一辆8级牵引车的储氢罐布局示例。（佛吉亚）

由于充电基础设施建设水平依然参差不齐，加上企业减排目标不断逼近，导致商用车领域对低碳燃料的兴趣与日俱增。

由于柴油发动机在全球交通运输业的减排浪潮中成为了众矢之的，因此商用车领域正在加快开发全新的推进技术，既为了减少其自身的排放，同时又可以帮助OEM和发动机制造商实现减碳目标。大多数行业参与者都认为纯电动将成为最终解决方案，但就目前而言，许多商用车苛刻的循环工况和不成熟的充电基础设施都表明，纯电动系统并不适合许多类型的中重型汽车。

新兴低碳燃料，尤其是氢能，将成为电池技术和充电设施成熟之前的解决方案——这是在2024年1月SAE International于华盛顿特区举办的年度政府行业会议上，参与“中型与重型汽车技术”专题讨论的嘉宾所得出的结论。但即便是“清洁”燃料和氢能的推广之路也并不平坦，一个主要原因同样是燃料供应和加注网络的不成熟。

John Pendray，康明斯技术发展高级技术顾问。（SAE/Bill Visnic）

OEM和供应商需要的是“无论基础设施处于什么水平，都能让客户取得成功的动力技术，”康明斯技术发展高级技术顾问John Pendray表示。他说商用车领域不希望等待十年后才能成熟起来的电动车，“任何可行的低碳燃料”都是可以考虑的解决方案。

康明斯B6.7发动机的设计宗旨是 "fuel-agnostic（燃料不限定）"，其中也包括氢气。（康明斯）

多位嘉宾表示，低碳燃料和氢能可以利用现有的内燃机——氢能可以提供中重型卡车所需的循环工况，因此可以成为柴油和汽油的理想替代燃料，这同时也意味着可以使用现有的大量加油基础设施。此外，氢能既可以用于改造后的内燃机，也可以用于燃料电池卡车。“氢能的发展是必然趋势，”博世动力总成事业部系统工程主管Mohammad Fatouraie表示。“氢能一定会成为现实，但目前尚不具备竞争力，问题在于难以保障车队的燃料供应。”

全面综合的氢能解决方案

“我们需要以另一种方式思考我们的设计范式，” Fatouraie补充道。他表示博世正在用一辆满载的中型皮卡开展汽车能源管理案例研究，其目标是实现与传统内燃机相同的续航里程和性能，但排放为零。

Mohammad Fatouraie，博世动力总成事业部系统工程主管。 (SAE/Bill Visnic)

该研究旨在形成一个综合全面的工程方法，而非仅关注个别系统的优化。该研究囊括了动力总成、热管理系统、“powernet”（连接ADAS的系统）以及车载娱乐系统，将这些融合起来的系统便被称为汽车能源管理系统（VEM）。Fatouraie表示该方法让博世更好地理解打造“无妥协”的零排放汽车所面临的真正挑战。以燃料电池汽车为例，高负荷下的散热能力“是一个关键因素。”FEV Consulting经理Agarshna Murari Muthukannapiran表示，其公司也开发了一个动力总成建模工具，可帮助客户根据一系列标准，快速确定最适合某种应用的动力总成。

该选择工具可根据循环工况、负荷和其他变量（包括总拥有成本目标）等数据，从6个运营地区和7个动力总成选项中向客户推荐最适合的动力技术。FEV的工具表明，对于纯电动方案，约80%的4-8级商用汽车的电池组能耗需要达到每英里2 kWh，其容量需要达到60kWh~1MWh。为了达到与传统动力总成相当的性能，传统内燃机搭配压缩天然气（CNG）或含CNG的混合燃料是可以“最快实现的”方案。Muthukannapiran表示，目前纯电动车在某些应用中具有很强的商业优势，尤其在加氢基础设施建设落后的场合。根据公司的建模工具，如果氢价格每公斤10美元或以上，那么纯电动方案的总成本更佳。他还表示，对于混凝土搅拌车这样的高负荷车辆，纯电动车就不是一个很好的选择。

内燃机并未出局

讨论嘉宾基本都同意，对于几乎所有类型和级别的商用汽车而言，内燃机还将经历一段漫长的转型期。而且和乘用车一样，混合动力也是商用车领域的讨论焦点。“混合动力最大的好处之一是可以将内燃机的优势发挥到最大，”康明斯的Pendray表示。他认为内燃机“将继续存在到本世纪中叶，”但市场份额将有所下降。博世的Fatouraie表示，将内燃机和纯电动系统相结合可以实现增程式布局——Stellantis正在为其轻型皮卡Ram开发此类动力总成。该系统可能成为转型过程中的一个可行的解决方案。增程式可以缓解用户永远无法消除的“寻找充电站”的压力。

例如，辅助加热器可以更有效地为电动公交车提供车厢热量，从而保护车载电池组的宝贵能源。（Dometic）

Dometic产品经理David Mountford介绍了动力总成转型过程中的一种可行方案，即该公司专为电动车和其他电气化车辆开发的可调节循环/输出辅助加热器。一个常见的应用是电动公交车，用辅助加热器为车厢供热比用宝贵的电池能源更高效。Mountford说，直接用电池为座舱供暖对驾驶里程会造成严重的负面影响，因为每输出1 kW就等于减少约1公里（0.6英里）的里程。Mountford表示应当考虑低碳燃料和其他混合动力方案，而非仅仅关注电动车，鼓励多种减碳技术百花齐放比“等待完美技术”的诞生更有意义。

来源：SAE International