馬家明

(上海汽車集團(tuán)股份有限公司商用車技術(shù)中心，上海 200438)

0 概述

多用途貨車(即“皮卡”)是1種常見的車型，也是英文“Pick Up”的音譯，同時(shí)也被稱為“轎貨車”，是1種采用轎車車頭和駕駛室，同時(shí)具備敞開式貨車車廂的車型，也是1種便于使用的輕型客貨兩用車，如圖1所示。

圖1 皮卡車型示意圖

《GB 7258—2017機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》[1](以下簡稱《GB 7258—2017》)是我國機(jī)動(dòng)車國家安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分，是我國機(jī)動(dòng)車新車定型強(qiáng)制性檢驗(yàn)、新車出廠檢驗(yàn)的重要技術(shù)依據(jù)之一。根據(jù)《GB 7258—2017》的定義，“多用途貨車是指具有長頭車身和駕駛室結(jié)構(gòu)、核定乘坐人數(shù)小于或等于5人(含駕駛?cè)?、駕駛室高度小于或等于2 100 mm、貨箱欄板上端離地高度小于或等于1 500 mm、最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量小于或等于3 500 kg的貨車?！蓖瑫r(shí)，《GB 7258—2017機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)釋義》也明確說明了“多用途貨車”即為大眾俗稱的“皮卡”。

在歐美地區(qū)，皮卡的銷量占汽車總銷量的30%，在美國甚至高達(dá)60%，而目前在中國僅為2%。

皮卡在舒適程度、節(jié)能環(huán)保、整車造型等多方面與乘用車不分伯仲，其多功能性比乘用車更為優(yōu)越，其特點(diǎn)是既具有轎車般的舒適性，同時(shí)載貨和適應(yīng)不良路面的能力又優(yōu)于轎車。“乘客載貨兩相宜”的皮卡產(chǎn)品在二三線中小城市及經(jīng)濟(jì)條件較富裕的農(nóng)村地區(qū)所獲得的認(rèn)同度越來越高。目前，皮卡已成為乘商結(jié)合的新熱門車型，大力優(yōu)化皮卡市場，對于滿足消費(fèi)者多樣化需求，推動(dòng)我國汽車行業(yè)發(fā)展具有促進(jìn)作用。

近年來，國家相關(guān)部門陸續(xù)出臺(tái)利好政策，優(yōu)化車型管理政策，放寬皮卡進(jìn)城限制，為我國皮卡的發(fā)展創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境。2018年12月24日，交通運(yùn)輸部宣布，從2019年1月1日起，4.5 t以下的普通貨運(yùn)車輛取消營運(yùn)證和駕駛員從業(yè)資格證。在《GB 7258—2017》中，皮卡被定義成了多用途貨車，不再被強(qiáng)制要求噴涂總質(zhì)量標(biāo)識(shí)和車身反光標(biāo)識(shí)，以此和貨運(yùn)車輛進(jìn)行區(qū)分。2019年，國家10部委聯(lián)合發(fā)布的《進(jìn)一步優(yōu)化供給推動(dòng)消費(fèi)平穩(wěn)增長促進(jìn)形成強(qiáng)大國內(nèi)市場的實(shí)施方案》中明確提出，在評估河北、遼寧、河南、云南、湖北、新疆6省區(qū)放開皮卡進(jìn)城限制試點(diǎn)政策效果的基礎(chǔ)上，穩(wěn)妥有序地?cái)U(kuò)大皮卡進(jìn)城限制范圍，在2020年前取消對地級(jí)及以下城市全部皮卡車輛的進(jìn)城限制。

《GB 7258—2017》標(biāo)準(zhǔn)對多用途貨車作出明確定義，行業(yè)內(nèi)開始制定推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)《多用途貨車通用技術(shù)條件》。2019年10月24日，由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)整車分技術(shù)委員會(huì)主辦的“皮卡標(biāo)準(zhǔn)研究工作組第四次會(huì)議”在北京召開，來自國內(nèi)皮卡生產(chǎn)企業(yè)和科研院所等14家單位的30余位專家代表參加了此次會(huì)議。會(huì)議從皮卡產(chǎn)品的整車研發(fā)、性能和生產(chǎn)方面對標(biāo)準(zhǔn)文本制定和推進(jìn)規(guī)劃作了進(jìn)一步的梳理和部署。該標(biāo)準(zhǔn)的制定工作得到中央、地方，以及行業(yè)主管部門的特別關(guān)注，也是社會(huì)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)之一，從而能更好地助力國家相關(guān)政策的落地實(shí)施，早日實(shí)現(xiàn)皮卡的快速發(fā)展。

在節(jié)能減排的全球大趨勢下，世界各國更加重視新能源汽車的發(fā)展。2010年以來，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在國家政策的推動(dòng)下總體發(fā)展勢頭良好，尤其是純電動(dòng)汽車的技術(shù)發(fā)展和市場推廣成果顯著。隨著政策面逐步放寬，皮卡市場迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，新能源技術(shù)在皮卡車型中的應(yīng)用逐漸增多，國內(nèi)主流皮卡生產(chǎn)企業(yè)已對純電動(dòng)皮卡進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)布局，并已有多款產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。因此，有必要對純電動(dòng)多用途貨車平臺(tái)開發(fā)策略進(jìn)行分析研究，總結(jié)目前行業(yè)的現(xiàn)狀，提出了發(fā)展建議供同行探討。

1 國內(nèi)純電動(dòng)多用途貨車平臺(tái)開發(fā)策略研究

傳統(tǒng)皮卡車型的分類如表1所示，分別從技術(shù)類型、產(chǎn)品檔次、結(jié)構(gòu)型式對皮卡進(jìn)行了分類。市場上最為常見的是標(biāo)準(zhǔn)雙排座皮卡和廂式皮卡車型。

表1 皮卡車型一般分類

在車身結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)形式方面，皮卡相比乘用車存在較大差異，絕大多數(shù)皮卡都是非承載式車身，通過車架承接底部平臺(tái)連接駕駛室和貨箱。皮卡的驅(qū)動(dòng)形式一般都是前置后驅(qū)或前置四驅(qū)，傳動(dòng)軸前后貫穿底盤至后橋，如圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)能源皮卡底盤布置示意圖

從傳統(tǒng)皮卡車型的特點(diǎn)來看，無論是車身結(jié)構(gòu)還是驅(qū)動(dòng)形式，都不利于純電動(dòng)車型的開發(fā)。本文對基于傳統(tǒng)皮卡而改型的純電動(dòng)皮卡平臺(tái)開發(fā)策略進(jìn)行了探討。

在新能源貨車差別化通行管理等政策的驅(qū)使下，純電動(dòng)皮卡產(chǎn)業(yè)得以逐步發(fā)展。截至2019年，純電動(dòng)皮卡在國內(nèi)的上牌數(shù)量為每年不超過1 000臺(tái)，占皮卡市場滲透率的0.25%，但國內(nèi)主流皮卡生產(chǎn)企業(yè)都已對純電動(dòng)皮卡進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)布局，并發(fā)布了多款同類車型，如圖3所示。

圖3 國內(nèi)主流皮卡車企產(chǎn)品布局

2019年堪稱純電動(dòng)皮卡的量產(chǎn)元年。鄭州日產(chǎn)，江鈴，長城等傳統(tǒng)皮卡車企均上市了旗下首款純電動(dòng)皮卡，并正式推向市場。以下針對上述車企開發(fā)的幾款典型純電動(dòng)皮卡產(chǎn)品展開研究。

1.1 鄭州日產(chǎn)

2019年7月17日，鄭州日產(chǎn)銳騏EV皮卡上市，銳騏6EV皮卡開啟預(yù)售。2款車型的主要產(chǎn)品參數(shù)見表2所示。

表2 鄭州日產(chǎn)銳騏EV、銳騏6EV主要產(chǎn)品參數(shù)

銳騏EV皮卡基于日產(chǎn)D22平臺(tái)進(jìn)行改型，該車型的改型特點(diǎn)為：驅(qū)動(dòng)型式與燃油版一致，采用前置后驅(qū)的驅(qū)動(dòng)型式，電機(jī)布置在前艙，保留中間傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸兩側(cè)及原備胎位置布置了3塊獨(dú)立的動(dòng)力電池包，如圖4所示。

圖4 銳騏EV底部平臺(tái)特征

銳騏6EV皮卡基于日產(chǎn)D23(新一代納瓦拉)平臺(tái)進(jìn)行改型，改型特點(diǎn)為：驅(qū)動(dòng)型式為后置后驅(qū)，采用集成式電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，整備質(zhì)量小，動(dòng)力電池包安裝在底盤大梁處，位于前后兩軸的中間位置，給車身帶來了更強(qiáng)的剛性及抗扭性，同時(shí)具有了更充足的電量，一體式動(dòng)力電池包也有利于電池管理，如圖5所示。

圖5 銳騏6 EV底部平臺(tái)特征

1.2 江鈴汽車

2019年12月25日，江鈴汽車宣布旗下首款純電動(dòng)車型江鈴域虎EV正式上市，新車共推出2款車型，如圖6所示，主要產(chǎn)品參數(shù)見表3所示。

圖6 江鈴域虎EV

表3 江鈴域虎EV主要產(chǎn)品參數(shù)

域虎EV基于域虎7平臺(tái)而進(jìn)行改型，該平臺(tái)的特點(diǎn)為：驅(qū)動(dòng)形式為前置后驅(qū)，電機(jī)布置在前艙，保留了中間傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸兩側(cè)布置了2塊獨(dú)立的動(dòng)力電池包，如圖7所示。

圖7 域虎EV底部平臺(tái)特征概念圖

1.3 長城汽車

2019年9月12日，長城汽車發(fā)布了風(fēng)駿7 EV車型，該車型是長城皮卡產(chǎn)品中的首款電動(dòng)車型。長城炮EV將于2020年正式上市，是長城第2款純電動(dòng)皮卡，其主要產(chǎn)品參數(shù)見表4所示。

表4 風(fēng)駿7 EV、長城炮EV主要產(chǎn)品參數(shù)

如圖8所示，風(fēng)駿7 EV和長城炮EV均基于PEi非承載電驅(qū)平臺(tái)開發(fā)，采用一體式動(dòng)力電池包形式，驅(qū)動(dòng)型式為后置后驅(qū)。

圖8 風(fēng)駿7 EV集成電驅(qū)橋結(jié)構(gòu)圖

2 國外純電動(dòng)多用途貨車平臺(tái)開發(fā)策略研究

在國外，特別是在北美市場，皮卡長期占據(jù)熱銷榜前列。在2019年美國最暢銷車型前20名中，不乏福特F-150、道奇Ram、雪佛蘭Silverado、豐田Tacoma等知名燃油皮卡車型。福特道奇、雪佛蘭、豐田等傳統(tǒng)車企并未研發(fā)純電動(dòng)皮卡車型，而特斯拉則在2019年11月發(fā)布了旗下首款純電動(dòng)皮卡Cybertruck，如圖9所示。

圖9 特斯拉純電動(dòng)皮卡Cybertruck

該車外觀造型前衛(wèi)，顛覆傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。車身采用與SpaceX火箭同款的高強(qiáng)度30倍冷軋不銹鋼板，車身尺寸為5 900 mm(長)、2 000 mm(寬)、1 900 mm(高)，是1款全尺寸皮卡。其后貨艙長度為1 980 mm，貨艙容積為2.83 m3，載貨質(zhì)量高達(dá)1.59 t。該車型共有3個(gè)版本，分別為單電機(jī)、雙電機(jī)和三電機(jī)車型。續(xù)航里程也有所不同，分別為400 km、480 km和800 km。配備三電機(jī)的Cybertruck車型從0～96 km的加速時(shí)間為2.9 s，牽引力最高達(dá)到6.3 t。Cybertruck純電動(dòng)皮卡在材質(zhì)和性能上優(yōu)于其他全尺寸皮卡。該車型的車身型式及驅(qū)動(dòng)形式和傳統(tǒng)皮卡平臺(tái)完全不同。作為基于全新平臺(tái)而開發(fā)的純電動(dòng)皮卡，特斯拉Cybertruck值得業(yè)內(nèi)人員進(jìn)行深入研究。

3 純電動(dòng)多用途貨車平臺(tái)開發(fā)策略建議

通過對國內(nèi)外純電動(dòng)皮卡量產(chǎn)產(chǎn)品的分析，可以看出目前行業(yè)的現(xiàn)狀，結(jié)合工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，歸納出幾類開發(fā)策略及其優(yōu)缺點(diǎn)。

3.1 前置前驅(qū)平臺(tái)開發(fā)策略分析

前置前驅(qū)電機(jī)及減速器布置在前艙，通過驅(qū)動(dòng)半軸而驅(qū)動(dòng)前輪，需要考慮轉(zhuǎn)向器與減速器動(dòng)態(tài)安全間隙、驅(qū)動(dòng)半軸夾角、減速器機(jī)械部件尺寸等要素。受到基礎(chǔ)車型前轉(zhuǎn)向梯形的限制，設(shè)計(jì)要求減速器殼體尺寸必須小于某個(gè)限值，圖10為某款電機(jī)減速器截面尺寸的分析示意圖。

圖10 某款電機(jī)減速器殼體截面尺寸分析示意圖

前置前驅(qū)布置方式的優(yōu)點(diǎn)在于基礎(chǔ)車型驅(qū)動(dòng)型式一般都是前置后驅(qū)/前置四驅(qū)，傳動(dòng)軸前后貫穿底盤至后橋，取消后驅(qū)傳動(dòng)軸，可以最大限度增大車架中段的電池布置空間，有利于提升續(xù)航里程或載貨能力。缺點(diǎn)在于對電機(jī)、減速器等核心部件尺寸要求高，在減速比一定的情況下選型較難。

3.2 前置后驅(qū)平臺(tái)開發(fā)策略分析

在前置后驅(qū)基礎(chǔ)車型平臺(tái)上改型開發(fā)純電動(dòng)皮卡，改動(dòng)量最小的方式是沿用前置后驅(qū)的驅(qū)動(dòng)型式，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)布置在前艙，如圖11所示。

圖11 前置后驅(qū)布置示意圖

采用前置后驅(qū)布置方式的優(yōu)點(diǎn)在于對基礎(chǔ)車型平臺(tái)的改動(dòng)量最小，前后軸負(fù)荷分布較合理，后驅(qū)爬坡能力強(qiáng)。缺點(diǎn)在于保留了前后貫通的傳動(dòng)軸，對動(dòng)力電池布置空間和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)較大，不利于實(shí)現(xiàn)更長的續(xù)航里程。

3.3 后置后驅(qū)平臺(tái)開發(fā)策略分析

隨著集成式電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)的發(fā)展，后置后驅(qū)布置方式得以實(shí)現(xiàn)。如圖12和圖13所示，后軸配備整體式電驅(qū)橋，動(dòng)力電池包布置在兩軸中間，與縱梁連接。

圖12 后置后驅(qū)布置方式示意圖

圖13 某整體式電驅(qū)橋示意圖

后置后驅(qū)布置方式的優(yōu)點(diǎn)在于動(dòng)力電池包布置空間完整，位于前后兩軸中間位置，給車身帶來了更強(qiáng)的剛性及抗扭性，能獲得更充足的電量，也有利于電池管理且具有較強(qiáng)的爬坡能力。缺點(diǎn)在于后軸集成了驅(qū)動(dòng)橋，簧下質(zhì)量相比基礎(chǔ)車型增大約100 kg，汽車的平順性和安全性降低，操縱穩(wěn)定性變差，前后軸負(fù)荷分布不均勻。

4 總結(jié)

從國內(nèi)主流皮卡車企推出的純電動(dòng)車型來看，第1代純電動(dòng)皮卡開發(fā)策略在基礎(chǔ)車型平臺(tái)基礎(chǔ)上，少有更改且保留了前置后驅(qū)的驅(qū)動(dòng)型式，動(dòng)力電池布置在中間傳動(dòng)軸兩側(cè)或者通過取消備胎，增加1塊動(dòng)力電池，續(xù)航里程通常在300 km左右。從長城炮EV及鄭州日產(chǎn)銳騏EV6等最新產(chǎn)品來看，第2代純電動(dòng)皮卡開發(fā)策略已經(jīng)轉(zhuǎn)向了后置后驅(qū)，借助發(fā)展中的集成電驅(qū)橋技術(shù)，取消了中間傳動(dòng)軸，充分利用車架縱梁中間的空間，布置更大的動(dòng)力電池包，提升續(xù)航能力，續(xù)航里程可以達(dá)到400 km，后置后驅(qū)的開發(fā)策略應(yīng)是今后的主流技術(shù)趨勢。

另外，從特斯拉全新皮卡車型中可以看出，該車型的車身型式及驅(qū)動(dòng)型式和傳統(tǒng)皮卡完全不同，通過全新平臺(tái)開發(fā)純電動(dòng)皮卡也是1種新的嘗試，能突破傳統(tǒng)燃油皮卡非承載式車身的平臺(tái)限制，更好地減輕車身質(zhì)量，獲得更長的續(xù)航里程和更強(qiáng)的載貨能力，仍值得進(jìn)一步深入研究。