獨家:解析比亞迪英國版電動客車(BYD-ADL)三電技術狀態

2020-12-17 換個角度看車市

本文為新能源情報分析網駐英國特派記者原創撰寫,探尋老牌資本主義國家英吉利及北愛爾蘭聯合王國在新能源時代的公交、出租電動化進程中的情報匯總剛要。

此前筆者對以於比亞迪電驅動技術為主力的英國公交電動化進行系列介紹,其中分別對比亞迪產品的市場現狀、技術優勢、口碑等進行了詳細的分析。本次筆者帶來比亞迪ADL Enviro400EV CITY純電動雙層巴士(以下簡稱BYD-ADL E400EV)等車型的相關情報,並從技術方面進行獨家解讀。本篇稿件分為兩個部分。第一部分為背景介紹,簡要回顧比亞迪電驅動技術在英國的推廣模式;第二部分為情報羅列與點評,對於BYD-ADL的三電系統進行研判分析。

1、BYD-ADL背景介紹:

1.1 合作方式介紹

由於海外市場國家密集、需求各不相同,同時為了運輸方便,在巴士製造領域,有一種廣泛的合作方式:一家公司提供標準化底盤、另一家公司提供針對該地區本土化設計的車身,最後在地理位置相對合適的工廠進行安裝裝,以達到最佳的產品狀態和最優的物料運輸成本,以實現效率最大化。很多客車公司生產的車型,並不是打底盤生廠商的logo。之所以打比亞迪的logo,是因為兩家公司針對英國公交市場進行戰略合作。由比亞迪提供先進的底盤(電驅動技術、帶有熱管理系統的動力電池總成和全部控制系統),ADL負責車身整合。

BYD-ADL純電動客車,由比亞迪提供底盤,由ADL組裝車身。ADL的全稱是亞歷山大·丹尼斯(Alexander Dennis Ltd)前身為TransBus,誕生於2001年1月1日,由三家公司Walter Alexander Coachbuilders(1902年成立),Dennis Chassis(1895年成立)和Plaxton(1907年成立)合併而來。2004年5月21日,TransBus經過一系列改革,更名為今天的ADL公司。2019年 5月28日,NFI宣布收購ADL,ADL正式成為NFI的子公司。

如今ADL已成為英國最大客車製造商,並在中國香港、新加坡、德國、美國、加拿大批量運行,主要為曼恩(MAN)、斯堪尼亞(SCANIA)、沃爾沃(Volvo)安裝車身。目前ADL在英國和亞太地區銷售的純電動車輛,核心技術由比亞迪獨家提供,其中供應英國的訂單,主要在位於英格蘭斯卡伯勒的Plaxton廠房和(蘇格蘭的福爾柯克Falkirk工廠)生產(底盤由位於匈牙利的比亞迪工廠生產和國內工廠生產)。

上圖為英國BYD-ADL生產基地內,正在組裝K系列電動客車特寫。

經確認,該批車輛的底盤由比亞迪國內的杭州工廠生產,在英國ADL進行總裝。

1.2 ADL特色車型Enviro400 系列車型介紹

本篇稿件介紹的比亞迪-ADL E400EV屬於ADL Enviro400 系列車型,是目前英國最廣泛使用的雙層巴士之一,也是ADL公司最引以為傲的產品系列。根據燃料種類,該系列可分為柴油(E400)、生物燃料(E400CBG)、油電混動(E400H)、純電動(E400EV)等;根據外形可分為E400、E400 MMC、E400 CITY等。

經典的E400系列巴士,已經在世界各地服務超過14年。

ADL E400 CBG CITY,搭載斯堪尼亞生物燃料發動機底盤。該車亦是英國公交低排放化的推廣車型之一,因在技術上與常見的CNG天然氣車型無異,同時動力性、經濟性無法與純電動和柴油車匹敵,因此僅一家運營商大批量訂購CBG巴士。後續稿件中,將對此生物燃料氣體發動機技術進行研判。

1.3 BYD-ADL 產品概述

目前BYD-ADL共生產兩個系列車型,單層車稱為Enviro200 EV(E200EV),雙層車稱為Enviro400 EV CITY(E400EV)。E200EV有9.8、10.2、10.8、12米四種長度可選,裝載電量330-382度電。

E200EV 型電動客車10.2米版本①。

E200EV型電動客車標準版(10.8米)。

E200EV型電動客車12米版本。

目前,E400EV型電動客車還有裝載電池電量382度電的10.8米版本,

作為ADL Enviro400 CITY系列的全新動力版本,是BYD-ADL合資公司的第二個系列的產品。

實拍圖①,因三電系統集成度的提高,其佔用空間越來越小,帶來了更高的整車空間利用率。

2、BYD-ADL的三電技術狀態研判:

2.1 電池技術研判

眾所周知,歐洲氣候宜人,日曬少,因此常年溫度在15℃左右(根據地理位置不同有上下浮動),不存在高寒、高溫的極端天氣。但這並不意味著不需要配備電池熱管理系統。在一些地區,最低氣溫低於5℃;在2018年夏季,英國最高溫度曾「高達」33℃。除了公眾普遍了解的電池低溫下充放電活性差(出現短暫性的電量不耐用問題)的特性,電池在高溫時持續工作(高溫環境和大功率充放電都會使電池高溫)也會為電池帶來不可挽回的容量和壽命衰減。因此,筆者認為,在具備電池熱管理技術的情況下,也應為在歐洲地區銷售的電動客車配備電池熱管理系統,使電池在不同環境溫度下以最舒適的恆溫狀態運行,以提高電池壽命。

上圖為ADL公司正在對匈牙利工廠製造的電動客車底盤進行合裝準備(合裝英國本土化量產的電動客車)。

採用標準尺寸的電池箱體,沒有鋁合金外殼的包裹,根據底盤的空間狀態,布置在前輪後端、後輪前端,甚至整個底盤後部動力艙內都填滿了標準尺寸電池箱體。

上圖為ADL對符合英國本土化需求的E系列電動客車進行合裝。

從上圖可見,在後部動力艙集成了12組標準尺寸電池箱體。2018年比亞迪為中國本土市場製造K系列電動客車(19年交付的英國底盤車都是使用標準尺寸電池箱體),大部分依舊採用鋁合金電池總成殼體,內裝電芯模組和熱管理循環管路的設定。而部分K系列電動客車(長沙基地製造),開始引入標準尺寸電池箱體概念,不在用沉重的鋁合金外殼體進行防護,在強化電池模組塑料外殼同時,對模組的裝載電量,熱管理循環管路進行尺寸和規格的統一化。

新能源情報分析網評測編輯宋楠,於2017年在新疆吐魯番的火焰山(地表溫度83℃),評測比亞迪K8電池熱管理系統中冷卻部分的技術狀態。

在車輛充電和行駛過程中,電池熱管理系統啟動,最大限度避免電池發生熱失控現象,同時避免電池在高溫下持續充放電造成電池衰減過快。

地表溫度83攝氏度℃,將雷泰雷射溫度計指向到動力電池組件的「動力電池熱管理系統」的下水管(出水管),顯示溫度為29.2℃。

此時,獲取的K8電池組件溫度數據,從吐魯番充電站駛出、行駛50公裡後完成了部分標定任務後,停在火焰山附近5分鐘後獲得的連續溫度數據。

比對行駛中不同工況和停車「怠速」工況,比亞迪K8電池的「動力電池熱管理系統」,始終處於工作狀態並保證電池組件內部溫度在35-25℃設計標定值範圍內自我調節。

由此可見,適配動力電池熱管理循環系統(高溫散熱和低溫預熱)必要性十分明顯。即便在溫度氣候較適宜的英國,依舊可以讓整車動力電池總成處於更加安全的狀態。

2.2 電機技術研判

英國市場的BYD-ADL純電動客車,全部使用比亞迪自主生產的輪邊電機系統。輪邊電機在歐洲地區普遍使用,是純電動客車的必備配置之一。

1-動力電池,2-固定速比減速器、3-輪邊驅動電機

輪邊電機作為分布式驅動器的一種,車輪側電機驅動器將驅動電機安裝在副車架的驅動輪側,並在有或沒有減速器的情況下驅動相應的側輪。帶減速器的驅動模式是將電機連接到固定速比減速器,並通過車軸驅動相應的側輪。

如圖所示,兩個電機可以通過相應的側面減速器分別驅動相應的側輪。電機速度可以獨立控制,左右車軸的速度差可以通過電子差速器實現。

上圖為比亞迪自行研發並量產的BYD-TYC90A型輪邊驅動電機總成(後橋)

上圖為比亞迪自行研發和量產,更新換代的TZ2712XSB型輪邊驅動電機總成(後橋)

上圖為BYD-ADL E200EV型電動客車電量輸入、輸出和分配走向圖。

通過充電樁為動力電池總成充電、動力電池輸出第1路電量驅動雙輪邊電機行駛、動力電池輸出低2路電量驅動空調系統製冷或制熱。

筆者有話說:

2013年12月20日,第一臺搭載比亞迪輪邊電機、磷酸鐵鋰電池裝載電量324度的比亞迪K9A型電動客車,在倫敦507路上線運營。即便是面對挑剔的英國人,嚴苛的歐洲標準,K9A也沒有讓任何人失望。那個時候,英國還沒有能夠滿足整日緊張運營的純電動公交車。事實上,與中國本土市場運營K系列電動客車技術狀態同步的K9A並不完美。臃腫的衣櫃式動力電池艙,極為一般的NVH設計,被那些不願接受新生事物的「巴迷」們吐槽。然而「一白遮百醜」,作為一臺來自中國的純電動車,先天的續航優勢讓它在一眾試驗車中脫穎而出,這就是技術的魅力。

在過去的5年中,行業首創電池熱管理系統;行業首創的「6合1」電控系統總成;帶有熱管理系統的動力電池模組,為英國設計並製造的首款電動雙層巴士;世界首創27米K12A雙鉸接純電動客車的出口,都是比亞迪引以為傲的業績。從K9A到今天的E400EV,我們看到本就領先的比亞迪一直在不斷地改進產品,每年都有不同「X合1」整合模塊,愈加完善動力電池熱管理策略得以應用。

至2019年底前,英國市場還有百餘臺比亞迪電動客車的訂單等待交付,歐洲各個國家的交付也在有序開展。無論是搭載ADL車身的比亞迪-ADL純電動客車,還是歐洲當地化設計並生產的比亞迪K9歐洲系列車型,都久經市場考驗,經歷累計行駛數十億公裡的耐久性考驗。

(圖片版權:SGBUS.com)

可以肯定地說,比亞迪是第一個為世界一流客車製造商提供客車底盤的中國車企。比亞迪憑藉遙遙領先的「三電技術」和久經考驗的系統可靠性,面對停滯不前的對手,在純電動客車的跑道上實現超車。

鑑於讀者呼聲較高,下一篇稿件筆者將對比亞迪-ADL和宇通的「三電」技術等方面的優劣勢進行平行對比,用數據和技術講話,研究英國電動公交市場比亞迪市場佔有率60%以上、而宇通目前只有一個公交訂單的原因。

特別鳴謝:

①:安德魯·加內特先生,英國資深媒體人,Passenger Transport雜誌副總裁。

②:皮埃爾·考莎德先生,Mobilites Magazine 雜誌編輯。

文/新能源情報分析網@Eternity_馬大哈

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