“牵引车+拖车”是货运物流网络中必不可少的组成部分,当这两个系统结合在一起时,它们在运输货物方面的巨大潜力才有可能实现。长期以来,拖车一直是这种关系中的被动方,只被视为牵引车在后面拖着装满东西的大箱子。
而现在,国外的新技术正在改变牵引车和拖车的互动方式。下一代重型拖车将更加智能,牵引车则可以利用先进的空气动力学设计和智能电动车轴来运送货物。这些设计和智能电动车轴可以在崎岖的地形上发挥作用,帮助柴油发动机行驶,同时减少排放。
目前国内还有没有开始类似应用,但很多长上坡需要牵引车强大的动力输出场景下,相应的需求可能会有巨大市场。
电动拖车如何工作?
这项新技术的基本工作原理是给拖车上的机械部件通电,从而推进牵引拖车,使得牵引拖车的整体效率显著提高。电气化包括车轴、轮毂、轮端电机和类似部件,这些电机在车轮旋转时产生动力,产生的能量既可以用来辅助车辆推进,也可以为 TRU(运输制冷装置)供电的电池充电。
它的基本配置包括两个安装在拖车轴上的小型但功率强大的电动机,和一个位于拖车某处用于储存能量的小型电池。 新技术提供了更高效、更可靠的系统,通常集成到智能轮毂中或与其他车轮端系统结合,以提供一致、可靠的电力。
许多现有技术和新技术的结合为动力拖车的概念做出了贡献,在未来的拖车设计方面将看到高度的灵活性和规格。例如,再生制动系统,该系统可捕获行驶车辆产生的动能并将其存储在车载电池中。通过将采埃孚ZF的电动车轴与带有电池模块和电池管理的电池系统盒集成在拖车中,可以实现电动拖车解决方案。这样可以回收制动能量,回收的电力可以支持牵引力并减轻卡车主发动机的负荷。据采埃孚网站称,仅此一项就可以将柴油卡车的油耗和排放量降低高达16%。
新技术可以为多辆车辆系统提供动力
想办法减轻卡车后面拖车的重量是提升牵引拖车系统效率的关键。把发动机放在拖车的什么位置?电池的最佳位置在哪里?是否需要为柴油卡车和电动卡车改变这些配置?诸如此类。但无论如何,设计都希望尽可能减轻重量。这就是为什么一致选择使用小型电池,通过拖车的车轮发电。
比如,Range拖车提供专有的、交钥匙的电气化系统,其中包括电池组、电子轴和获得专利的智能主销,以及集成的控制装置。智能主销可以感知牵引车何时加速或制动,并向电子轴发送命令以提供推进支持或再生制动——从而减少牵引车需要做的工作量。不依赖无处不在的兆瓦级充电基础设施来提供显著的效益,即使在未充电的情况下,拖车也可以像传统拖车一样被拖曳,将货物运送到目的地。
Range Energy拖车与现有的柴油卡车兼容,可以立即提高燃油效率并减少NOx排放。同时还具有长期适用性,可以延长当今柴油牵引车的使用寿命,使未来电动半挂车的牵引距离增加一倍,并且再生制动系统通过让驾驶员更好地控制卡车,增强了驾驶员体验和道路安全性,已经成功地在饮料和食品分销等对重量极为敏感的行业中对车队进行了试点,而没有对他们的装载计划产生重大影响。对于任何拥有额外重量容量或可以通过运营规划创造额外重量容量的车队,系统可以带来显着的成本节约和环境效益。
“牵引车+电动拖车”的应用场景为包含长上坡、长下坡的丘陵、山区,比如适合经常在我国云贵地区盘山公路场景应用。因为长上坡需要牵引车强大的动力输出,所以目前大马力大缸径柴油机和燃气机盛行,若采用搭载柴油或燃气发动机牵引车搭配电动拖车,就不需要特别强劲的发动机动力输出,可以搭载较小马力的发动机达到同等的效果。
因为电动拖车可以通过上坡时电机工作协同输出动力,而在下坡时通过轮毂制动实现能量反馈回收电能,实现节能减排。这点在美国的试点车辆上得到印证,柴油牵引车配置电动拖车在加利福尼亚州和内华达州之间最后281.6英里的路程中,包括2000 英尺的净海拔高度和12000英尺的总爬升,实现了18.1 英里/加仑的油耗。
新一代拖车显著提高牵引拖车效率
采埃孚在拖车方面拥有许多不同的技术。更智能的拖车可以提高安全性,动力拖车轴可以扩大电动牵引拖车的使用范围,并减少柴油动力装置的燃料消耗和排放。优化牵引拖车作为真正组合系统的效率是未来发展方向。
目前欧美先进概念设计车型将远程信息处理系统安装到拖车上,重点是让牵引车和拖车的结合体发挥出更好的性能。这些努力将减少柴油发动机的二氧化碳排放,并延长电池电动牵引拖车的续航里程,从而有助于加快新型零排放商用车的普及。
当前,电动卡车仍然非常昂贵,与柴油卡车相比,它们的行驶距离有限。但使用电动拖车可增加行驶距离,并提供一些推进力。同样的配置也适用于柴油卡车,因为可以帮助卡车在坡道上保持速度。这可以减少燃料消耗和排放。
在拖车上安装先进的制动系统,带有太阳能电池板或车载电池的拖车可以帮助车队降低电力成本。当前,拖车使用方式正在发生一些根本性变化,它们不再只是用来拖运货物,而是可以做更多的事情。
电动拖车或可进一步促进卡车运输的可持续性
在提高效率方面,所有新型拖车技术中最有前景的或许是引入体积小但功能强大的轴装电动机的能力。这些电动机可以将53英尺的自重转化为主动推进系统,帮助柴油牵引车行驶或爬坡,或者简单地为电池电动拖拉机拖车组合增加额外的行驶里程。
ConMet、Range Energy和ZF 等公司正在开发面向下一代重型牵引拖车技术。
Range Energy创始人兼首席执行官Ali Javidan 表示,从历史上看,卡车运输行业并未将拖车视为实现电气化的可行步骤。相反,该行业主要专注于用电池电动卡车直接取代内燃机。电动拖车产生的能量可用于延长电动牵引车的行驶里程,或减少柴油卡车的燃料消耗和排放。
Javidan解释道:“Range的诞生是基于零排放电动卡车距离大规模应用仍需要 5-10 年的时间,受到缺乏可行的充电基础设施等各种因素的制约。”
开发电动拖车的厂商认为,迄今为止,道路交通向电动化的转变主要由消费级电动汽车引领,但由于缺乏兼容的充电基础设施、电网不稳定以及成本限制,电动汽车的广泛采用已经放缓。拖车在商用卡车电气化中的重要性,公路运输正处于一个转折点,现在需要商业驱动的创新,例如Range的电动拖车系统。
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