这位前特斯拉联合创始人,要把增程式混合动力系统装到卡车上

  • 发表于: 2015/06/05 08:56:22 来源:车云网

单从技术角度看,卡车动力系统的电动化面临两个最大问题同样是续航里程与电池密度。这位前联合创始人怎么解决的?

现在关于特斯拉的新闻大多是与Elon Musk一起出现的,他早已从最初的站在特斯拉背后的投资人成为了全面的掌权者。

不过嘛,今儿要讲的并不是Musk与特斯拉的故事,而是与特斯拉有那么点儿关系的另外一位钟情于电力驱动的人——Ian Wright。至于具体内容,则是Wright先生与他创办的Wrightspeed公司现在正在做的事情——把电力驱动系统装到卡车上。

这位前特斯拉联合创始人,要把增程式混合动力系统装到卡车上
Ian Wright与他的混合动力系统

Wrightspeed是做啥子滴?

12年前,Ian Wright还是特斯拉的联合创始人。不过他的兴趣一直只是在电动超跑上,所以在2005年的时候,他离开了特斯拉,打算自己去造一辆世界上最快的电动超跑。这一点从Wrightspeed这个名字里就能看出一二。

不过可惜的是,与特斯拉最初一样,电动超跑实在是个太过于小众的市场,很难引起投资人的兴趣。肿么办?Wright先生在被投资人无视个够之后,绞尽脑汁,终于想到了一个新的切入点。

电动车一直以来的宣传词不是节能环保么?这个世界上最需要做到这一点,离这两个词最远的从来就不是轿车市场,而是卡车哇。尤其是那些正在服役中的卡车,新的排放法规一旦实行,基本上就面临着停运的结局。摘不去的耗油大户的帽子,也让雇佣者们十分头疼。妥妥的新商机啊。

于是,Wright暂时放下了心爱的电动超跑事业,转而研究起了怎么把电力驱动系统装到这些移动污染源上头。成立于2011年的Wrightspeed也从一家电动跑车制造商,变成了卡车电力驱动系统的供应商。请注意,Wright先生并没有选择自己去造新能源卡车,而是给卡车生产电力驱动系统。

电力驱动系统被设计成啥样了?

现在Wrightspeed旗下的产品有三:

1)Route:增程式混合动力系统,供给中型卡车

2)Route HD:增程式混合动力系统,供给重卡使用,与Route组成相类似,只不过组成部件的参数不同

3)Circuit:这个与卡车无关,是用在电动跑车上的纯电驱动系统,四个电机独立驱动四个车轮。Wright的X1电动概念车就是用的这套设备,据称百米加速不到3秒。

打开Wrightspeed的官网,能够看到一张介绍图。


Route HD增程式混合动力系统组成示意图

这是一张Route HD的组成结构图,包括五个部分:增程发动机(A)、电池组(B)、电池管理系统与冷却系统(C)、变速器(D)和油箱(E,增程发动机所需燃料)。Route与Route HD都是增程式混合动力系统,除了常规的电池组、电动机之外,还需要增程发动机来给电池充电(不直接驱动车轮)。只不过,Route和Route HD上的这个增程发动机比较特殊,没有选用常规的活塞式发动机,而是用了微型燃气涡轮发动机(Microturbine)。

与活塞发动机相比,微型燃气涡轮发动机功率重量比更大。因为发动机内部使用了不同的动力传递方式,动部件相比活塞发动机要少不少(驱动轴与输出轴),不需要复杂的润滑系统与冷却系统,结构相对简单,维修成本较低。不过,一般来说燃气涡轮发动机的热效率比活塞发动机也会略低,基本在25%-35%的水平。但用来发电的话,因为利用废热,热效率能够大幅提升到80%左右,所以现在电驱动系统中,用微型燃气涡轮发动机作为增程设备已经成为一个新的趋势。


微型燃气涡轮发动机结构

2010年捷豹的C-X75概念车上就是用一个微型燃气涡轮发动机取代了活塞发动机来给电池充电。燃气涡轮发动机的另个一个好处是对于燃烧的燃料并没有限制,可以多种燃料在同一台发动机上使用。Wrightspeed采用的这个微型燃气涡轮发动机就是可以用柴油或者天然气。

一辆搭载Route或者Route HD的卡车能够在纯电模式下行驶50公里左右,电池能量将要耗尽时,微型燃气涡轮发动机就会开始运转给电池充电。另外,配置的再生能量回收技术也能够给电池充电。据Wright先生介绍,这套再生能量回收系统能够让卡车在下缓坡的时候完全刹停,最高能够提供730千瓦的能量。


Ian Wright与经过改造的电动卡车(视频来自于Youtube)

Wrightspeed拥有这套驱动系统的大部分知识产权,包括转换器、电动机、两速的无离合变速器、电池封装技术、电池管理系统和LCD上的UI交互界面。

无离合变速箱叫做Geared Traction Drive(简称GTD),通过微型电脑来控制其与高速档位的同步;电动机已经申请专利,重量仅在31千克左右,但是最大输出功率能够达到250马力;使用的磷酸铁锂电池由A123提供。

当然,不论是Route还是Route HD都不便宜,价格从15-20万美元(约93-124万人民币),但节能效果显著。以铃木NPR卡车为例,原本搭载一台柴油机,平均油耗为12mpg,相当于百公里油耗在20升左右。换上Wrightspeed的Route之后,平均油耗变为44mpg,油耗降低到百公里5.3升左右,与丰田混动版凯美瑞在高速工况下的油耗相当,降低了3倍。

谁会买这套系统?

Wright把目标客户定在了常年会在城市内行驶的垃圾车和快递公司的送货车上。这两类卡车工作环境比较特殊,在城市内行驶、经常需要停下来,与常年跑高速的卡车相比,油耗与排放情况更为严重。而且,因为经常刹车,每年在刹车系统的维护上都要花上一笔不小的费用。

以加州为例,一辆垃圾车每年消耗的燃油大约53000升(14000加仑),常规的垃圾车每天大概要行驶200公里左右。如果更换Wrightspeed的混合动力系统的话,最高花费是20万美元(124万人民币)。不过每年能够省下35000美元(约21.7万人民币)的油钱,以及20000万美元(约12.4万人民币)美元的维护费用(刹车系统),差不多4-5年就可以回本。

Wrightspeed已经把Route和Route HD装在了25辆FedEx的货运卡车和17辆来自于Ratto Group的垃圾车上,Ratto Group是加州的一家垃圾处理公司。

让Ratto愿意更换的原则是加州将要实行的排放法规,如果前面的17辆车表现良好的话,订单数会增加到300套。因此,Wright认为有着同样忧患的那些车队管理者们,也会对他的产品感兴趣。

因为接到的需求越来越多,Wright打算给公司搬个家,并在未来三年内将员工从现在的25个人扩充都250个。

车云小结:

天下熙熙,皆为利往;天下攘攘,皆为利来。

每每看到新能源相关产品宣传的时候,经常能看到节能环保的词被挂在嘴边,但是落到最终实处的时候,老百姓和企业家们关注的总是同一个点,同样或者类似价格的产品能够做到更好么?电动车产品是否真的能省钱?

对于卡车而言,续航里程必然是个更为关注的问题。虽然Wright先生选择的是在市内跑“运输”的货车,但是这些车每天能够停下来充电的时间基本上也只剩下了晚上。这也是Wright选择增程式混合动力系统的原因所在。那么,在这个微型燃气涡轮发动机里面,藏着什么样的奥妙呢?且听下回分解。

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