德国戴姆勒集团公布全新卡车电气化技术战略
译文：胡静文 ｜ 排版：王晓峰
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摘
梅赛德斯·奔驰日前正式向外公布其全新的卡车电气化技术战略，主打产品包括三款采用“新能源”驱动的全新卡车：
：燃料电池卡车，续航里程可达1000公里甚至更长，可灵活满足苛刻的长途运输需求。预计2023年进行客户试验，并计划在2025年之后开始批量生产。
：纯电池电动卡车，续航里程约500公里，可在可计划的长途路线上进行节能运输，预计将在2024年投入批量生产。
：中型电动卡车，续航里程超过200公里，可在城市中满足大量配送需求，预计将于2021年投入批量生产。
除此之外，戴姆勒推出的ePowertrain全球平台架构可为其提供协同效应和规模经济。
文
真正的二氧化碳中和替代品？
戴姆勒卡车公司（Daimler Truck AG）管理委员会主席兼戴姆勒公司管理委员会成员马丁·道姆（Martin Daum）对此评价道：
“我们始终遵循碳中合运输的愿景，重点是真正的二氧化碳中性技术动力电池和氢燃料电池，它们有长期在市场上取得成功的潜力。这种结合使我们能够根据应用为客户提供最佳的车辆选择。电池动力将用于轻载货物重量和短距离运输。对于重载和长距离行驶卡车，燃料电池动力将成为首选。”
“我们的客户做出理性的购买决定，不愿意在卡车的日常使用，载货和运输里程上做出妥协。凭借我们的奔驰替代驱动概念– GenH2卡车，eActros LongHaul和eActros –以及Freightliner和FUSO品牌的电动卡车，我们明确关注客户需求，并正在为他们制造真正的二氧化碳中和替代产品。现在，我们已经确定了电动卡车的关键技术规格，以便所有参与的人员都能尽早了解这些要求。现在，由决策者，其他参与者和整个社会来提供正确的框架条件。为了使二氧化碳中和的全电动汽车更具竞争力，需要采取监管和政府行动，包括为绿色电力充电以及绿色液态氢的生产，储存和运输提供必要的基础设施。”
德国联邦运输和数字基础设施部长安德烈亚斯·舒尔（Andreas Scheuer）：
“我们的道路上需要零碳货车。这些当然也包括氢燃料电池卡车。氢能源具有固有的巨大潜力，可以保护我们的环境和强大的经济。这就是为什么我们十年来一直在为氢作为运输燃料提供资金补贴的原因–当前的一个例子就是今天提出的概念卡车。我们将继续为在德国以及为德国开发气候友好型动力传动系统和创新提供强有力的支持。这将包括但不局限于增加新型动力车辆研发资金的投入。”
基于常规长途卡车的GenH2氢燃料电池卡车的关键数据
戴姆勒卡车的开发工程师将在GenH2卡车上延续并继承传统的梅赛德斯·奔驰·阿特罗斯长途卡车在牵引力，续航里程和性能方面的优势。例如，GenH2卡车的批量生产版本的车辆总重为40吨，有效载荷为25吨。其拥有的两个特殊的液氢罐和一个特别强大的燃料电池系统将使高有效载荷和长距离行驶成为可能，这也由此成为了GenH2卡车概念的核心。
戴姆勒的技术专家将利用现有的知识储备来开发液氢罐，并将继续保持同其合作伙伴的紧密合作。在燃料电池的研发方面，戴姆勒将会受益于其技术专家们在技术研发，生产方法和工艺等方面数十年的经验积累，并由此而形成巨大的竞争优势。
戴姆勒卡车股份有限公司（Daimler Truck AG）在今年4月与沃尔沃集团（Volvo Group）达成了初步的无约束力协议，双方将共同建立一家新的合资企业，并对重型商用车和一般商用车及燃料电池系统的系列应用进行合作开发，借以达到完善技术，可持续生产和商业化的目的。合资企业将受益于戴姆勒卡车公司和沃尔沃集团的研发储备，此番强强联手预计将降低两家公司的开发成本，并加速燃料电池系统在市场中的推广。
为了促进与沃尔沃集团的合作，戴姆勒卡车公司（Daimler Truck AG）将会将其在整个集团范围内的燃料电池业务集中在新成立的子公司戴姆勒卡车燃料电池有限责任公司（Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG）中。
液态氢可实现高能量需求的应用
戴姆勒卡车将选择优先使用液态氢（LH2），因为液态氢在相同体积下，能量密度远高于气态氢。
因此，使用液氢的燃料电池卡车的储氢罐体积也要小得多，并且由于较低的压力而最大程度的减轻了重量。这使卡车具有更大的载货空间和更高的有效负载重量。同时，也使其可以携带更多的氢气，从而可大幅增加卡车的行驶距离。这将使GenH2系列卡车同传统的柴油卡车不相上下，让其有条件适用于多日驾驶，难以预估的长途运输以及单日能量需求较高的情况。
据悉，为了让液态氢也可以满足燃料电池卡车在移动应用中可以达到量产级别的技术要求，戴姆勒卡车公司目前正在全力推进储氢罐系统技术的开发。在固定应用中，例如在传统工业和加氢站中，低温液态氢在-253摄氏度下的存储早已经很普遍了。
电池与燃料电池系统之间的相互作用
用于GenH2卡车系列版本的两个不锈钢液氢罐将具有80公斤（每个40公斤）的高存储容量。其所配备的不锈钢水箱系统由双层真空管组成：其中一根在另一根管内，它们相互连接并真空绝缘。在GenH2卡车的系列版本中，燃料电池系统将可以为其提供2x150千瓦的电力，并且通过额外配备的400千瓦动力电池将功率根据需要继续扩展。
在70 kWh时，电池的存储容量相对较低，因为它不能满足负载卡车对能量的需求，其主要是为了在卡车加速或驾驶过程中出现峰值负载期间而接通电源，为燃料电池提供附加电力，可用以支持卡车在上坡路段的负载。同时，相对较轻的动力电池允许更高的有效负载。在批量生产的车辆中，制动能量和多余的燃料电池能量也可以对其进行充电。
而燃料电池和电池系统复杂运行策略的核心要素是冷却和加热系统，该系统可使所有组件均可保持在理想的工作温度下运行，从而确保其最大的耐用性。在预系列版本中，两个电动机的总持续功率分别为2x230 kW，峰值功率为2x330 kW，它们的扭矩分别可达到2 x 1577 Nm和2 x 2071 Nm。
Mercedes-Benz eActros LongHaul基于不同应用场景的优势
奔驰eActros LongHaul，这款基于纯电池供电的长途卡车与GenH2卡车属于同一类型，它的主要功能将与批量生产的GenH2卡车或常规柴油卡车基本相同。
由于电池驱动在替代驱动系统中的效率最高，因此eActros LongHaul相对较短的行驶距离的短板在一定程度上也被其高能效所弥补。由于eActros LongHaul的能源成本低，这为eActros LongHaul在应用场景中的使用提供了巨大的优势。
在运输公司的实际运营中，由于卡车司机驾驶时间的法律要求限制（在欧盟要求卡车司机必须在驾驶4.5小时后最迟休息至少45分钟），许多长途运输的距离普遍都小于eActros LongHaul的续航里程，它充电一次电可覆盖约500公里的运输距离。同时，得益于最新的充电技术，eActros LongHaul将可以被安排在具备充电条件的可规划的线路上使用。
eActros LongHaul的充电基础设施可以相对较早的投入使用
随着在2020年代中期的市场投放，eActros LongHaul将在GenH2氢燃料电池卡车量产之前的某个时间点上市。作为客户，运输公司也可以在相对较低的成本下更快地建立其所需要的基础充电设施，以便可以随时为停放在停车库内的卡车进行充电。
针对eActros LongHaul的使用，这种上述的”基地充电“模式将会是其最重要的关键环节。而另一个关键环节，则是”择机充电”。例如，在电动卡车在卸载或装载货物的过程中是始终处于静止状态的，这个时间便可用于充电增程。将来，沿主要运输路线公共站点的公共充电也将变得越来越重要–全国范围的充电基础设施将最大限度地扩充电动卡车的运行范围。新型更耐用的动力电池还将有助于进一步提高电动卡车的竞争力，从而降低车辆生命周期内的总体拥有成本。
梅赛德斯·奔驰eActros将被集成到综合咨询服务中
在2016年国际商用车展览会上，戴姆勒卡车是全球首家展示重型电动卡车的制造商。在2018年初，戴姆勒卡车对进一步被完善的梅赛德斯-奔驰eActros的全球首发进行了庆祝，自2018年秋季以来，eActros已经开始与购车客户进行严格的道路测试。从那时起，客户测试的结果直接促进了车型的进一步发展和完善，从而保证了原型车的顺利量产。到目前为止，客户的使用结果已经表明，纯电池电动eActros非常适合可持续的重型配送运输。就实用性和整体性能而言，它绝不亚于传统的柴油卡车。而且，批量生产的eActros在续航里程，驱动功率和安全性等方面将明显优于当前原型车。批量生产的eActros在有效载荷方面也将与传统Actros不相上下。eActros将分别作为两轴和三轴卡车推出。戴姆勒卡车公司将把车辆嵌入一个整体的生态系统中，其中包括电动出行咨询服务，例如分析路线，检查可能的补贴，支持运营车队整合以及开发合适的充电基础设施解决方案等。
戴姆勒卡车和客车：在电动方面具有广泛的实践经验
戴姆勒卡车公司今年宣布了基于eActros的梅赛德斯奔驰eEconic低地板卡车的首个实际操作，计划于2021年投入生产，并计划于2022年开始批量生产。eEconic将主要用于作为城市垃圾管理应用中的垃圾收集工具。对于电池驱动的卡车来说，这是一个很好的选择，因为它的路线相对较短且固定，最长可达约100公里，而且走走停停的间歇性运行比例很高。在美国，中型Freightliner eM2和重型Freightliner eCascadia也正在与客户进行实际测试。这些车辆的批量生产目标续航里程范围分别为370 km（eM2）和400 km（eCascadia）。eCascadia的批量生产计划于2022年中开始，Freightliner eM2的批量生产将于2022年下半年开始。小批量的170多种FUSO eCanter轻型卡车已在日本，美国和欧洲被众多客户使用。 第一辆已经于2017年交付给客户。eCanter的续航里程为100公里。自2018年秋季起，在戴姆勒客车方面，梅赛德斯·奔驰eCitaro便开始量产。到2022年，该车型还将推出以燃料电池为增程器的版本。戴姆勒卡车与客车拥有近400辆与客户一起使用的车辆，在电动汽车方面获得了全面的，以实际操作为导向的专业知识，并且通过电池电动测试以及批量生产的卡车和客车对总计超过700万公里的行驶记录进行了储备。
适用于各种市场和细分领域的模块化ePowertrain
在其全球平台战略的背景下，戴姆勒卡车还为全电动卡车使用了全球统一的基本架构：ePowertrain。第一步，ePowertrain的技术核心是集成电驱动装置，即所谓的eDrive。这是以电子载体概念的形式使用的，即带有一个或两个集成电动马达（包括变速器）的电动车轴。eDrive是戴姆勒专家内部开发的产品，与只采用一台中央马达的概念相比，具有许多优势。例如，更紧凑的设计允许更大的空间来安装更大容量的电池，这对续航里程有积极影响。高电池容量还确保了向电动车轴的高功率传输，从而实现了持续的功率传输。由于大型电池与功能强大的电动马达的组合，能量回收的潜力也相应的增加了。eDrive将应用于戴姆勒卡车在全球中重型卡车市场的各种车辆中，无论是纯电池电动还是氢燃料电池驱动。eDrive设计为包含不同组合的驱动器系列，其中第一个将在梅赛德斯·奔驰eActros的批量生产版本中首次亮相。在模块化系统中，可以对eDrive进行定制以适应不同市场，细分领域和车辆类型。
因此，模块化ePowertrain的全球概念在针对不同市场和细分领域的技术开发方面产生了协同作用，并通过大量统一的组件实现了规模经济。反过来，这也可以帮客户分摊成本。此外，计划从传统动力总成中延续使用的很大一部分零部件将有助于进一步提高研发竞争力和生产成本。
戴姆勒卡车的咨询方法反映了新驱动系统的复杂性
未来几年，卡车行业将面临客户根据不同行业，细分市场和特定应用选择最适合他们的驱动技术的挑战。戴姆勒卡车咨询顾问的目标是通过在适当的时候提供量身定制的方案报价来满足日益增加的复杂性。他们将自始至终的陪伴客户，并共同努力开发适合电动汽车的解决方案。戴姆勒卡车针对卡车车队电气化咨询方法的核心是，将车辆行驶里程和充电基础设施的各个方面视为一个整体。因此，戴姆勒卡车的专家还详细研究了如何优化充电基础设施和充电过程本身。
戴姆勒卡车通过其针对电动汽车生态系统的方法，正在寻求一种以个人客户需求为基础的全球化整体解决方案。制造商正在与所有相关领域的专业合作伙伴合作，以向客户提供所需组件的访问权限。在今年年初，戴姆勒卡车采取了进一步的措施，发起了一项全球倡议，以完善电动卡车的充电基础设施。在eTruck充电计划的框架内， 戴姆勒卡车公司将电动卡车客户，电网运营商，能源供应商，以及充电硬件制造商和充电软件提供商等，这些主要参与者召集在一起，从而推动联合发展网络中电动卡车客户的基础架构解决方案。
原文参考：
https://media.daimler.com/marsMediaSite/en/instance/ko.xhtml?oid=47453560
结
众所周知，在动力电池方面，德国汽车制造商的无所作为导致现在完全依赖亚洲。他们一直寄希望借助下一代技术进行超越，比如氢燃料电池重卡就是戴姆勒的下一个明日之星。
作为汽车的发源地和技术的大本营，德国也在努力变革，以避免动力电池的尴尬故事重蹈覆辙。戴姆勒也决心在下一代技术中避免这种情况的发生，这就是为什么该公司现在朝着成为氢燃料电池卡车制造商迈出一大步的原因。
燃料电池新系统都是在无尘室和使用微米级的精密先进生产设备进行开发的。从中长期来看，就像上文介绍的那样，作为中长期新能源卡车的标准配置，氢燃料电池系统不必携带沉重的电池，也不需要长时间充电。取而代之的是迅速加氢，然后在燃料电池中将其转化为电能。
与动力电池和电芯战略不同，戴姆勒坚定地一直致力于从头到尾生产燃料电池整个系统。目前与沃尔沃合资成立的燃料电池卡车新合资公司几乎可以覆盖燃料电池核心部件的全部附加值。
此外，戴姆勒也与劳斯莱斯动力系统公司一起致力于固定燃料电池的解决方案，进入全新的市场：开发固定燃料电池用作数据和计算中心的应急发电机，例如像亚马逊或谷歌等科技公司。
综上所述不难看出，戴姆勒力求通过燃料电池新业务重新塑造全球商用车市场，德国和欧盟政客们也比以往更加坚决地推广氢能源和相关技术，未来可期。
完
特邀撰稿：胡静文
作者微信：Huluwade
作者简介：现就职于德国斯图加特某世界顶级汽车供应商动力总成前瞻研发部门，负责技术战略转型和新能源系统构架以及技术方案集成等。