純電動多用途貨車平臺開發策略研究及探討

馬家明

(上海汽車集團股份有限公司商用車技術中心，上海 200438)

0 概述

多用途貨車(即“皮卡”)是1種常見的車型，也是英文“Pick Up”的音譯，同時也被稱為“轎貨車”，是1種采用轎車車頭和駕駛室，同時具備敞開式貨車車廂的車型，也是1種便于使用的輕型客貨兩用車，如圖1所示。

圖1 皮卡車型示意圖

《GB 7258—2017機動車運行安全技術條件》[1](以下簡稱《GB 7258—2017》)是我國機動車國家安全技術標準的重要組成部分，是我國機動車新車定型強制性檢驗、新車出廠檢驗的重要技術依據之一。根據《GB 7258—2017》的定義，“多用途貨車是指具有長頭車身和駕駛室結構、核定乘坐人數小于或等于5人(含駕駛人)、駕駛室高度小于或等于2 100 mm、貨箱欄板上端離地高度小于或等于1 500 mm、最大設計總質量小于或等于3 500 kg的貨車。”同時，《GB 7258—2017機動車運行安全技術條件標準釋義》也明確說明了“多用途貨車”即為大眾俗稱的“皮卡”。

在歐美地區，皮卡的銷量占汽車總銷量的30%，在美國甚至高達60%，而目前在中國僅為2%。

皮卡在舒適程度、節能環保、整車造型等多方面與乘用車不分伯仲，其多功能性比乘用車更為優越，其特點是既具有轎車般的舒適性，同時載貨和適應不良路面的能力又優于轎車。“乘客載貨兩相宜”的皮卡產品在二三線中小城市及經濟條件較富裕的農村地區所獲得的認同度越來越高。目前，皮卡已成為乘商結合的新熱門車型，大力優化皮卡市場，對于滿足消費者多樣化需求，推動我國汽車行業發展具有促進作用。

近年來，國家相關部門陸續出臺利好政策，優化車型管理政策，放寬皮卡進城限制，為我國皮卡的發展創造了良好的發展環境。2018年12月24日，交通運輸部宣布，從2019年1月1日起，4.5 t以下的普通貨運車輛取消營運證和駕駛員從業資格證。在《GB 7258—2017》中，皮卡被定義成了多用途貨車，不再被強制要求噴涂總質量標識和車身反光標識，以此和貨運車輛進行區分。2019年，國家10部委聯合發布的《進一步優化供給推動消費平穩增長促進形成強大國內市場的實施方案》中明確提出，在評估河北、遼寧、河南、云南、湖北、新疆6省區放開皮卡進城限制試點政策效果的基礎上，穩妥有序地擴大皮卡進城限制范圍，在2020年前取消對地級及以下城市全部皮卡車輛的進城限制。

《GB 7258—2017》標準對多用途貨車作出明確定義，行業內開始制定推薦性國家標準《多用途貨車通用技術條件》。2019年10月24日，由全國汽車標準化技術委員會整車分技術委員會主辦的“皮卡標準研究工作組第四次會議”在北京召開，來自國內皮卡生產企業和科研院所等14家單位的30余位專家代表參加了此次會議。會議從皮卡產品的整車研發、性能和生產方面對標準文本制定和推進規劃作了進一步的梳理和部署。該標準的制定工作得到中央、地方，以及行業主管部門的特別關注，也是社會廣泛關注的熱點之一，從而能更好地助力國家相關政策的落地實施，早日實現皮卡的快速發展。

在節能減排的全球大趨勢下，世界各國更加重視新能源汽車的發展。2010年以來，中國新能源汽車產業在國家政策的推動下總體發展勢頭良好，尤其是純電動汽車的技術發展和市場推廣成果顯著。隨著政策面逐步放寬，皮卡市場迎來了新的發展機遇，新能源技術在皮卡車型中的應用逐漸增多，國內主流皮卡生產企業已對純電動皮卡進行了產業布局，并已有多款產品實現了量產。因此，有必要對純電動多用途貨車平臺開發策略進行分析研究，總結目前行業的現狀，提出了發展建議供同行探討。

1 國內純電動多用途貨車平臺開發策略研究

傳統皮卡車型的分類如表1所示，分別從技術類型、產品檔次、結構型式對皮卡進行了分類。市場上最為常見的是標準雙排座皮卡和廂式皮卡車型。

表1 皮卡車型一般分類

在車身結構和驅動形式方面，皮卡相比乘用車存在較大差異，絕大多數皮卡都是非承載式車身，通過車架承接底部平臺連接駕駛室和貨箱。皮卡的驅動形式一般都是前置后驅或前置四驅，傳動軸前后貫穿底盤至后橋，如圖2所示。

圖2 傳統能源皮卡底盤布置示意圖

從傳統皮卡車型的特點來看，無論是車身結構還是驅動形式，都不利于純電動車型的開發。本文對基于傳統皮卡而改型的純電動皮卡平臺開發策略進行了探討。

在新能源貨車差別化通行管理等政策的驅使下，純電動皮卡產業得以逐步發展。截至2019年，純電動皮卡在國內的上牌數量為每年不超過1 000臺，占皮卡市場滲透率的0.25%，但國內主流皮卡生產企業都已對純電動皮卡進行了產業布局，并發布了多款同類車型，如圖3所示。

圖3 國內主流皮卡車企產品布局

2019年堪稱純電動皮卡的量產元年。鄭州日產，江鈴，長城等傳統皮卡車企均上市了旗下首款純電動皮卡，并正式推向市場。以下針對上述車企開發的幾款典型純電動皮卡產品展開研究。

1.1 鄭州日產

2019年7月17日，鄭州日產銳騏EV皮卡上市，銳騏6EV皮卡開啟預售。2款車型的主要產品參數見表2所示。

表2 鄭州日產銳騏EV、銳騏6EV主要產品參數

銳騏EV皮卡基于日產D22平臺進行改型，該車型的改型特點為：驅動型式與燃油版一致，采用前置后驅的驅動型式，電機布置在前艙，保留中間傳動軸，傳動軸兩側及原備胎位置布置了3塊獨立的動力電池包，如圖4所示。

圖4 銳騏EV底部平臺特征

銳騏6EV皮卡基于日產D23(新一代納瓦拉)平臺進行改型，改型特點為：驅動型式為后置后驅，采用集成式電機驅動橋，結構緊湊，效率高，整備質量小，動力電池包安裝在底盤大梁處，位于前后兩軸的中間位置，給車身帶來了更強的剛性及抗扭性，同時具有了更充足的電量，一體式動力電池包也有利于電池管理，如圖5所示。

圖5 銳騏6 EV底部平臺特征

1.2 江鈴汽車

2019年12月25日，江鈴汽車宣布旗下首款純電動車型江鈴域虎EV正式上市，新車共推出2款車型，如圖6所示，主要產品參數見表3所示。

圖6 江鈴域虎EV

表3 江鈴域虎EV主要產品參數

域虎EV基于域虎7平臺而進行改型，該平臺的特點為：驅動形式為前置后驅，電機布置在前艙，保留了中間傳動軸，傳動軸兩側布置了2塊獨立的動力電池包，如圖7所示。

圖7 域虎EV底部平臺特征概念圖

1.3 長城汽車

2019年9月12日，長城汽車發布了風駿7 EV車型，該車型是長城皮卡產品中的首款電動車型。長城炮EV將于2020年正式上市，是長城第2款純電動皮卡，其主要產品參數見表4所示。

表4 風駿7 EV、長城炮EV主要產品參數

如圖8所示，風駿7 EV和長城炮EV均基于PEi非承載電驅平臺開發，采用一體式動力電池包形式，驅動型式為后置后驅。

圖8 風駿7 EV集成電驅橋結構圖

2 國外純電動多用途貨車平臺開發策略研究

在國外，特別是在北美市場，皮卡長期占據熱銷榜前列。在2019年美國最暢銷車型前20名中，不乏福特F-150、道奇Ram、雪佛蘭Silverado、豐田Tacoma等知名燃油皮卡車型。福特道奇、雪佛蘭、豐田等傳統車企并未研發純電動皮卡車型，而特斯拉則在2019年11月發布了旗下首款純電動皮卡Cybertruck，如圖9所示。

圖9 特斯拉純電動皮卡Cybertruck

該車外觀造型前衛，顛覆傳統設計。車身采用與SpaceX火箭同款的高強度30倍冷軋不銹鋼板，車身尺寸為5 900 mm(長)、2 000 mm(寬)、1 900 mm(高)，是1款全尺寸皮卡。其后貨艙長度為1 980 mm，貨艙容積為2.83 m3，載貨質量高達1.59 t。該車型共有3個版本，分別為單電機、雙電機和三電機車型。續航里程也有所不同，分別為400 km、480 km和800 km。配備三電機的Cybertruck車型從0～96 km的加速時間為2.9 s，牽引力最高達到6.3 t。Cybertruck純電動皮卡在材質和性能上優于其他全尺寸皮卡。該車型的車身型式及驅動形式和傳統皮卡平臺完全不同。作為基于全新平臺而開發的純電動皮卡，特斯拉Cybertruck值得業內人員進行深入研究。

3 純電動多用途貨車平臺開發策略建議

通過對國內外純電動皮卡量產產品的分析，可以看出目前行業的現狀，結合工程實踐中的經驗總結，歸納出幾類開發策略及其優缺點。

3.1 前置前驅平臺開發策略分析

前置前驅電機及減速器布置在前艙，通過驅動半軸而驅動前輪，需要考慮轉向器與減速器動態安全間隙、驅動半軸夾角、減速器機械部件尺寸等要素。受到基礎車型前轉向梯形的限制，設計要求減速器殼體尺寸必須小于某個限值，圖10為某款電機減速器截面尺寸的分析示意圖。

圖10 某款電機減速器殼體截面尺寸分析示意圖

前置前驅布置方式的優點在于基礎車型驅動型式一般都是前置后驅/前置四驅，傳動軸前后貫穿底盤至后橋，取消后驅傳動軸，可以最大限度增大車架中段的電池布置空間，有利于提升續航里程或載貨能力。缺點在于對電機、減速器等核心部件尺寸要求高，在減速比一定的情況下選型較難。

3.2 前置后驅平臺開發策略分析

在前置后驅基礎車型平臺上改型開發純電動皮卡，改動量最小的方式是沿用前置后驅的驅動型式，將驅動電機布置在前艙，如圖11所示。

圖11 前置后驅布置示意圖

采用前置后驅布置方式的優點在于對基礎車型平臺的改動量最小，前后軸負荷分布較合理，后驅爬坡能力強。缺點在于保留了前后貫通的傳動軸，對動力電池布置空間和結構設計的挑戰較大，不利于實現更長的續航里程。

3.3 后置后驅平臺開發策略分析

隨著集成式電機驅動橋技術的發展，后置后驅布置方式得以實現。如圖12和圖13所示，后軸配備整體式電驅橋，動力電池包布置在兩軸中間，與縱梁連接。

圖12 后置后驅布置方式示意圖

圖13 某整體式電驅橋示意圖

后置后驅布置方式的優點在于動力電池包布置空間完整，位于前后兩軸中間位置，給車身帶來了更強的剛性及抗扭性，能獲得更充足的電量，也有利于電池管理且具有較強的爬坡能力。缺點在于后軸集成了驅動橋，簧下質量相比基礎車型增大約100 kg，汽車的平順性和安全性降低，操縱穩定性變差，前后軸負荷分布不均勻。

4 總結

從國內主流皮卡車企推出的純電動車型來看，第1代純電動皮卡開發策略在基礎車型平臺基礎上，少有更改且保留了前置后驅的驅動型式，動力電池布置在中間傳動軸兩側或者通過取消備胎，增加1塊動力電池，續航里程通常在300 km左右。從長城炮EV及鄭州日產銳騏EV6等最新產品來看，第2代純電動皮卡開發策略已經轉向了后置后驅，借助發展中的集成電驅橋技術，取消了中間傳動軸，充分利用車架縱梁中間的空間，布置更大的動力電池包，提升續航能力，續航里程可以達到400 km，后置后驅的開發策略應是今后的主流技術趨勢。

另外，從特斯拉全新皮卡車型中可以看出，該車型的車身型式及驅動型式和傳統皮卡完全不同，通過全新平臺開發純電動皮卡也是1種新的嘗試，能突破傳統燃油皮卡非承載式車身的平臺限制，更好地減輕車身質量，獲得更長的續航里程和更強的載貨能力，仍值得進一步深入研究。