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文檔簡介

目錄CONTEXTS05

雅駿產品介紹04

總結02

物流新政策解讀01

純電動物流車需求分析03

動力系統(tǒng)選型01純電動物流車需求分析1.1

城市物流車使用場景城市物流配送主要使用場景:商超、快遞、搬家、物流1.2

雅駿大數(shù)據分析平臺(

RAJA-Brain)介紹客戶樣本類別包含:物流、商超、快遞、搬家及各類中小企業(yè)目前數(shù)據樣本總計:2795859057條記錄。(27億)RAJA-Brain系統(tǒng)目前擔負雅駿1000臺運營車輛的數(shù)據分析工作。本次報告的數(shù)據分析由RAJA-Brain系統(tǒng)獨立完成。1.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況客戶車輛日累計行駛里程分布統(tǒng)計(物流類)從大數(shù)據平臺統(tǒng)計結果可以看出,物流類客戶日行駛里程集中在240km以內。1.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況客戶車輛日累計行駛里程分布統(tǒng)計(商超配送類)從大數(shù)據平臺統(tǒng)計結果可以看出,商超配送類客戶日行駛里程集中在160km以內。1.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況客戶車輛日累計行駛里程分布統(tǒng)計(快遞類)從大數(shù)據平臺統(tǒng)計結果可以看出,快遞類客戶日行駛里程集中在200km以內。1.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況客戶車輛日累計行駛里程分布統(tǒng)計(搬家類)從大數(shù)據平臺統(tǒng)計結果可以看出,搬家類客戶日行駛里程集中在

160km以內。1.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況各類客戶車輛日累計行駛里程分布統(tǒng)計通過大數(shù)據平臺統(tǒng)計分析,可將純電動物流車得客戶分為兩類:日行駛里程160km(商超、搬家);日行駛里程240km(快遞、物流)。商超快遞搬家物流續(xù)駛里程需求,km1602001602401.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況商超類客戶車輛月累計行駛里程與充放電量統(tǒng)計從大數(shù)據平臺統(tǒng)計結果可以看出,商超配送類客戶一段時間分別的百公里電耗為49.17kWh、34.71kWh、38.31

kWh、

47.52kWh、36.66,平均百公里耗電為41.27kWh。1.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況快遞類客戶車輛月累計行駛里程與充放電量統(tǒng)計從大數(shù)據平臺統(tǒng)計結果可以看出,快遞類客戶一段時間分別的百公里電耗為34.24kWh、

39.66kWh、35.44

kWh、38.21kWh、36.72kWh,平均百公里耗電為36.86kWh。1.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況搬家類客戶車輛月累計行駛里程與充放電量統(tǒng)計從大數(shù)據平臺統(tǒng)計結果可以看出,搬家類客戶一段時間分別的百公里電耗為35.02kWh、

47.88kWh、30.40kWh、49.82kWh、32.96kWh,平均百公里耗電為39.21kWh。。1.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況物流類客戶車輛月累計行駛里程與充放電量統(tǒng)計從大數(shù)據平臺統(tǒng)計結果可以看出,個人物流類客戶一段時間分別的百公里電耗為34.54kWh、40.90kWh、39.03kWh、38.77kWh、32.18kWh,平均百公里耗電為37.08kWh。1.2

雅駿大數(shù)據統(tǒng)計不同客戶群純電動物流車使用情況設計值實際值商超快遞搬家物流百公里電耗,

kWh28.341.2736.8639.2137.08通過大數(shù)據平臺統(tǒng)計分析,得到各類客戶純電動物流車的實際使用過程中的百公里電耗,結合前文得到的實際行駛里程可以計算出物流車所需電量:商超:66.0kWh快遞:73.7kWh搬家:62.7kWh物流:89.0kWh綜合考慮成本及一定的設計余量,純電動物流車電池容量需求可以分為兩類:續(xù)駛里程160km(商超、搬家):75kWh續(xù)駛里程240km(快遞、物流):90kWh02物流新政策解讀2.1

新能源物流車新政策根據財建[2015]134號文,2016年新能源物流車補助標準為純電動、插電式混合動力(含增程式)等專用車、貨車推廣應用補助標準:按電池容量每千瓦時補助1800元。2017-2020年除燃料電池汽車外其他車型補助標準適當退坡,其中:2017-2018年補助標準在2016年基礎上下降

20%,2019-2020年補助標準在

2016年基礎上下降

40%。根據財建〔2016〕958號文,2017年1月1日后補貼政策做出相應調整,新能源物流車具體調整方案見下表:儲電量(kWh)單位電量補助標準(元/kWh)單車國補上限(萬元)0—30(含)15001530—50(含)1200>5010002.2

新政策對純電動物流車要求純電動載貨類汽車、越野貨車載質量利用系數(shù)總質量M﹥3500kg且車長≤6m欄板、倉柵、自卸式運輸車≥0.40廂式運輸車≥0.30純電動載貨類汽車、越野貨車噸百公里電耗總質量M﹥3500kg且車長≤6m老政策新政策<10kWh<13kWh純電動載貨類汽車、越野貨車

Ekg要求總質量M﹥3500kg且車長≤6m<0.5Wh/km·kg新政策具體指標要求載質量利用系數(shù)噸百公里電耗單位載質量能量消耗量(Ekg)2.3

2017年調整后納入中央財政補助范圍的新能源物流車產品技術要求2017年補貼調整后,新能源專用車、貨車推薦車型必須符合以下要求:電池系統(tǒng)能量密度不低于80Wh/kg。純電動貨車、運輸類專用車單位載質量能量消耗量Ekg不高于0.5Wh/km.kg,其他類純電動專用車噸百公里電耗(按試驗質量)不超過13kWh。2.4新能源物流車相關技術要求的趨勢和說明低電耗:噸百公里電耗評價指標主要是對針對新能源物流車的續(xù)駛里程,噸百公里電耗數(shù)值越小續(xù)駛里程越高。高性能:EKG評價指標主要是為了衡量新能源物流車有效電能的利用效率,即在承載單位質量的貨物所消耗的電量,重點突出新能源物流車的功能(載貨量)和性能(能量消耗率),而不是續(xù)駛里程。Ekg數(shù)值一般在0.25-0.7之間,數(shù)值越小能量效率越高。輕量化:電池系統(tǒng)能量密度評價指標的引入,說明了對電池系統(tǒng)也越趨嚴格,電池設計開發(fā)趨于輕量化、高能量密度。2.2新能源物流車載質量利用系數(shù)調整●純電動載貨類汽車、越野貨車和越野廂式貨車載質量利用系數(shù)應符合下列限值要求2.3

補貼政策對純電動物流車要求車型基礎重量參數(shù)續(xù)駛里程需求從不同用戶對物流車續(xù)駛里程的需求,將車型分為兩類,對應兩種續(xù)駛里程,從續(xù)駛里程和百公里電耗計算出電池容量,從而可以計算出滿足Ekg值要求的最大電池組重量,再計算出電芯能量密度最低要求,計算結果顯示電池電芯能量密度要大于170Wh/kg。最大總質量kg無電池重量kgEkg要求客戶需求續(xù)駛里程

km理論續(xù)駛里程

km電池容量kWh滿足Ekg要求的最大電池組重量kg整備質量kg載質量利用系數(shù)電池組能量密度

Wh/kg等效電芯能量密度Wh/kg物流44952550<0.52403109073932890.37121.8174.0快遞2009073932890.37121.8174.0搬家1602337561231620.42122.5174.9商超1607561231620.42122.5174.9電池容量需求滿足Ekg的電池重量電池能量密度要求2.3

補貼政策對純電動物流車要求車型基礎重量參數(shù)不同整備質量電池重量續(xù)駛里程是否滿足Ekg要求最大總質量kg無電池重量kg整備質量kg最大電池重量

kg電池容量kWh理論續(xù)駛里程

km載質量利用系數(shù)Ekg449525503200650752680.400.433250700812890.380.453300750873110.360.473350800933320.340.4934008501003570.320.51是否滿足載質量利用系數(shù)要求從不同整備質量得到電池重量,結合三元鋰電能量密度計算出電池容量,結合前文得到的百公里電耗可以計算出車輛的續(xù)駛里程,最后驗證載質量利用系數(shù)和Ekg滿足政策要求。03動力系統(tǒng)選型3.1

純電動物流車成本構成純電動物流車成本主要由儲能系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及整車其他零部件組成。純電動物流車成本構成8%25%54%13%儲能系統(tǒng)整車其他零部件驅動系統(tǒng)輔助系統(tǒng)從純電動物流車成本構成可以看出,純電動物流車的動力系統(tǒng)(儲能系統(tǒng)和驅動系統(tǒng))成本占比接近70%,所以新能源物流車動力系統(tǒng)的選擇是新能源物流車生存的關鍵。物流車運營車速分布統(tǒng)計(物流類)中速度段占比68.7%高速段占比16%3.1

物流車運營工況分析——車速分布物流車運營車速分布統(tǒng)計(快遞類)中速度段占比67%低速段占比23%3.1

物流車運營工況分析——車速分布物流車運營車速分布統(tǒng)計(搬家類)中速度段占比59%低速段占比30%3.1

物流車運營工況分析——車速分布物流車運營車速分布統(tǒng)計(商超類)中速度段占比22%低速段占比74%3.1

物流車運營工況分析——車速分布3.2

物流車使用工況與電機類型的關系交流異步電機效率map圖永磁同步電機效率map圖600-27501250-4000物流類物流車車速集中表現(xiàn)在中高速(30-75km/h),且高速(70-80km/h)巡航占比最高;從交流異步電機和永磁同步電機效率map圖對此可以看出,永磁同步電機在中低速區(qū)快遞類物流車速集中表現(xiàn)在中速(15-60km/h);間(600-2750)內效率較高,而交流異步電機在中高速區(qū)間(1250-4000)內效率較高。搬家類物流車車速集中表現(xiàn)在中低速(5-55km/h);所以對不同類型用戶可以合理選擇電機類型,以提高整車效率。商超類物流車車速集中表現(xiàn)在中低速(5-50km/h)。驅動電機優(yōu)點缺點異步電機可靠穩(wěn)定高綜合效率較永磁機低價格相比較低體積大重量大永磁電機體積小耐溫性較差重量輕耐振動性較差綜合效率較高價格稍高針對實際使用工況的不同,充分利用各類型電機的優(yōu)點,針對不同的使用工況選用合適的電機類型。3.3

永磁電機與異步電機對比與選擇高速段效率、成本中低速段效率、成本3.3

永磁電機與異步電機對比與選擇Ft發(fā)動機+變速器力特性曲線圖Ft1i1i2Ft2Ft3i3Ft4i4Ft5i53.4

發(fā)動機與電機特性對比發(fā)動機為什么需要匹配變速箱而電機不需要?電機外特性曲線完全覆蓋發(fā)動機+變速箱總成外特性曲線滿足整車需求高效區(qū)域轉速范圍:1000~2600rpm扭矩范圍:200~380NM高效區(qū)與低效區(qū)能耗比:500/210康明斯2.8L柴油萬有特性曲線3.4

發(fā)動機與電機特性對比發(fā)動機高效區(qū)扭矩轉速范圍小,高效區(qū)與低效區(qū)能耗比差別大,若直接匹配整車,經濟性非常低發(fā)動機為什么需要匹配變速箱而電機不需要?3.4

發(fā)動機與電機特性對比電機效率map圖高效區(qū)域轉速:400~3500rpm扭矩:100~1200NM高效區(qū)與低效區(qū)能耗比:0.96/0.6發(fā)動機為什么需要匹配變速箱而電機不需要?高效區(qū)轉速扭矩范圍廣,可覆蓋整車行駛區(qū)間

85%以上,全區(qū)間運營能耗比差別小,經濟性高3.5

物流車運營工況分析-驅動電機工作點分布右圖為雅駿大數(shù)據平臺統(tǒng)計出的純電動物流車驅動電機運營工況下,轉速-轉矩分布熱圖,顏色越紅,則工作在此的頻次越高,顏色越藍,則工作在此的頻次越低。選定區(qū)域所占運行比例較達92%3.5

物流車運營工況分析-驅動電機工作點分布選定區(qū)域所占運行比較達11%3.5

物流車運營工況分析-驅動電機工作點分布選定區(qū)域所占運行比較達

68%3.5

物流車運營工況分析-驅動電機工作點分布選定區(qū)域所占運行比較達

3.6%3.5

物流車運營工況分析-驅動電機工作點分布直驅電機電動外性曲線直驅電機電動外性曲線效率高于

85%分布圖3.6

驅動電機外特性效率MAP圖驅動電機實際工作點分布效率高于

85%分布圖3.7綜合運營效率計算驅動電機效率map曲線3.7

綜合運營效率計算經大數(shù)據平臺統(tǒng)計計算,電機工作綜合效率值為88.5%3.8

直驅與變速箱方案的選擇直驅方案即可達到88.5%的電機綜合效率值,加入變速箱引入的傳動效率損失,在中低功率電機上無法靠增加變速箱增加的電機綜合效率值來彌補。另外,電機加變速箱的方案為了滿足換擋平順性,須采用AMT自動變速箱,由此會增加一大筆整車成本,且為整車帶來了新的故障點。綜上所述,純電動物流車選擇驅動電機直驅方案從經濟性和可靠性上都是更優(yōu)的選擇。3.9

電芯類型電池類型平臺電壓(V)能量密度(Wh/Kg)功率密度(W/kg)安全性壽命成本磷酸鐵鋰3.2~125較高高長低三元(鎳鈷錳混合)3.7~170高中長中錳酸鋰3.7~110較高中中低磷酸錳鐵鋰-~150低較高短低鈦酸鋰2.2~80高高長高目前主流鋰離子動力電池,主要按照正極材料來分類如下:公共交通領域具有載客量多,電量需求大,運營時間長,服務壽命要求高,能量密度的敏感度較低等特點,目前國內主推磷酸鐵鋰的技術路線。私人乘用車領域具有空間小,載客量少,運營路線不固定,續(xù)航里程要求高,能量密度敏感度高等特點,現(xiàn)階段逐步運用三元的技術路線。物流車領域具有貨物重量大,運營時間短,服務壽命要求高,物流車估算能量密度要求不少于170Wh/Kg,因此電芯技術路線選擇三元。3.10

電芯封裝封裝形式工藝散熱循環(huán)壽命(循環(huán)數(shù))安全成本圓柱形成熟小尺寸成組靈活,大尺寸散熱設計復雜1000中低方形成熟散熱好1500高高軟包較難散熱不易設計1500中低目前三元鋰離子動力電池,主要封裝造型如下:目前,方形和軟包在動力電池系統(tǒng)成組上簡單而且相對成熟,圓柱形成組復雜,對工藝有較高的要求,國內現(xiàn)階段開始進行圓柱形電池系統(tǒng)技術路線。儲能系統(tǒng)圓形可滿足整車使用里程及壽命,方形和軟包相對提升25%。3.11

儲能系統(tǒng)成本封裝類型(三元電芯)Wh(元/Wh)0~30Kwh(價格/萬元)30~50Kwh(價格/萬元)50Kwh(價格/萬元)圓形(2.55Ah,3.6V)1.0~1.10~3.33.3~5.5>5.5方形(37Ah,3.6V)1.2~1.40~4.24.2~7>7軟包(38Ah,3.6V)1.2~1.40~4.24.2~7>7其他(含BMS/結構件等)0.3~0.40~1.21.2~2.0>2系統(tǒng)/0~5.15.1~9>7.5補貼/0~4.54.5~6>530~50Kwh儲能系統(tǒng)可以與補貼達到平衡50Kwh以上儲能系統(tǒng)補貼差距變大方形/軟包的成本相對較大3.12

物流車儲能系統(tǒng)需求整車需求能量密度要求:170wh/kg續(xù)駛里程要求:180km/230km總里程要求:20萬km儲能系統(tǒng)要求能量密度要求:170wh/kg儲能電量要求:75kwh/90kwh循環(huán)壽命要求:1173/911三元電芯圓形/方形/軟包>50Kwh補貼3.13

經濟性分析車型百公里能耗費用(元)傳統(tǒng)車90純電動新能源物流車42項目萬元儲能系統(tǒng)成本12補貼7.5油電差價每年運行4萬公里,油電差價為1.92w差價總額:9.6w投入成本銀行貸款4.5w,5年還款總額:6.3w運營模式(6年25萬km):A.一次付款

14.3wB.按揭首付6w 6年月供1400千75Kwh(半載):方形或軟包電芯(壽命高)盈利差價:3.3w企業(yè)(70%):2.3w客戶(30%):1w3.14

經濟性分析車型百公里能耗費用(元)傳統(tǒng)車90純電動新能源物流車39項目萬元儲能系統(tǒng)成本14補貼9油電差價:每年運行4W公里,油電差價為2.04w差價總額:10.2w投入成本:銀行貸款5w,5年還款總額:7w90Kwh(半載):圓形電芯(成本低)運營模式(5年25萬km):A.一次付款

16.3wB.按揭首付6w 5年月供2000千盈利差價:3.2w企業(yè)(70%):2.2w客戶(30%):1w3.15

物流車儲能系統(tǒng)方案三元電芯圓形(90kWh)儲能系統(tǒng)方案單個封裝 系統(tǒng)分布多箱體BMS分布式BMS方形(75kWh)軟包(75kWh)電芯占70%成本,圓形18650電芯成本最低,符合儲能系統(tǒng)應用系統(tǒng)其他部件占30%成本,結構件及電子電氣部件在其原有成本的基礎上降幅不大04總結4.總結驅動形式直驅動力系統(tǒng)選擇電機類型中高速工況中速工況交流異步交流異步或永磁同步中低速工況永磁同步電芯類型三元鋰電儲能系統(tǒng)選擇封裝方式短續(xù)駛里程(

75kWh

)方形或軟包封裝長續(xù)駛里程(

90kWh

)圓柱封裝4.總結05雅駿產品介紹6.

輕卡平臺一質量參數(shù)(kg)

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