工程车辆电驱系统的发展
和趋势分析
主要汇报两部分：
一、工程车辆（轮式工程机械）电动化的背景和现状。
大家都知道，这都是老生常谈的事情，我们国家现在也在提双碳目标和绿色化目标，大家也会有一个疑问，前不久也看到相应的报道，欧美一些老牌车企（奔驰）推迟了全面电动化或者全面绿色化相应路线。是不是说我们绿色化和低碳化就没有前景了？我说一下自己的观点，我自己认为他们发布了相应政策，不仅不是对电动化有相应的推迟，反而是一个更全面的电动化。
他们认为，现在全面实行电动化有一定的局限。而我们认为在未来5-15年里，应该在各个交通行业里，都开始全面普及绿色化和电动化。而在30年左右时间里（2030、2060）交通行业甚至在工程机械利开始全面推行绿色化和电动化，所以我一直认为绿色化和电动化，应该是交通和运输行业里主流的趋势。
所以，在座各位包括主机厂，还是要对绿色化和电动化抱有一定的信心。
在交通行业里，我们三一是做重型工程机械，交通还是属于排放大户。我们也统计了这几年，特别是全面推行电动化和绿色交通化以来的碳排放相应情况。从图上可以看出，对于公路或者是对于重型运载，无论是二氧化碳排放，还是各方面其他有害物排放，占了绝大多数。
大家老说中国排放高，是汽车行业给出来的排放。我认为中国排放高，交通整个行业以及整个运输业，包括工程行业里绿色化和低碳化，还是一个重中之重。否则的话，这么大的比例，将近90%的排放都是来自于重型领域，我们还是说任重而道远的过程。
我们举了重卡的例子，我们认为重卡是比较广泛的例子，除了大家熟知的牵引车，还包含了我们三一正在研发的重型工程机械（工程搅拌车、工程渣土车、工程泵车）做了一个统一比较，差不多一台车和一百台乘用车排放，碳交易甚至碳的排放量是极其相当的。
所以说，重中之重还是在重型领域或者说叫重型机械里，绿色化、低碳化属于重中之重。
我们以工程车辆，举了最主流的，也就是我们俗称的渣土自卸车，在大型城市里看到渣土自卸车已经比较少了。对于在座开乘用车的朋友们来讲，见到这种车比较烦。无论能耗还是从排放，还是交通行业里的大户。
我们认为随着电池技术包含了咱们电机技术不断进步，这种电动自卸车渗透率会逐渐增强。特别是去年电动自卸车的渗透率已经突破15%，达到16.7%左右。而在今年我们认为，大家在大城市今后会越来越多看到电动自卸车相应的发展和相应的路面上跑。我们认为2026年左右接近25%的水平。对于重型渣土车或者是自卸车绿色化是不可逆的趋势。
在这里要引出一个疑问，重型载货汽车，特别是有极其超载的情况下，到底哪条技术路线才是我们这种电动自卸车或者电动工程车辆的选择，我们认为除了现有的柴油车之外，除了我们现有的柴油车之外的话，现在新能源的三条技术路线里面，我们认为在目前的阶段里面，可能只有两条技术路线比较适合于现在重型的载货汽车或者是重型的工程车辆，我们认为一条路线就是混动，一条路线就是电动。
电动车现在在部分城市甚至在部分矿山里面已经看到，我们认为电动的自卸车初期投入比较高，但是后期运营成本会相当低。
我们现在有时候跟司机朋友或者跟矿山的司机朋友，在那儿进行聊天或者进行市场调研的时候，他们现在说买一台电动自卸车，要比买一台传统的燃油的一个自卸车成本贵了一倍以上，但是他可以用一年左右的运营，完完全全可以把成本回收回来，所以说，后期成本低，规模化的效益会更加好。
而且现在电动自卸车可以上绿牌，所以在很多城市里面，已经不在受到相应的渣土运输车或者重型载货客车进城相应的一个限制，全天24小时之内都可以进入城区，甚至到主干城区的一个相应运行，政策的利好还是比较好的。
除此之外的话，像我们相较于传统的油车以及取消了传统的MT，所以说，他的换档也比较便利，保证操作驾驶也有一定的提升。但是它也有一个不好的地方，因为这种的车，大家也都知道我们车上带的电能特别特别大，所以说对于充换电的设施要求比较高，而且在这种情况下面，我们现在的重型的载货车，或者重型的工程车辆，我们举一个很简单的例子，在矿山上的运行，基本上每公里的电耗4度电，百公里也就是达到了400度电，我们一辆车基本装到了500多度电也是只能满足100公里左右相应的一个运行，所以说他的里程焦虑现在还是在我们重型载货车上是非常明显的。
在这种情况下，我们就推出包括行业里面，也就是另外一条技术路线（互动技术路线），混动技术路线实际上当时做过客车还有做过乘用车的这样朋友们，对混动这条技术路线特别熟悉，为什么我现在又把混动这条技术路线又提出来，实际上我们认为在重型的载货货车，或者重型的工程车辆的平台上面，如果电动解决不了的，完完全全可以通过混动来做一定的解决，因为混动的话，除了我刚才说的电动的一些优势之外，他还有一些独特的优势，像混动的车，特别是在中国市场里面我不能说是全部，至少大部分的市场里面的话，他还是可以上绿牌的，可以享受到和国家新能源汽车一样的一个政策。
另外，他也解决了当时电动车譬如说是环境的适应性，还有像里程的焦虑，我们认为从大的技术上面来讲，工程车辆里面的话，混动和电动实际上是应该在未来5-10年里面我们认为是一个并驾齐驱的过程。
第二，我们说一下在工程车辆里面，我们认为驱动系统的一个发展，实际上工程车辆，它的谱系比较多，只要从事工程的，实际上它的吨位范围非常宽。
实际上，我们最早从4.5吨，就是大家在城市里面看到的小的城市渣土运输车，大家装修城建垃圾的这种小型车，最小可以到4.5吨，再往上说可以是上无极限。
我们现在最大的工程的车辆，或者说轮式工程机械，大家也都知道在矿山里面我们动辄100吨、200吨这都是我们工程车辆所涵盖的范围。
所以说，我们工程车辆，它吨位范围小到4.5吨，大到100吨以上都是非常普遍的，在这么宽的载重范围内，到底什么技术路线，或者什么样子的驱动形式比较适合我们，我们这里面也做了一个初步的想法。
我们认为在小吨位的基础上，实际上完完全全可以借助现在中重型的商用车相应的路线，无论是现在的单电机+多档AMT还是到后面发展的平行轴的电驱桥，实际上都是比较适合的。
但是在重型的这条技术路线上面，我们目前从探索的情况上来看，我们认为的话，电驱桥甚至轮面驱动至少在重型的场景下面还是比较不太适应的。
大家也都知道，在一些非铺张道路上面，我们工程车辆，或者我们工程机械需要去工作的场景。譬如说，在工地里面，在矿山里面，在坑口甚至在部分的码头和钢厂里面的话，由于路面环境不是特别好，所以上，开发或者使用无论是电驱桥还是分布式的轮边驱动，实际上对于车辆的布置，实际上是有一定限制的。
所以我们现在讲的话，还是在重型的工程机械里面，还是要采用单电机或多电机再加一个变速箱的形式，做中央驱动，应该是工程车辆里面的一个主要的方向。
但是我们也还是有理由充分相信，特别是在现在我们充分要求要在底判的集成化还有多模块化，甚至大家也看到前几年炒作的一个非常重要的概念叫做正向底盘（滑板底盘）。
我们认为如果我们的工程车辆今后要朝正向底盘或者滑板底盘发展的话，电驱桥应该是大家绕不过去的一个相应的方向，正向底盘或者滑板底盘里面有两个重要的特点，第一个特点就是叫驱动系统的集成化。
第二，电池的底盘化。
所以中央驱动没法解决这些问题，而对于电驱桥可以把底盘大量的空间留下来，给电池进行相应的布置。所以说，未来随着我们技术进一步的发展，对于电驱桥应该是我们工程车辆里面绕不过去或者是必由之路。
今后的话，我们工程车辆如果开发了正向底盘或者是滑板底盘的产品，我就可以在底盘不变，甚至驾驶室不变的情况下，我换不同的上桩实现不同的工程车辆的组合。
就像我如果装一个货斗，可能就是我们现在渣土车、自卸车，如果我装一个搅拌罐可就变成了我们的一个搅拌车，如果我装上架子，可能就是我们的蹦车，我再装上一个冷链系统的话，那就是我们冷链汽车等等一系列。
所以我们认为对于驱动系统，虽然我们现在只是在中型或者是轻型的工程车辆上推电驱桥，但是我们认为未来电驱桥应该是工程车辆里面发展的一个重要路径。
而对于工程车辆现在的路线，我们还是分成了两条技术路线，一种就是在城建渣土或者施政工程，也就是说车辆可以在城市里面，在铺装道路上进行的一个使用，在这种情况下，可以有电驱桥的技术路线，但是在矿山、沙石包括我刚才说的一些港口、码头、路面情况非常恶劣，或者运行工况非常差的情况下，我们认为中央驱动应该这几年还是属于一个主流。
说完技术路线，再说一下我们现在的工程车辆对电机的需求，我们认为电机技术的发展，肯定还是离不开车辆的发展，从车辆的角度的话，我们认为在工程机械或者是工程车辆上面有五个核心的要素，实际上还是需要重点考虑，他可能跟乘用车或者跟一般的商用车维度不一样，我们认为高功率密度，低成本，高集成度还有良好的NVH，以及更高的效率，应该是我们对工程车辆上面的电驱系统里面的一个持之以恒需要进行努力。
特别是像一些低成本化，和高功率密度，可能目前现在在工程车辆里面，这是我们目前首要需要去解决的一个问题。
而从驱动电机的角度的话，我相信在座的各位，很多都是属于电机行业里面的大佬，我也在说一下我们在应用过程中自己的一点想法，我们认为高速化和扁平化，以及高压化，应该是对于我工程车辆，或者是工程机械的这种所用的电机里面的一个主流的方向，从目前的形状来看，我们从公告甚至从现在使用的情况下来看，电机的功率在逐渐的增加，特别是我们工程车辆里面，他更多的在乎的可能不是他的一个峰值的功率，更多是额定的功率。
刚才在茶歇的时候，我还在跟一位专家在聊，说我们工程车辆为什么现在对功率的要求特别多，大家可以想象一下，我们现在在很多的一些矿山的场景下面，我一辆工程车辆，满载一百多吨的一个货物，我如果车辆在爬一个30度的坡的情况下，实际上他是有翻车的风险的。
实际使用的情况上面的话，我们对于车辆是属于倒着把那个车辆推上去的一个过程，也就是让车辆倒行上山的过程，所以说我们对电机的效率，特别是功率里面额定功率，可能会要求更多。
在工程车辆里面更多的可能是让他运行在一个持续的且是一个大扭矩，甚至一个低速的工况。为什么这块要提出高速的，高速过程中还是为了解决：
第一，电机成本。
第二，电机高度集成化概念。
从这几期公告来看，以我们渣土自卸车申报公告来看，功率的范围已经从原先去年甚至前年主流270千瓦额定功率上升到400千瓦以上相应功率，所以说电机大功率化可能是在工程车辆里面需要重点考虑的。
另外，关于效率。归根到底工程车辆只是一个工程的工具，更多是一个挣钱的或者赚钱的工具。有的时候开玩笑讲客户如何能选择一个工程车辆，就是两方面因素：
1、客户能够少花钱。
2、客户多挣钱。
对效率永远是一个持之以恒，甚至永恒的话题。而在工程车辆里面，可能和剩下的乘用车甚至客车和商用车关注点会不一样，普遍更多对于效率关注不是对于全屏幕的效率对比。我们之所以选择了现在一些碳化硅的控制器，更多还是希望效率驱能够朝左下方进行一个相应倾斜。也就是说，我在低速大扭矩情况下面，效果如果更高，可能对于整体的生命周期的TCO来说都有一定好处。
所以说，效率可能是我们对于工程机械或者工程车辆来讲一个非常重要的因素。
这是我们现在用的几个电机，在不同的控制器上面的相应表现情况。大家这张图基本可以看出，这样的控制器被相同电机情况下，效率区间和碳化硅配的电驱动效率区间，有相同的地方，或者有类似的地方，也有不同的地方。
我们用的碳化硅控制器更多用到高效或者低速、高扭矩的区间，在工程车辆里这种工况出现比较多，在这种情况下高电压化以及我们电机的高效化，是我们在工程车辆或者工程机械选择电机重要的因素。
另外，变速箱。大家也觉得变速箱，特别在重型车上未来怎样的发展，在这里提一点三一的思考。现在AMT应该是行业里面比较常见的过程，但是刚才也做了简单汇报，驱动电机功率从270千瓦已经逐渐升到了400千瓦。这样子单电机如果能做到400千瓦以上，电机体积过大，发热甚至整体都有一定的影响。所以，现在越来越多实现400千瓦甚至400千瓦以上都用双电机进行相应突破。
所以说，双输入的AMT可能是解决大功率区间里一个不错的选择。但是，双输入的AMT，只要是AMT还有一定的问题，我们在考虑矿山工况下拉了130吨的货，上坡过程中如果车辆出现换挡情况下，不出意外的情况下，转速或者是车速肯定有相应的损失。如果再严苛一点，换挡过程中车辆有往下溜坡，甚至动力中断风险。
所以说，双输入的AMT以及单输入的AMT没法很好解决这样的问题，这也就是为什么我们又把乘用车上，甚至商用车上已经多年不提的、不用的AT技术又拉出来。AT技术不是解决所谓换挡舒适性，甚至是操纵的简便性。我们把AT拉出来，更多利用AT在换挡过程中，能有一个换挡不中断，甚至换挡少动力中断的过程。
当然了，这一条技术路线现在我们也是在和国内外的高校和企业进行一个相应的合作。目前这条技术路线我们只是抛出来，目前实话实说还没有研发很成功。到时候研发成功，再跟大家做相应分享。
对于AMT来讲，我多说两句。大家可能也是传统从4AMT，逐渐向多挡位进行过渡，这一块也是解决刚才说的换挡中断情况。因为小挡位级差比较大，在特别恶劣、特别严酷的工程工况下，换挡动力中断会比较明显，甚至会出现换不上挡。如果多挡位现在有一定使用的六挡AMT，甚至到七挡，甚至到九挡的AMT，也是为了多挡位，并不是解决动力性问题，主要解决了换挡尽量少中断或者不中断过程。
所以说，变速箱在工程机械领域，可能还是一个多挡位的发展。
电驱桥，这里简单说一下。电驱桥里也经历了多阶段的发展，绝大多数电驱桥厂在第三个阶段（物理集成），把电机和变速箱和桥进行了一体集成，这个集成更多是物理集成，桥还是保留了传统意义上的结构，最大的问题可靠性等，因为保留了原先所有结构，可靠性不是特别好。
未来我们认为必然会走向深度集成的电驱桥，电机、变速箱和桥融为一体，在这种情况下，无论从集成度、重量甚至从散热角度来讲，都可以从驱动系统展开一整套的协同设计。目前，现在在低功率段或者低扭矩段的深度集成电驱桥已经有了，工程机械领域里，我们认为也是一个方向，只不过现在也是在和今天台下部分一些供应商合作。
对于集成电驱桥这是我们设计的一些落点，或者强点，不做过多介绍，大家从图上可以看出，对于第四阶段的电驱桥，我们设计的落点可能更多还是一个高速化和高功率化，以及重点的集成化。
应用情况，目前电驱桥刚才给汇报了，现在只在一些小吨位或者中小吨位，基本集中在22吨以下的工程车辆，特别是在城区里面跑的工程车辆。像一些城市的渣土垃圾，还有一些下地库的，包括出口到海外的一些进果园的车辆上，采用了电驱桥。但是，在矿山上面目前电驱桥用的非常少。
现在用的电驱桥，对于我们工程车辆来说，一根电驱桥没法解决动力问题。未来我们认为，多电机或者是多挡，在同一个电驱桥上的技术路线，应该是对于未来重载的工程车辆，是主流发展方向。
电机，双电机的输入，刚才也看到了变速箱，为了解决电机功率的问题。目前来讲，特别是今天有幸来到了江苏，江苏有两家非常重要也是非常知名的企业，目前都是双电机领域里面做的比较好。而且他们双电机都有自己相应的特点，三一双电机也是在这两家基础上做自主研发，有机会的话欢迎各位领导来三一进行指导。
对于控制器最后提两句，刚才说了这么多，对于工程车辆来讲，控制器认为未来还是要朝预控制器或者高度集成控制器进行一个发展。大家可以看出主要集成了差不多9个相应零部件，未来我还要集成哪些东西，甚至未来有哪些东西值得往里面集成，这是留给工程人员特别是主机厂需要重点考虑的问题。
我们认为未来除了刚才说的动力系统里面的控制器需要多合一进行集成，未来特别是多电机系统，甚至整车上面的辅助电机系统，包括空调、多电机的控制器，未来都会朝控制，甚至我们工程车辆里面上桩的电机，都会在多合一的控制器里面进行一个高度的集成。
以上就是今天给各位领导汇报的一个三一在驱动系统里面的一些想法，有一些还是非常不成熟的，也希望各位领导批评指正，也欢迎各位领导能和三一展开一些合作。谢谢大家！
✦
END
✦
参会请联系我们
车厘子
小编
电话:178-5555-8148
小玖
小编
电话:180-1633-9809
扫描二维码 ｜ 关注我们
● 电动车千人会 ●
欢迎加入新能源汽车产业交流群
关注公众号后台回复关键词“社群”
即可获取入群方式
点击“阅读全文”，报名参加IPF超级集成电驱动&小三电系统峰会
