从2003年才开始介入汽车制造领域(收购秦川汽车)的民营车厂,比亚迪用短短13年时间就成为掌握新能源核心技术(汽油机、双离合变速器、电池、电机、电控和电动四驱)、整车及全产业链的中国新能源汽车领导者。至2016年10月,比亚迪又开启了“云轨”系统的业务(2011年开始研发)。
作为评测编辑,笔者在利用报道珠海航展间隔,前往比亚迪深圳坪山基地感受“云轨”系统;感受比亚迪全新的K8电动大巴;“盗摄”T系列电动卡车(载具)总装线。
今日的坪山基地“六角大楼”前,不仅常态化的摆放比亚迪制造最新款新能源车型,还建设了一整套完善的“云轨”系统(双向轨道、车站、控制中心)。
如上图所示,展示的车型包括T9、T8系列重型电动环卫车辆;T5、T3系列物流用车;K8、K7、K6系列电动大巴;秦EV、e5、混动版宋和腾势等乘用新能源汽车。而展示车辆的大“背景”则是“云轨”系统(车站与双向轨道)。
1、“云轨”系统:
2016年10月13日,比亚迪“云轨”系统亮相,并先期获得来自汕头在内的多个市级政府的订单与购买意向合同。根据比亚迪官方透露的信息看,“云轨”系统的定位主要是补充地铁与轻轨之外的小规模轨道运输需求。
比亚迪“云轨”系统可适用于人口密度较低的城市,并可兼容光伏发电、集中储能电站系统(不具备相关硬件支持,也可以适用)。比亚迪“云轨”系统根据设计效能,可分为A型和C型,两种运营模式。
A型“云轨”系统(红色箭头)可以匹配多节车厢,以大编组形式满足机场、火车站、地铁专用线路的接驳站点;失去公共交通干线;城市综合交通系统的组成部分的运输需求。A级“云轨”系统站点可以大型社区甚至商场周边设定。
C型“云轨”系统(黄色箭头)可以灵活编组数量更少的车厢,在围绕地铁站设立居民小区、商场、体育馆、医院、公园、学校和公司范围进行闭环运营。
根据比亚迪深圳坪山基地展出的“云轨”系统模型分析,在一个较低人口密度的城区,5节车厢编组A的型“云轨(红色箭头)”承担较主力运输任务;3节车厢编组的C型“云轨(黄色箭头)”承担小型社区间运输任务。A型与C型“云轨”系统车站甚至可以产生交集,便于乘客快速换乘。
A型“云轨”系统建设周期在1-2年、运能为0.8-4万人/小时(单项)、每公里造价1.5-2.5亿元、最重要的是拥有极少(或近乎为零)的拆迁量。
C型“云轨”系统建设周期为1年,、运能为0.5-1万人/小时(单项)、每公里造价≤1亿元、拆迁量可以被视作近乎于零。
共3层建筑的“云轨”系统六角大楼站,设定了进出入站的验票(闸机)系统。
位于最顶层(3层)站台,设定横向开启的安全门(以防止在拥挤情况下,候车乘客掉落轨道)。行车信息可通过大屏幕显示系统读取。
“云轨”列车进站后,距离站台的“缝隙”不足10厘米。
“云轨”列车驾驶舱内设定广播系统、行车姿态控制与到站信息显示系统、列车与指挥中心通信系统、车厢视频监控系统、HYT车载电台、行车控制杆(左侧控制杆:前推为前进、后拉为倒车;右侧控制杆:制动力度调节)、包括左侧车门开关、自动驾驶、自动停车以及自动折返控制按钮区域、右侧车门开关以及紧急停车按钮。
“云轨”牵引机车内设定1名驾驶员,具备完整的行车信息;整车内部通信与监控;车与站台通信与监控;整车安全系统,甚至可以显示橡胶轮胎磨损程度。当然,比亚迪研发并制造的“云轨”系统,可以采用无人驾驶模式运营。
“低地板”的设定,便于乘客快速进入。
现在比亚迪坪山基地示范运营的“云轨”系统属于A型线,共编组第1节牵引机车(含载员车厢)、第2节载员车厢和第3节牵引机车(含载员功能)。与传统轨道系统不尽相同的是,比亚迪制造的“云轨”牵引机车与载员车厢内部不设链接车门。每节车厢的“软连接”以左、右、左、右形式布置。
黄色箭头:第1、2节车厢转向“软连接”
红色箭头:第2、3节车厢转向“软连接”
A型“云轨”系统的最小转向半径为45米,C型“云轨”系统的最小转向半径只有20米。这意味着“云轨”系统可以布置在类似于重庆,多山地且需要灵活布线的人口密集区。
“云轨”系统采用单轨鞍座式结构,牵引机车(车厢)“深入”轨道梁1.2米,即便在激烈行驶(转向)时,也不会因惯性出现脱轨事故。车厢内的座椅可根据“需求方”灵活布置,并配置足够的自动灭火系统。
以笔者不足1.74米的身高参考,“云轨”车厢内的“软”拉手、“硬”扶手设定高度和角度事宜。
单节“云轨”系统车厢内设定多媒体信息显示系统。
现在,位于比亚迪坪山基地内的“云轨”系统仍处于建设阶段,未来将会在厂区内铺设近5公里长度的双向轨道并链接厂区外的高铁站。
红色箭头:轨道梁支撑架构上预留其他线路固定锚点。
相对地铁而言,“云轨”系统最大优势就是在施工和运营期间,最少或几乎不占据道路资源。在比亚迪坪山基地内,“云轨”系统建设仅占用厂区内道路中央的绿化带,并不影响混动版元和搭载一套全新动力总成新F3测试车行驶。
上图为笔者在试乘“云轨”系统时,由上而下拍摄的轨道专用储能系统以及配套设施。作为“云轨”系统的一部分,轨道专用储能系统,主要用于牵引供电、制动时产生能量回馈并平衡全速行驶对电网产生的波动。
为“云轨”匹配的专用储能系统,仍然基于比亚迪在售的传统储能电站。不同的是,“云轨”专用储能系统引入城市电网10kV交流电,经储能电站为“云轨”牵引机车接触网提供DC750V动力电。搭载的电池型能量回馈装置、换流型能量回馈装置并联在DC750V线路,吸收列车制动时产生的能量,稳定牵引网电压;并未列车启动时放电(驱动)。在城市电网断电或牵引变电站故障,“云轨”专用储能电站电池型能量回馈装置对牵引机车供电,确保“云轨”系统依靠自身电量行驶至安全区域。
实际上,“云轨”系统与比亚迪在售的电动汽车工作原理相近:依靠电力驱动行驶、具备能量回收系统。
不同的是,“云轨”系统使用标准尺寸的专用储能电站,存储回馈的电量,在必要时候放电、驱动车辆前进。在必要的时候,“云轨”可以使用来自牵引轨道释放的电量和储能电站释放的电量共同驱动。而使用专用储能电站驱动“云轨”前进的续航里程,可根据终端客户需求,“叠加”储能电站(电池型能量回馈系统)数量(电量)进行灵活配置。
“云轨”系统的小结:
“云轨”车厢的铝合金框架、源于K9电动大巴的轮边电机制造的驱动系统、可以与比亚迪在售任意一款电动(混动)汽车向通用的“锂电池”单体、基于比亚迪自行研发的电池管理系统(BMS)和已经成规模化联产的标准储能电站等分系统,全部为比亚迪e6、K9、秦、唐、宋、元等新能源汽车在用“三电”技术与制造经验的升级。经过轨道研究院近5年的研发最后成型。
2、K8、K7、K6电动大巴:
上图为比亚迪K6(黄色箭头)、K7(红色箭头)、K8(黑色箭头)三种级别(尺寸)电动大巴特写。
其中,K8电动大巴为即将超越K9的主力车型。K7电动大巴为国内版、K6电动大巴为6米级别出口新车型。而笔者拍摄的这三款电动大巴,无论人性化功能设定、核心技术的使用,还是综合使用效能都带相当意义。
K8电动大巴长宽高10490x2500x3150mm、轴距5000mm,载客86人,续航里程≥370km。搭载2台永磁同步轮边电机,最大输出扭矩为400x2N.m。目前,最新款K8电动大巴已经在深圳市承担公交运营任务。
10米级的K8电动大巴与12米级K9电动大巴在运营费效比上更为出色。K9电动大巴最大续航里程≥350km、拥有32个座位数、可承载82人,在标准工况下乘坐舒适性较K8更高。
上图为K8电动大巴(早期型号)仪表台特写。
位于仪表台左上端醒目张贴着“涉水要求”:
1、车辆涉水深度超过250mm时,应绕开涉水路面行驶。
2、涉水行驶过程,应减速慢行,时速≤15km/h
3、涉水结束慢速行驶,并反复踩踏制动踏板,清楚制动器留存的水分
笔者记得,2015年雨季,深圳运行的K9电动大巴多次在雨水渗入车厢内(涉水深度超过250mm)安全运行。2016年雨季,苏州金龙海格电动大巴因为被雨水浸泡导致动力电池组件渗漏、短路并自燃。无论如何,电动大巴的运营安全性为首要的,这关乎公众安全。
上图为K8电动大巴左侧组合开关区域特写。
黑色箭头:自动消防系统控制面板
黄色箭头:控制安全顶窗风扇
白色箭头:带有USB接口的多媒体播放器
红色箭头;车辆手刹
蓝色箭头:紧急开门开关
上图为K8电动大巴(早期型号)控制面板特写。几乎所有的比亚迪电动大巴和卡车,都采用硬件层面完全相同按钮式换挡开关(R、N、D挡)。而一键启动按钮又成为比亚迪全系车型的标配(小到F0、打大到K9F)。
上图为笔者1年拍摄的K9F(改款)电动大巴控制面板特写。很明显,一键启动开关、按钮式换挡开关以及众多功能按键布置形式完全相同。K9F控制面板部开关为全黑色涂装、并未部分开关预留出安装位置;K8全系车型的控制面板的开关,通过黑、红两种颜色进行区分(功能开关为黑色、涉及安全系统控制开关为红色)。
上图为笔者乘坐K8配置的具备气囊自动调节高度的驾驶员座椅特写。当笔者坐上,座椅首先会依据笔者自重进行首次高度调节。如果坐姿过低,可通过屈伸腿部在合适的高度让座椅二次自动保持高度并锁定。
位于座椅坐垫右侧,设定靠背和坐垫角度调节开关。驾驶只需要施加一个很小的力矩,就可完调试到合适姿态。
人性化的驾驶员座椅和自动挡驱动形式,最大化降低公交司机劳动强度,为保证运营安全提供全方位的硬件支持。
K8电动大巴为二级踏步地板结构,全车所有“软、硬”扶手设定位置和高度可以“兼容”绝大多数国内乘客身高与乘车习惯。
位于车厢内多处,设有手提灭火器和自动灭火器干粉储藏罐(红色箭头)。
上图为笔者拍摄的早期型号K8电动大巴滑动车门上端行走机构护板特写。
红色箭头:通过滑动车门上端行走机构护板会“渗漏”冷(暖)风,在车门开启关闭时流失车外。
在开启车载空调的冬夏两季,K8电动大巴车顶两侧的护板带有专用出风口、车载显示屏散热孔、车门开启行走机构动作预留口。为了提升空调使用效率、间接挽救“损失”的续航里程,新款K8电动大巴将提升车内饰板密封效能,保持足够温度同时,降低空调使用频率。
上图为笔者从K8电动大巴右后侧拍摄的后悬架特写。
通过查询比亚迪商用车官方网站,K9、K8、K7车型装备完全相同的双轮边电机+气囊减震+副车架驱动组件。
红色箭头:固定在副车架上的右后侧气囊减震器
黄色箭头:油压减震器
蓝色箭头:后稳定杆
上图为笔者从K8电动大巴右侧中部拍摄的后悬架右前端特写。
黄色箭头:气囊减震器
白色箭头:油压减震器
绿色箭头:后副车架牵引臂
红色箭头:最后轮轮边电机
K9电动大巴于2012年开始试运营,并全系标配4气囊、由双轮边电机驱动。早期的气囊由萨克斯提供,随着K系列电动大巴产量的提升和产品线的丰富,气囊减震改由比亚迪自行生产。
现在,在中国市场运行的高端商用车(含大巴和重卡)所使用的气囊减震器多位采埃孚(ZF),而部分解放军军用重型载具的气囊减震器为黄石品牌。诸如比亚迪类,自产气囊减震器并自行消化的整车厂独此一家。
红色箭头为K7、黄色箭头为K8,两款车型都是用铝合金车身架构。
长宽高8060x2420x3220mm、轴距4140mm最大续航里程270km,拥有22+1座位并可承载58人,搭载与K9、K8一样的双轮边驱动电机(输出功率和扭矩完全相同)。
K6长宽高6465x2060x2860mm、轴距3785mm,最大续航里程≥200km、拥有11-19个座位、可搭载33人。K6电动大巴所匹配的驱动电机为后驱动桥(差速器)一体式轴间电机,最大输出功率90kW、最大输出扭矩350N.m。
K9、K8、K7电动大巴,使用相似的铝合金车身架构,副车架+双轮边电机+4气囊减震的结构,可降低整车离地间隙,提升乘客进入车辆的便利性,但是由此带来成本的提升也是极为显著。
6米级的K6电动大巴,在使用单电机+整体桥+油压减震器同时,继续使用轻量化铝合金车身架构,在制造成本、性能与安全性三方面进行均衡。与其他K系电动大巴不同的是,K6将电池组件布置在后桥之前和车顶(红色区域)。
全新的K6电动大巴,具备双向逆变功能,可以使用标准的比亚迪快充桩(双枪)。
上图为K6电动大巴仪表台特写。
驾驶员区域采用半飞航式结构,多功能开关面板向驾驶员方向倾斜,便于单手快速、准确操作控制各功能。
与一键启动开关一样,遥控钥匙的样式也与比亚迪品牌其他车型高度通用。三幅面方向盘左侧设定控制开关组件。
K6全液晶显示屏,可显示包括电机转速(红色箭头);续航里程(黄色箭头);驱动电机温度(左侧白色箭头);电池组件温度(右侧白色箭头),以及挡位、剩余电量、行驶里程和车速等综合行车信息。
笔者拍摄的这台K6电动大巴为出口车型,各开关组件采用硬文标注。
红色框:车门开启、能量回馈等开关
黄色框:自动空调控制面板
红色箭头:车门视频显示屏
目前,与比亚迪在售的所有传统和新能源汽车的倒车(360度)影像系统相比,出口版K6电动大巴视频显示质量明显得到了提升。这一改变,也将在2017年上市的秦100、唐100以及其他车型上得到体现。
上图为K6电动大巴后驱动桥以及电动机特写。
红色箭头:由K9使用的轮边驱动电机改进而来的电动机
黄色箭头:电动机支撑减震器
绿色箭头:K6电动大巴底部塑料护板
白色箭头:前转向桥
K6电动大巴以及T系列中型电动卡车(载具)使用的整体式驱动桥+轴间电机技术几乎相同。而比亚迪的轴间电机则是通过减速器与驱动桥差速器刚性连接,并非目前众多低端电动商用车匹配的轴间电机+减速器+传动轴+差速器的落后技术。
K8、K7、K6电动大巴小结:
人性化的设计、较长的续航里程、绝对安全和可靠的性能,使得K系列电动大巴在国内与国际市场销量增速显著。正如比亚迪秦、唐、宋、元等混动车型,通过搭载不同排量汽油机+数量不同的驱动电机,成为比亚迪王朝系列新能源汽车的核心技术。K系列电动大巴,同样以轮边电机+气囊减震等核心技术为基础,通过相近车型匹配相同驱动组件,较小级别K系列大巴和T系列商用车通用“缩小”尺寸保持适当性能的驱动电机与整体桥。
这种技术高度通用、驱动与控制分系统模块化的设计于制造能力,使得比亚迪用最小技术风险换取最大产能并降低生产成本。毋庸置疑的是,K9电动大巴至今为止似乎全球市场范围内运营里程最长、故障率最低且商业化应用最早的中国制造电动大巴。
3、T系列电动卡车(载具):
自2015年9月“对日作战胜利70周年阅兵式”,以比亚迪T8SA电动卡车为载具的扫洗车亮相,10余款T系列电动卡车(载具)现已经成为北京环卫集团华彬改装厂首选。
上图中则包括T8A西湖电动清运车(红色箭头);T8SA阅兵款电动扫洗车(双色箭头);首次亮相的T9ZT电动渣土运输车(白色箭头)。
笔者所拍摄的T9ZT电动渣土运输车为双后驱动桥设定,单排驾驶舱。
T8和T9系列电动卡车(载具)的驾驶舱几乎相同,内饰和仪表台布局相近。包括,飞航式仪表台、按键式挡位选择开关、黑红相间的控制开关以及全液晶显示仪表。
虽然是单排驾驶舱,但是在正副驾驶员座椅之后,还布置了一张床铺用于休息。
T9ZT电动卡车(载具)的驾驶员座椅具备气囊自动调节高度功能。与K8电动大巴一样,为驾驶员提供更舒适的驾乘感受。
插入总装厂照片
目前,T系列电动卡车(载具)位于坑梓基地制造。由于比亚迪与北京环卫集团华彬改装厂合作制造电动清洁车辆,比亚迪负责载具、华彬厂负责上装(不同功能模块)与合装。
笔者以“不能说不能说”的方式进入坑梓基地的总装线“盗摄”,因总装线还负责生产某款目前尚未公布车型,部分照片进行模糊处理。
在总装线外,笔者发现一台无上装的T8SA电动卡车(载具)使用40千瓦快充桩进行充电。
使用“双枪”快充。
笔者“盗摄”时,总装线生产3款车型(T7A、T8SA和另一款车型)同时,还在焊接“云轨”系统的单轮转向组件的副车架。
中型T7A电动卡车(载具),全部供应北京华林厂。除驾驶舱以及少部分系统(诸如转向电机),包括车架在内绝大部配件均为坑梓工厂自行生产。
上图为T7A电动卡车(载具)驾驶舱下部(尚未安装)整车控制系统特写。
黄色箭头:由比亚迪十五事业部研发、制造的BC28A电动空调压缩机
灰色箭头:比亚迪全新新能源汽车标配的PVC水暖预热控制器(尚未安装)
红色箭头:冷凝器
白色箭头:散热器
黑色箭头:“三合一”控制器(转向电机、PVC加热器、DCDC)
绿色箭头:高压配电器
蓝色箭头:VOTG控制器(双向逆变充放电控制)
实际上,T系列中型电动卡车(载具)驱动电机、电池组件以及整车控制单元(含电池控制系统),几乎全部抑制并改进于e6电动汽车。
上图为即将完成总装的T8SA电动卡车(载具)在生产线上状态。
技工正在对T8SA电动卡车(载具)安装的电动压缩机调试(黄色箭头)。
这款电动压缩机,由十五事业部用2年时间完成开发,并搭载到比亚迪所有量产新能源汽车。电动压缩机装车成功使得比亚迪本土车厂中唯一一家拥有开发电动空调压缩机能力的主机厂,即便与南京奥特佳、上海三电贝尔等专业车用空调系统厂家相比也不弱。
上图为T8系列电动卡车(载具)右部中央控制盒内部结构特写。
白色箭头:强制断电维修开关
红色箭头:负责加速、制动踏板以及全车灯光等信号处理终端
白色箭头:2组动力电池控制器(BMS)
在总装线一旁的备件区,存放着待用于T7A电动卡车(载具)电机+减速器+驱动桥总成。虽然没有与K9系列电动大巴那样匹配轮边电机,但是T3、T4、T5、T7系列电动卡车(载具)配置了四轮盘式制动系统。
T7A电动卡车(载具)轴间驱动电机最大输出功率150Kw、最大输出扭矩550N.m、最大转速10000rpm,具备IP67级别防护效能,为了提升T7A电动卡车(载具)行驶效率和节能,在电动机和驱动桥差速器之间匹配了一组2前速变速器。
在轮毂与整体式驱动桥之间,设定双活塞气动盘制动系统。上图为制动片特写。
上图为T7A电动大巴(载具)后驱动桥通风制动盘特写。
上图中黄色箭头为T7A电动卡车(载具)电机和驱动桥总成;红色箭头为T8SA(与T9和J9通用)电动卡车(载具)电机和驱动桥总成。
上图为T8SA电动卡车(载具)电动机、变速器、驱动桥结构特写。
红色箭头;以K9使用的轮边电机为基础修改而来的电动机
粉色箭头:4前速变速器
蓝色箭头:电动机控制模块
白色箭头:差速器
黄色箭头:气动鼓式制动器
相对T7A电动卡车(载具)使用2前速变速器一样出众,T8SA引入的4前速变速器系统,无疑成为行业绝对标杆。
T系列总结:
在前文提及的,T系列电动卡车(载具)只有少数分系统为外购,传统的“三电”全新开发的多档位变速器,大速比驱动桥均为比亚迪自行设计与生产。要知道在国际上也只有少数售价在400万元人民币(未包含进口中国的相关税费)电动重卡采用4前速变速器。尽管国内也有部分变速器厂具备制造与电机匹配的多档位变速器,但因为成本过高,而影响主机厂采购并装车。
不同吨级的T系列电动卡车(载具)之所以敢用多档位自动变速器,源于自行研发技术的可靠性和低成本。全新技术的引入,使得比亚迪制造的T系列电动卡车(载具)在有限的成本提升同时,大幅增加续航里程、作业周期等性能优势。
《》点评:
“云轨”系统、K系列电动大巴、T系列电动卡车(载具)的核心技术,全部源于比亚迪自行研发的不同级别驱动电机、“锂电池”组件和叠加的电控系统。经过2010-2015年,e6和K9车型在全球范围出租市场和公交市场的运营经验,比亚迪获得轮边电机、气囊减震、电池控制系统等众多核心技术在不同海拔、不同纬度、不同气候、不同驾驶习惯与劳动强度的使用经验与技术积累。这些数据的获得,不仅是弥补以往技术的问题硬实力,更是完善在研发技术的软实力。
就在“云轨”系统亮相时,有媒体指责比亚迪的“云轨”并非首发,甚至认为这种落后的轨道交通没有发展的必要。在笔者看来,“云轨”系统的推出,与比亚迪当年推出e6、K9、秦、唐、宋、元等车型境遇一样!因为是比亚迪研发制造,就是不行、就要唱衰!
作为电动汽车评测编辑,笔者对中国轨道交通市场了解并不深入。但是,比亚迪跨行业发展却是不争事实。随着“云轨”相继签订汕头、深圳等多地意向订单,并获得全国超过20多个城市的高度关注,“云轨”日益受到市场认可。我们有理由期待,“云轨”将帮助城市打造立体化交通,解决城市拥堵难题;将化解全国钢铁、水泥等过剩产能,引领中国制造转型升级。
现在,以e6和K9为基础的多款K系列、T系列和J系列电动商用车,在使用技术可靠的“三电”系统同时,又不断加入全新或改进的新技术进行验证。K8电动大巴的制造与运营成本较K9更低,但续航里程跟长;T7A电动卡车(载具)在使用源于秦EV的“5合1”电控系统的“3合1”电控系统,强化了针对性功能同时降低了制造成本;T8系列电动卡车(载具)几乎“照搬”K9轮边电机,增加了4前速变速器,其他分系统或全新研发、或由其他车型改进而来。
“云轨”系统的铝合金车身加工技术在K9电动大巴得到了验证、驱动电机则是K9使用的轮边电机改型、专用储能电站就是在售产品的加强版(增加针对性的分系统)、车厢的内饰件和整车控制系统,由比亚迪利用现有生产线加工。而对外采购的通信与指挥系统或在2年之内“比亚迪化”。王传福为比亚迪制定的新能源技术、汽车及全产业链发展规划,已经在拥有足够技术储备同时抢先众多车厂1-2代。
正如董明珠在垄断中国空调市场40%销量之时,欲购银隆兴能源为跨平台发展一样。比亚迪以新能源为核心,辐射其他行业发展只是一种市场行为。与董明珠不同的是,王传福依靠自己研发而非外购。
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