將新能源汽車強行分為“高速”、“低速”兩種形態,這種從技術指標上的劃分是否合理?低速電動車在城市交通及短途交通等應用場景下優勢在哪里?低速電動車只是處于初級階段,其發展的最終形態到底是怎樣的?還有多少的進化空間和可能性?本期周報將嘗試做一個分析。
一、按速度劃分新能源汽車的合理性
產品是指能夠供給市場,被人們使用和消費,并能滿足人們某種需求的任何東西,包括有形的物品、無形的服務、組織、觀念或它們的組合。消費者購買的是產品的實體以及產品的核心利益(即向消費者提供的基本效用和利益)。
“速度”作為電動汽車產品的一項技術指標,只是消費者采購產品時期望的一系列屬性和條件之一。從這個角度講,按照“速度”劃分產品不是一種市場觀點,而按照消費者期望得到的效用來劃分,顯然更為合理。或者可以認為:“凡是被消費者,只按照低速場景來使用,或只發揮了低速屬性效應的電動汽車產品,都應該被稱為低速電動車”。
在當前的市場上,時常有高速電動車“冒充”低速車的情況發生,如果繼續用產品的技術屬性代替消費屬性,這種現象只會越來越多。
二、低速電動車在城市及短途交通應用中的優勢
在城市交通和短途交通應用中,小型低速電動車顯然有更多的優勢,并能有效解決很多現實的問題。每一種產品都有他在特定場景中的優勢,看完下表,也許會得出這樣的結論:“應當限制高速車在高速公路以下的場景中的應用,因為太快、太大、效率太低、經濟性性太差。”
城市應用場景中各類車型屬性對比表 |
||
道路限速 |
國內現狀 |
《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》第四十五條:在沒有限速標志、標線的道路上,機動車不得超過下列最高行駛速度:(一)沒有道路中心線的道路,城市道路為每小時30公里,公路為每小時40公里;(二)同方向只有1條機動車道的道路,城市道路為每小時50公里,公路為每小時70公里。 高德地圖在2016年度中國主要城市交通分析報告中指出,目前國內道路平均車速最高的城市為鄂爾多斯,也僅僅達到32.3Km/h。多數一二線城市的道路平均車速在25Km/h左右。 |
傳統燃油車 |
長期低速行駛、怠速狀態,燃燒不充分。 |
|
高速電動車 |
電機不在最高效率區間運行。 |
|
低速電動車 |
在滿足城市道路速度情況下,對能源的消耗最經濟。 |
|
目標里程 |
國內現狀 |
北京市交通委第五次城市交通綜合調查結果顯示:工作日每輛車平均要跑41.5公里; |
傳統燃油車 |
加注一次燃油,可行駛里程在500km以上 |
|
高速電動車 |
裝著能跑300km的電池包,日常平均不到45km里程,不經濟 |
|
低速電動車 |
100km可滿足日常短途通勤應用,且經濟性最高 |
|
空間占用 |
國內現狀 |
城市道路擁擠和停車難問題日益突出。在道路資源不變的情況下,減小體積、增加流量,顯然是有效方法。 |
傳統燃油車 |
通常車庫按小轎車車位占地要求為:凈寬不小于2.4米、凈深不小于5.3米,約12個平方 |
|
高速電動車 |
||
低速電動車 |
一個停車位可以停放2-3輛。 |
|
經濟性 |
國內現狀 |
一般汽車大多內設4個座位,但大部分時間只有2個人使用,其他座位的利用率不到20%,這個意味著大量的能源成本浪費。 |
傳統燃油車 |
一輛燃油車車重約等于20倍人的體重 |
|
高速電動車 |
帝豪EV裝45度電池,90k電機 |
|
低速電動車 |
一臺帝豪EV的電池、電機材料,可以造8臺低速車 |
顯然在未來城市交通工具中,低速電動車因其小型化、輕量化、占據空間更小、耗能更低,完全能夠滿足城市安全便利性,有效地實現個人交通所需的要求。雖然現在的低速電動車還是一個極簡功能化的產品,但隨著電氣化控制與無線互聯等新技術的發展,必將使之進化到一個全新的狀態。
三、國外低速電動車的進化方向
1. 功能集成更方便
電動汽車沒有發動機和變速器的裝置,電池組件及動力總成等會被集成設計成一塊底板或是其他形狀,可以根據車輛風格和性能的要求把它們設計在最佳位置。大家非常熟悉的特斯拉,正是如此。
寶馬i3,則更近一步,將全車功能集成劃分為“Life”和“Drive”兩個獨立的模塊成,“Life”代表乘員艙部分,采用超輕量化并且高強度的CFRP碳纖維復合材料構成,而“Drive”則將懸架、蓄電池組、驅動系統和碰撞防護結構納入整個模塊中。
通用發布的AUTONOMY,更是將這一概念推到極致,它將所有部件安裝在一塊“滑板”內,在這塊“滑板”之上任何的車體外形設計都是被允許的。
低速電動車因車型小,功能件的功率、容量、尺寸等更小,反而更適應這樣一種技術平臺。美國的Trexa公司,發布了一款開放性電動車底盤“Trexa EV”概念。主體由鋼和鋁合金構成,軸距有1.625m,2.032m,2.438m三種,正是一個低速車尺寸的平臺。
日本TGMY公司也發布了一款超小型純電動汽車底盤,該平臺尺寸為長2480×寬1290×高1230mm,可以提供給整車廠商,由各廠商在上面安裝車身。
對生產者而言,類似模塊化的設計有利于降低成本,提高生產率;對消費者而言,只需花很少的錢便可以對整車外殼進行更換,如同換了一部新車;對駕駛樂趣而言,通過調低推力系統在底盤車架內部的高度,駕駛者可以享受到重心較低的跑車感受,卻同時擁有SUV的寬闊視野。
2. 更適合輪轂電機應用落地
輪轂電機驅動系統可以靈活地布置于車輪中,直接驅動輪轂旋轉。與內燃機、單電機等傳統集中驅動方式相比,其在動力配置、傳動結構 、操控性能、能源利用等方面的技術優勢和特點極為明顯。
但是輪轂電機尚存在高速下失穩、非簧質量大,高密封環境下的散熱難、制動集成問題、能量管理待優化等諸多問題,使得其在高速電動車領域的規模化應用受到了一定的限制。而低速電動車功率小,一般來說3~4kw 比較常見,那么非簧質量大、高速失穩等大功率、高速度工況下遇到的問題,在低速車上就不存在了。因此,輪轂電機最適合在低速電動車平臺上應用落地,而這一技術的應用,也會給產品形態帶來新的變化。
比如,若對輪轂電機驅動的車輛進一步導入四輪轉向技術(4WS),即可減小其轉向半徑,進而實現零半徑轉向。日本恩梯恩公司在2011年制造了一款Q’mo原型電動概念車,四個車輪均裝有輪轂電機,巡航速度在60公里/時,可以以自身為圓心自轉,也可以像螃蟹一樣橫向移動。
3. 線控技術操作更智能
由于動力控制由硬連接改為軟連接,能通過電子控制器,實現各輪轂從零到最大速度之間的無級變速和輪轂間的差速要求。因此可以通過線控系統,獨立操作每個車輪,實現良好的全向轉向、穩定移動和牽引控制。
采用線傳操控技術之后,油門、剎車踏板都可以取消,所有操縱系統都可以集中在底盤,底盤與車身之間只是接口連接,將車廂內駕車者的操縱信息傳送至底盤內的操縱系統。
在這樣的變化下,車門幵啟方向不再局限為兩側,可以實現從汽車四周出入,例如采用前后方向作為乘客的上下車和取物方向,能夠大大降低停車需要的空間,提高停車場的利用率,也能提高安全性。尤其對于行動不便的老人,這樣的上下車方式更加方便。比如,日產開發的一款Pivo 2概念車,就包含了這個理念。
4. 城市應用效率更高
無論從環保節能還是經濟的角度,微型化都是未來汽車的趨勢之一。傳統汽車大多內設4個座位,但大部分時間汽車只有2個人使用,其他座位的利用率不到20%,這就意味著大量的能源成本。低速電動車因其更小的車型、更靈活的座椅排布方式,更能適應未來高效率利用的需求。
無線互聯技術通過在車體內部外部以及道路、橋梁、收費站、停車場等各種交通基礎設施上安裝感應器,實現車與車、車與道路之間的無線互聯。該技術能讓不同的車沿著同樣的路線向相同的目的地行駛。預想當乘坐少于2人時,可以只出動1輛車,需要乘坐2人以上時,通過無線互聯,2輛微型車之間隔著很小的距離前后或者并列行駛,這樣能夠滿足多種乘坐需求,既減少了能源消耗,又增加了原本有限的續航里程,而且可以實現更多更靈活地停車方式。
德國人工智能研究中心(DFKI)所屬的不萊梅機器人創新中心研發的螃蟹車就是這種思路研究的結果。這款迷你電動汽車EO Smart 2,尺寸只有2500mmX1570mm,僅有一排座位,重量750公斤,時速也只有65公里/小時,完全就是低速電動車的標準配置版本。
在這款車的設計預想之中,EO Smart 2可以智能連接,形成編組,如果遇到特殊路況,能組成一部卡車或一部家用MPV來使用。
EO Smart 2是德國面向未來城市交通而規劃的概念,從技術指標上講,是一款不折不扣的“低速電動車”,但相信沒有人去質疑其技術含量。
因此從應用場景上講,低速電動車有非常大的優勢,從技術方向上看,也有很大的升級進化空間,如果僅因為現階段的產品形態低,就否決其發展,無疑堵上了一條極可能發展成功的路線。