2024漢諾威車展——半掛車電動(dòng)化技術(shù)概述及前景展望

摘要：半掛車電動(dòng)化表明半掛車企業(yè)正在向低碳環(huán)保轉(zhuǎn)型的趨勢，目前正成為國內(nèi)外行業(yè)的焦點(diǎn)。2024年漢諾威車展上各家半掛車公司均展示了相應(yīng)的產(chǎn)品，據(jù)此針對(duì)車展上電動(dòng)化半掛車相關(guān)情況進(jìn)行分析，深入探討半掛車電動(dòng)化的發(fā)展前景及走勢。

關(guān)鍵詞：漢諾威車展；半掛車電動(dòng)化；技術(shù)概述；前景展望

中圖分類號(hào)：U469.5"收稿日期：2024-12-03

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.01.001

1背景

隨著全球?qū)Φ吞辑h(huán)保的要求越來越高，汽車作為交通運(yùn)輸行業(yè)的重要組成部分，其低碳化的發(fā)展進(jìn)程將助力推動(dòng)全球環(huán)保政策的落地效果。半掛車電動(dòng)化作為一種交通低碳化的趨勢，正以排放低、動(dòng)力性強(qiáng)和更智能的優(yōu)勢，逐漸受到人們的重視。

漢諾威國際商用車及配件展（IAA，簡稱漢諾威車展）自1897年開始至今，每兩年一屆，是全球最大的商用車展之一。作為商用車行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，因其國際性、權(quán)威性和前瞻性，吸引了全世界商用車企業(yè)的目光，更引領(lǐng)了行業(yè)的發(fā)展。在2024年的漢諾威車展上，不少半掛車企業(yè)不僅展示了半掛車電動(dòng)化相關(guān)技術(shù)，還展出了電動(dòng)化半掛車產(chǎn)品，表明了半掛車電動(dòng)化技術(shù)已發(fā)展一定程度。

2國外半掛車電動(dòng)化的基本技術(shù)路線

電動(dòng)化半掛車在傳統(tǒng)半掛車的基礎(chǔ)上引入了能量回收系統(tǒng)，能夠顯著減少燃油消耗和尾氣排放。除此之外，半掛車在引入電池電機(jī)等電力系統(tǒng)后，對(duì)其他電控功能的可擴(kuò)展性大幅度提高，半掛車也將變得更為智能。

能量回收系統(tǒng)一般由動(dòng)力電池、電驅(qū)橋及控制模塊等組成。在電動(dòng)化半掛車列車松開油門或剎車后，電驅(qū)橋依據(jù)回收邏輯執(zhí)行能量回收功能，產(chǎn)生輔助制動(dòng)效果，電驅(qū)橋回收的電量經(jīng)由控制模塊回收到半掛車的動(dòng)力電池中。尤其在長下坡工況下，能量回收系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)性能有明顯提升，對(duì)節(jié)油效果也有明顯改善。

現(xiàn)今，半掛車通過安裝電驅(qū)橋等相關(guān)部件正逐步向電動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變，在此過程中主要出現(xiàn)了兩種不同的技術(shù)路線。

a.基于電驅(qū)橋進(jìn)行能量回收并提供輔助動(dòng)力方式。

這種方式是基于電驅(qū)橋進(jìn)行能量回收，電池中存儲(chǔ)的能量可以通過電驅(qū)橋給半掛車提供輔助動(dòng)力，讓半掛車和牽引車一起行駛；在列車起步和加速的工作情況下，電動(dòng)化半掛車動(dòng)力電池具有提供輔助動(dòng)力的作用，電驅(qū)橋在接收到控制模塊的指令后，完成相應(yīng)的動(dòng)作，帶動(dòng)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，配合牽引車提升列車的動(dòng)力性。

b.基于電驅(qū)橋僅進(jìn)行能量回收用于半掛車上專用裝置的方式。

傳統(tǒng)半掛車上的專用裝置通常依賴于燃油來提供所需的能量。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒燃油提供動(dòng)力，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)車上的專用裝置，如冷藏設(shè)備等。現(xiàn)今，越來越多的車輛開始轉(zhuǎn)向使用動(dòng)力電池和電驅(qū)系統(tǒng)來為專用裝置提供能源。動(dòng)力電池可通過外接電源補(bǔ)能，也可以基于電驅(qū)橋能量回收的功能，將行駛中回收能量用于專用裝置的運(yùn)行，提高動(dòng)力電池的續(xù)航能力，這是半掛車電動(dòng)化的另一種方式。此情況大多出現(xiàn)在冷藏半掛車及其他作業(yè)類半掛車上。

32024漢諾威電動(dòng)化半掛車展車情況概述

3.1電驅(qū)橋能量回收及提供輔助動(dòng)力方式

3.1.1ZFFriedrichshafenAG（采埃孚）

采埃孚公司在會(huì)展上展示了以新品牌名稱“TrailTrax”命名的一款電動(dòng)概念半掛車（圖1）。該概念車集成了采埃孚自研的210kW的AxTrax2電驅(qū)橋、半掛車EBS和電池系統(tǒng)。電驅(qū)橋可以為車輛行駛時(shí)提供輔助的動(dòng)力和能量回收，通過將AxTrax2電驅(qū)橋和相關(guān)系統(tǒng)組合集成到半掛車的行駛機(jī)構(gòu)中，使?fàn)恳?半掛車組合成為混合動(dòng)力列車，延長列車的行駛里程。該半掛車和燃油車搭配通過回收利用能量可減少16%的二氧化碳排放量，通過充電補(bǔ)能可減少高達(dá)40%的二氧化碳排放量[1]。另外，其他廠家也可以選擇性地將所需系統(tǒng)集成到自身的半掛車上，如Krone（克勞耐）和K?ssbohrer（凱斯鮑爾）。

3.1.2Krone（克勞耐）

克勞耐公司和采埃孚公司合作，在車展上展示了配備采埃孚解決方案的電動(dòng)華半掛車KRONEeCOOLLINER[2]（圖2）。這個(gè)車型使柴油牽引車牽引的半掛車既能夠?qū)崿F(xiàn)混合動(dòng)力，又?jǐn)U展了電動(dòng)化的范圍。KRONEeCOOLLINER這一車型集成了采埃孚的系統(tǒng)方案，給列車提供了更好的動(dòng)力支持，在超車和進(jìn)入高速情況下可以更安全地完成動(dòng)作，受益于此，在啟動(dòng)和上坡時(shí)的性能也更加優(yōu)秀。此外，該掛車還搭配了eCELSINEO模塊化制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)全電動(dòng)化運(yùn)行，采用800V的高壓電池對(duì)其供電。官方宣稱此車型配備的能量回收系統(tǒng)，能回收高達(dá)60%的制動(dòng)能量，從而減少制動(dòng)磨損和顆粒物排放。回收的電能不僅能給電驅(qū)橋總成供電，還可以為制冷裝置供電。另外，克勞耐還有一款電動(dòng)化半掛車eMEGALINER，與上款型號(hào)主要區(qū)別是不具備制冷裝置。

3.1.3TrailerDynamics（掛車動(dòng)力學(xué)）

TrailerDynamics（掛車動(dòng)力學(xué)）公司成立于2018年，致力于電動(dòng)化半掛車的技術(shù)開發(fā)。在本次車展上展出了eCoolTrailer型號(hào)的電動(dòng)化半掛車，其電機(jī)持續(xù)功率為360kW，峰值功率能達(dá)到580kW，電驅(qū)橋可以進(jìn)行能量回收并能對(duì)列車提供輔助動(dòng)力。另外電池有三種選擇版本，分別為187kW·h、367kW·h和551kW·h，可以使用高達(dá)350kW的功率進(jìn)行充電。作為一家深耕電動(dòng)化半掛車的企業(yè)，旗下還有eDryTrailer、eProfiTrailer、eMegaTrailer和eContainerTrailer等車型[3]，半掛車電動(dòng)化技術(shù)方面比起老牌掛車廠商毫不遜色。

與傳統(tǒng)的電驅(qū)橋結(jié)構(gòu)不同，它采用了分布式電驅(qū)橋，一個(gè)車軸上安裝了兩個(gè)帶電子差速器的電機(jī)，分別獨(dú)立控制兩側(cè)車輪，這樣可以極大地減小轉(zhuǎn)彎半徑，簡化車輛結(jié)構(gòu)。半掛車主銷處安裝有多個(gè)傳感器，能實(shí)時(shí)監(jiān)測牽引車和半掛車之間的受力情況，并反饋給車輛控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引車和半掛車的控制匹配。另外，根據(jù)配備的預(yù)測性傳動(dòng)系統(tǒng)控制PDC，能夠?qū)崿F(xiàn)智能管理行駛路線中的電能資源，結(jié)合云端數(shù)據(jù)可進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。

為了滿足歐洲對(duì)電動(dòng)化半掛車和電動(dòng)卡車的潛在需求和降低成本效益，TrailerDynamics（TD）、DBSchenker和ContemporaryAmperexTechnology（寧德時(shí)代）正在聯(lián)合啟動(dòng)一個(gè)關(guān)于電池更換技術(shù)的項(xiàng)目，計(jì)劃提高運(yùn)輸中電池的使用效率，提升電動(dòng)汽車的續(xù)航里程和運(yùn)行時(shí)間。TD為電動(dòng)傳動(dòng)提供方案，DBSchenker具有物流管理等方面的經(jīng)驗(yàn)，寧德時(shí)代提供電池方面的知識(shí)。

作為全球首創(chuàng)，TrailerDynamics和KRONE在展會(huì)上推出了一款采用電池更換技術(shù)的電動(dòng)化半掛車（圖3），這種用于重型商用車的傳統(tǒng)充電基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)新且前景廣闊的替代方案正在進(jìn)一步優(yōu)化和推進(jìn)。

3.2電驅(qū)橋能量回收用于專用裝置方式

3.2.1SchmitzCargobull（施密茨）

傳統(tǒng)的冷藏半掛車不僅運(yùn)行時(shí)噪音大，而且還是道路運(yùn)輸排放的重要部分。對(duì)此，歐洲著名的掛車生產(chǎn)商SchmitzCargobull（施密茨公司）展出了S.KOeCITY型冷藏半掛車（圖4）。這是一款專為在城市物流中靈活使用而設(shè)計(jì)的全電動(dòng)化冷藏半掛車，配備了全電動(dòng)制冷裝置、電池系統(tǒng)和電驅(qū)橋，運(yùn)行安靜可靠。電力制冷機(jī)組型號(hào)為S.CUep85，制冷量高達(dá)15800W，制熱量為10500W，制冷能力絲毫不遜于柴油機(jī)制冷機(jī)組。電池容量為32kW時(shí)，不充電情況下可保證4.5～18h的運(yùn)行。當(dāng)電驅(qū)橋在一定速度時(shí)以及制動(dòng)過程中可將回收能量轉(zhuǎn)化成電能給制冷機(jī)組供電，從而延長制冷機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間。另外，公司旗下還有一款S.KOeCOOL型的電動(dòng)化冷藏半掛車。

3.2.2ThermoKing（冷王）

TraneTechnologies（特靈科技公司）旗下品牌“冷王”在2024年的展會(huì)上展出了電動(dòng)化冷藏半掛車相關(guān)產(chǎn)品，包括Advancer-eSpectrum多溫區(qū)電動(dòng)制冷機(jī)組、E-COOLPAC電池模塊和AxlePower能量回收系統(tǒng)等解決方案。制冷機(jī)組可以由AxlePower回收系統(tǒng)、E-COOLPAC電池組及卡車電動(dòng)取力器ePTO等提供能量。半掛車廠商可以根據(jù)需要選擇模塊對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)。

3.2.3K?gel（考格爾）

考格爾公司展出了配備AxlePower系統(tǒng)的CoolLiteshell型電動(dòng)化冷藏半掛車。這項(xiàng)技術(shù)將行駛和制動(dòng)過程中回收的能量存儲(chǔ)在電池中并為冷卻裝置供電。除了節(jié)省燃料和二氧化碳排放，該半掛車的運(yùn)行比較安靜，這提高了駕駛員的舒適度。

4國內(nèi)半掛車電動(dòng)化發(fā)展趨勢及展望

國內(nèi)半掛車電動(dòng)化的發(fā)展相比于國外稍顯落后，仍處于起步階段，需要擴(kuò)大市場規(guī)模、推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。目前國內(nèi)以中集車輛和山東鑼響為代表的生產(chǎn)企業(yè)，處于對(duì)電動(dòng)化半掛車研究開發(fā)并逐步進(jìn)行驗(yàn)證的階段中。我國半掛車的行業(yè)規(guī)模已超300億元人民幣，顯示出巨大的發(fā)展空間。在向雙碳戰(zhàn)略推進(jìn)的過程中，半掛車電動(dòng)化可以助力建設(shè)綠碳交通運(yùn)輸體系，值得企業(yè)去深入挖掘。

半掛車電動(dòng)化兩種不同技術(shù)路線的主要區(qū)別是半掛車是否帶有輔助動(dòng)力，相似之處是采用能量回收系統(tǒng)回收車輛動(dòng)能，提升能源的利用效率。電動(dòng)化半掛車可以和柴油牽引車搭配實(shí)現(xiàn)列車的混動(dòng)方案，用較低的成本實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，有利于市場推廣，也可以和電動(dòng)牽引車搭配組成純電列車使用，也能起到良好的節(jié)能效果，提升列車的續(xù)航里程。

另外，未來電動(dòng)化半掛車和電動(dòng)牽引車的深度融合可能是向低碳轉(zhuǎn)型的重要措施之一，電動(dòng)化半掛車和電動(dòng)牽引車可以相互促進(jìn)，推動(dòng)汽車行業(yè)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。同時(shí)隨著汽車智能化的發(fā)展，電動(dòng)化半掛車和牽引車搭配可以實(shí)現(xiàn)智能化作業(yè)。

預(yù)計(jì)隨著電池技術(shù)的不斷進(jìn)步和主車與掛車的電控系統(tǒng)的不斷成熟，電動(dòng)化半掛車將會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景，有望在未來交通運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]Krone.InnovativerAntriebimeTrailer[EB/OL].（2022-09-12）[2024-12-03].https：//www.krone-trailer.com/produkte/elektrifizierte-trailer.

[3]TrailerDynamics.DereTrailerdefinierteinenneuenWegdasgesamteSattelzug-Trailer-Systemeffizientundnachhaltiganzutreiben[EB/OL].（2021-10-19）[2024-12-03].https：//www.trailerdynamics.de/.

作者簡介：

劉成，男，1989年生，工程師，研究方向?yàn)閷Ｓ闷嚒?/p>