周慧琴
戴姆勒卡車公司致力于實現(xiàn)《巴黎氣候變化協(xié)議》的目標,并承諾,到2050年實現(xiàn)全部產(chǎn)品和生產(chǎn)過程的碳中和。戴姆勒相信,真正的碳中和運輸只能通過純電動或氫動力汽車實現(xiàn)。
在2019年10月底開幕的東京車展上,戴姆勒卡客車公司發(fā)布了雄心勃勃的未來可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略——2039脫碳計劃:到2039年,在歐洲、日本和北美3大市場銷售的全部卡車和客車產(chǎn)品將全部實現(xiàn)行駛狀態(tài)(從油箱到車輪)的CO2中和;從2022年開始,戴姆勒在歐洲、美國和日本市場的卡客車產(chǎn)品將包括量產(chǎn)的純電動汽車;到2022年,戴姆勒卡客車公司的所有歐洲工廠都將實現(xiàn)碳中和,這些工廠還將通過從可再生能源中購買電力來實現(xiàn)CO2中和。其他地區(qū)的工廠也將緊隨其后;到下一個10年末,戴姆勒的卡客車產(chǎn)品型譜中將增加量產(chǎn)的氫動力汽車。
為了實現(xiàn)2039年的脫碳目標,戴姆勒卡車未來將專注于2種技術(shù)路線:電池電動和氫燃料電池技術(shù)。在中重卡領(lǐng)域,純電動和燃料電池技術(shù)將同等重要,并形成互補:中短途采用電池電動技術(shù),長途運輸采用燃料電池技術(shù)。
戴姆勒卡車電動化進程
2018年6月,戴姆勒將卡車和客車的所有電動化業(yè)務(wù)合并到E-Mobility Group(EMG)之下。EMG為戴姆勒所有品牌和部門定義了關(guān)于電動化部件和所有車輛的策略。自2018年成立以來,EMG在電動汽車領(lǐng)域積累了豐富的專業(yè)知識,并確定了跨品牌和細分市場的電動組件和產(chǎn)品的戰(zhàn)略。此外,EMG正在開發(fā)一種全球統(tǒng)一的電氣架構(gòu),可與現(xiàn)有傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)和總成部件成功的全球化平臺戰(zhàn)略相媲美,這樣既可以充分利用協(xié)同作用,還能夠優(yōu)化投資布署。同時,EMG為客戶提供全面的咨詢服務(wù),并專注于整個生態(tài)系統(tǒng),以使電動卡車在總擁有成本(TCO)方面也經(jīng)濟可行。EMG在全球范圍內(nèi)均有研發(fā)和生產(chǎn)基地,其員工在公司全球發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的不同位置工作。
戴姆勒提出,到2022年前面向汽車電動化投資100億歐元,到2025年前使純電動汽車銷量占到全球總銷量的15%~25%。
按照規(guī)劃,未來戴姆勒卡車旗下所有中重型卡客車都將會有對應(yīng)的電動車產(chǎn)品。目前已推出的電動卡車車型包括FUSO eCanter電動輕卡,福萊納eM2電動中卡,奔馳eActros、福萊納eCascadia和E-FUSO Vision One電動重卡。在美國、歐洲和日本,F(xiàn)USO eCanter和奔馳eActros都已經(jīng)在客戶日常使用條件下進行了測試。電動輕卡eCanter早在2017年已實現(xiàn)量產(chǎn)。未來幾年內(nèi),包括eActros、eEconic、eCascadia等在內(nèi)的電動卡車將陸續(xù)實現(xiàn)量產(chǎn);在更遠的未來,2025年以后,續(xù)航1 000 km以上的GenH2氫燃料電池卡車也將實現(xiàn)量產(chǎn)。
在電動客車領(lǐng)域,自2018年以來,純電動奔馳eCitaro公交車開始在德國曼海姆工廠批量生產(chǎn),并已經(jīng)在德國柏林和漢堡、挪威奧斯陸以及瑞典于斯塔德等城市固定線路運營;盧森堡和瑞士也將可以訂購eCitaro。2020下半年,新的固態(tài)電池(鋰聚合物電池)推出,從2021年開始,新一代eCitaro將搭載這種新電池。從2022年開始,帶增程器的電動客車(氫燃料電池為高壓電池供電)將上市。托馬斯巴士品牌的電池電動校車也已開始在美國市場推出。
奔馳eActros純電動重卡
在2016年漢諾威國際商用車展上,梅賽德斯-奔馳曾展示了一款名為“Urban eTruck”的電動重卡概念車,在此基礎(chǔ)上,2018年,奔馳正式發(fā)布eActros純電動重卡。同年9月,戴姆勒將10輛eActros交付給德國最大的獨立物流公司Hermes進行為期2年的測試。按照計劃,eActros將于2021年正式量產(chǎn)。
eActros最大允許總重25 t,配備240 kWh容量的動力電池,綜合續(xù)航里程最大約200 km,電池使用80 kW快充需要3 h,20 kW慢充則需要11 h充滿。動力由采埃孚雙電機驅(qū)動橋提供,最大功率250 kW(340 PS),最大轉(zhuǎn)矩970 Nm。
eActros基于燃油版Actros的框架生產(chǎn),駕駛室結(jié)構(gòu)相同,主要是在電驅(qū)動系統(tǒng)上做了特定的改進設(shè)計。240 kWh容量的動力電池由11個電池組構(gòu)成,其中3個位于車架內(nèi)側(cè),剩下8個兩兩重疊從前到后依次掛在車架下方,底盤一眼看過去全是電池。出于安全考慮,電池組由鋼制外殼保護。
車輛電動化后整車所有的能量消耗都需要動力電池提供,不僅僅是驅(qū)動電機和車輪,剎車系統(tǒng)的空壓機、動力轉(zhuǎn)向泵、空調(diào)壓縮機等所有零部件都需要電動化。
電機是eActros相比其他電動卡車最大的不同之處,沒有傳動軸,電機直接集成在車橋上,這是基于采埃孚為公交車研發(fā)的AVE130電機驅(qū)動橋改進而來。驅(qū)動橋軸殼經(jīng)過重新設(shè)計,離地間隙在200 mm以上,通過性需求比公交車更大。2個三相異步電機分別布置在左右兩輪,單個電機輸出功率125 kW,轉(zhuǎn)矩485 Nm,總輸出功率250 kW(340 PS)和970 Nm,動力水平與同噸位柴油車相當。
2年的客戶試驗證明,電動版eActros 非常適合重型配送運輸。就性能而言,這款車絕不亞于傳統(tǒng)的柴油卡車。批量生產(chǎn)的eActros 在續(xù)航里程、功率和安全性等方面將大大優(yōu)于客戶試驗車型。eActros 在有效載荷方面將與傳統(tǒng) Actros 相當,并將以2軸和3軸卡車推出。戴姆勒卡車將把該車嵌入一個整體的生態(tài)系統(tǒng),其中包括用于電動出行的咨詢服務(wù),例如路線分析等。eActros將于2021年量產(chǎn)。
eActros的加長版車型eActros LongHaul
2020 年,戴姆勒卡車還展示了eActros的加長版車型eActros LongHaul ,該款車定位于運距更長的城際運輸,采用電池驅(qū)動,一次充電的續(xù)航里程約為500 km,計劃于2024 年投入批量生產(chǎn)。
2020年2月,戴姆勒卡車發(fā)布純電動專用車eEconic。這款車將主要運用于市政領(lǐng)域,如垃圾收集和垃圾清運等。這也是繼e-Actros電動重卡后,戴姆勒卡車在電動卡車方向上邁出的堅實一步。
eEconic是一款低入口市政用途卡車,未來量產(chǎn)車型將主要以6×2/N NLA驅(qū)動型式為主,主要用于垃圾收集。這類卡車每日行程較短(約100 km),且行駛路線相對固定,在市區(qū)內(nèi)走走停停頻率很高,因而非常適合采用電動卡車。eEconic能夠在制動過程中回收電能以對電池充電,從而進一步提高續(xù)航里程和效率。另外,eEconic無排放,非常安靜,這也是其適用于城市用途的另外兩大優(yōu)勢。
奔馳電動版專用車eEconic
eEconic純電動低進入垃圾清運車
低入口款的eEconic的“ Direct Vision駕駛室”帶有全景擋風玻璃和玻璃乘客門,可讓駕駛員直接與弱勢道路使用者(如騎自行車的人和行人)進行視覺接觸,這是道路交通中至關(guān)重要的安全標準。大量的智能安全輔助系統(tǒng)(例如Sideguard Assist)為駕駛員提供了支持。駕駛員和乘員在遠離交通的一側(cè)僅需兩步即可上下車。這樣可以安全地進出駕駛室,并有助于避免發(fā)生交通事故。
eEconic計劃2021年開始客戶運營測試,獲得的經(jīng)驗將直接用于量產(chǎn)車型。按照計劃,eEconic將于2022年量產(chǎn)。
自2018年以來,戴姆勒卡車北美公司旗下的福萊納電動卡車一直在北美進行客戶測試??蛻趔w驗(CX)測試車隊由6輛重型eCascadia和2輛中型eM2 106組成,迄今為止在日常運輸業(yè)務(wù)中已完成約16萬km的測試運營。
福萊納eCascadia和eM2
eCascadia基于柴油版Cascadia打造,這是北美市場上最成功的重型長途運輸卡車(8級,總重15 t以上)。量產(chǎn)車型的功率預(yù)計為730 PS,電池容量550 kWh,最大續(xù)駛里程達400 km,并可在90分鐘內(nèi)充電至80%左右,約可支持320 km的續(xù)駛里程。福萊納eM2(6級,9~12 t)用于區(qū)域配送業(yè)務(wù)和最后1英里的配送業(yè)務(wù)。預(yù)計新E版本的電池可提供325 kWh的電量,最大功率可達480 PS。 eM2的續(xù)駛里程預(yù)計約為370 km(230英里),可以在60分鐘內(nèi)將車輛的電池充電至80%左右,足以續(xù)航300 km(184英里)。eCascadia和eM2兩款純電動卡車計劃于2021年底投放市場。
燃料電池概念卡車GenH2
2020年9月16日,戴姆勒在德國首都柏林全球首發(fā)了燃料電池概念卡車奔馳GenH2,以此展示公司對未來替代燃料的發(fā)展方向。GenH2總重40 t,續(xù)航里程達到1 000 km甚至更長。
GenH2 卡車基于柴油版的奔馳Actros 打造,在牽引力、續(xù)航里程和性能方面能夠與柴油版Actros相媲美。GenH2 量產(chǎn)版本的車輛總重為 40 t,有效載荷為 25 t。GenH2概念卡車的核心是2個特殊的液氫罐和一個強大的燃料電池系統(tǒng),液態(tài)氫(LH2)的體積和能量載體的能量密度遠高于氣態(tài)氫,使用液氫的燃料電池卡車的油箱要小得多,并且由于較低的壓力而大大減輕了重量,這為卡車提供了更多的載貨空間和更高的有效載荷。同時,可以攜帶更多的氫氣,從而大大增加了卡車的行駛里程。與傳統(tǒng)柴油卡車一樣, GenH2 系列卡車適合于連續(xù)多天、難以計劃的長途運輸。按照規(guī)劃,GenH2將于2023年進行客戶測試,并在2025年之后投入批量生產(chǎn)。
表1 戴姆勒在電池技術(shù)領(lǐng)域的投資與布局
表2 戴姆勒電池廠布局
戴姆勒卡車公司作為電動汽車的先驅(qū),一方面,電動卡車已在全球范圍內(nèi)為客戶使用;另一方面,它擁有包括為電動卡車客戶提供咨詢和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)在內(nèi)的完整生態(tài)系統(tǒng)。戴姆勒卡車旗下的E-Mobility電動化集團正在發(fā)起一項全球倡議,以建立電動卡車的充電基礎(chǔ)設(shè)施,最初的重點是安裝在卡車客戶倉庫的充電站。
在該計劃的框架內(nèi),E-Mobility集團將主要參與者電動卡車客戶、電網(wǎng)運營商、能源供應(yīng)商、充電硬件制造商和充電軟件提供商聚集在一起,從而為網(wǎng)絡(luò)中的卡車客戶推廣共享的基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案。目前該活動的重點市場是美國和歐洲,日本是緊隨其后的下一個市場。
在電池領(lǐng)域,戴姆勒采取“兩條腿走路”策略:既向第三方采購電池,同時也加緊自主研發(fā)、自建電池廠。為保證新能源戰(zhàn)略的順利推進,戴姆勒已經(jīng)在電池領(lǐng)域展開了一系列布局,主要體現(xiàn)在對電芯技術(shù)層面的投資,和多家電芯供應(yīng)商結(jié)成供應(yīng)關(guān)系,電池系統(tǒng)自行研發(fā)生產(chǎn),以及進入儲能領(lǐng)域。
在前沿技術(shù)方面,戴姆勒始終保持敏銳的嗅覺,不放過任何可能帶來顛覆性意義的技術(shù),通過投資或合作方式參與其中;在電芯采購方面,戴姆勒采取與業(yè)內(nèi)主流的電芯生產(chǎn)企業(yè)合作的方式,以保證其合作的電池技術(shù)的先進性;大力布局儲能領(lǐng)域,以提升新能源汽車生命周期經(jīng)濟性。
戴姆勒至少有過4家電池系統(tǒng)配套商,分別為特斯拉、Deutsche ACCUmotive(戴姆勒子公司)、Magna Steyr(麥格納子公司)及AKASOL。除了Deutsche ACCUmotive作為子公司外,戴姆勒電池系統(tǒng)仍有很大比例需要依靠外供。為了減少對外依賴,戴姆勒決定自建電池工廠。從2008年到2019年間,戴姆勒直接或間接投資的與動力電池相關(guān)的項目多達8個,且均有深入的規(guī)劃布局,并試圖將其產(chǎn)業(yè)化,以期在充電技術(shù)、能量密度、續(xù)航里程、降低鈷含量等方面尋找新的答案。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前,戴姆勒已經(jīng)規(guī)劃、落實的電池工廠就有9個。
在儲能端,戴姆勒在工業(yè)及家庭儲能領(lǐng)域同樣有所布局。2019年8月,戴姆勒股份公司旗下全資子公司奔馳能源公司與北汽新能源正式建立技術(shù)開發(fā)伙伴關(guān)系,并計劃在北京建立動力電池梯次利用儲能單元。