2025年2月12日卡車技術(shù)前線消息，挪威Brudeli公司（Brudeli Green Mobility）開發(fā)并測試了Brudeli Powerhybrid?，這是一種插電式P2.5/3混合動力系統(tǒng)技術(shù)，有望加速難以緩解的行業(yè)的電動化。

技術(shù)方法和配置優(yōu)勢

Brudeli Powerhybrid TM采用P2.5/3配置，這是一種專為重型卡車設(shè)計(jì)的復(fù)雜插電式混合動力系統(tǒng)。這種配置將兩個電動機(jī)集成到變速箱中。

圖1:Brudeli Powerhybrid?專利概念的示意圖    

ICE——內(nèi)燃機(jī)，AMT–變速器，C–離合器，X–輸入固定齒輪（Input fixed gear），

Y–輸出固定齒輪，EM1/EM2——電動機(jī)。

與更常見的P2配置相比，P2.5/3設(shè)計(jì)具有幾個關(guān)鍵優(yōu)勢。其通過雙電機(jī)設(shè)置的靈活電源管理允許并聯(lián)和串聯(lián)混合動力模式，在各種駕駛條件下優(yōu)化效率。

在串聯(lián)模式下，效率得到了提高，因?yàn)橐粋€電機(jī)可以發(fā)電，而另一個電機(jī)驅(qū)動車輪，特別是在低速或走走停停的交通中提高了性能。通過與變速器集成實(shí)現(xiàn)的增強(qiáng)動力換檔能力，可以在不中斷動力的情況下實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)的換檔，提高加速和減速過程中的駕駛舒適性和能量管理。

新原理使完全電動駕駛車輛成為可能。兩個電動機(jī)受到控制，將充當(dāng)機(jī)械變速箱。這是通過將電動機(jī)1（EM1）永久連接到輸入變速箱軸（AMT變速器）來實(shí)現(xiàn)的，而電動機(jī)2（EM2）交替連接到E1，或者在換檔過程中連接到輸出變速箱軸。 

通過雙電機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了更高的電力潛力，與單個P2電機(jī)相比，它可以提供更多的電力和更高的功率密度，從而提高純電動模式下的性能。該系統(tǒng)具有無縫的AMT集成功能，因?yàn)榧傻阶兯倨髦惺蛊淠軌蚺cAMT最佳地配合使用，以實(shí)現(xiàn)精確的換檔和動力輸送。通過位于兩個傳動系點(diǎn)的電動電機(jī)實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的再生制動，從而在制動過程中實(shí)現(xiàn)了更高效的能量回收。    

動力系/底盤中的Brudeli Powerhybrid

Brudeli Powerhybrid TM的主要技術(shù)特征包括：

雙電機(jī)設(shè)計(jì)（2臺電機(jī)，總功率429 kW，800V）

先進(jìn)的動力換檔功能，實(shí)現(xiàn)無縫換檔

輔助系統(tǒng)的集成式電動取力器

動力輸出也可以由內(nèi)燃機(jī)機(jī)械驅(qū)動

與現(xiàn)有柴油、燃?xì)夂蜌錃鈧鲃酉到y(tǒng)的兼容性

實(shí)時路線優(yōu)化和能源管理          

方法和開發(fā)

Brudeli的開發(fā)方法側(cè)重于最大限度地提高能源效率和靈活性，同時最大限度地降低成本。該公司進(jìn)行了仿真，并正在進(jìn)行真實(shí)世界的測試，以針對各種駕駛場景優(yōu)化系統(tǒng)。    

盡管在系統(tǒng)層面上是新穎的，但每個功能元素都可以被視為成熟的技術(shù)，從而優(yōu)化了上市時間。此外，模塊化和可擴(kuò)展的架構(gòu)——外部電動機(jī)是一個關(guān)鍵要素——使每個用例的系統(tǒng)成本和性能能夠擴(kuò)展。

Brudeli的一個創(chuàng)新目標(biāo)領(lǐng)域是實(shí)時路線優(yōu)化，考慮了地理、地形、交通狀況和可用充電基礎(chǔ)設(shè)施等因素。在駕駛計(jì)劃中，不斷優(yōu)化駕駛模式和換檔，以最大限度地提高效率。顯然，能源效率和排放量可以與成本和時間進(jìn)行交易。

開發(fā)過程還優(yōu)先考慮遵守即將出臺的法規(guī)。Brudeli PowerhybridTM系統(tǒng)旨在滿足歐盟2024年及以后的VECTO標(biāo)準(zhǔn)，以及美國環(huán)保署第3階段和加利福尼亞州的高級清潔車隊(duì)（ACF）法規(guī)。此外，靈活的配置是滿足未來更嚴(yán)格法規(guī)的最佳選擇。         

成果與創(chuàng)新

Brudeli Powerhybrid?展示了優(yōu)于傳統(tǒng)動力系統(tǒng)和競爭性電氣化技術(shù)的幾個顯著優(yōu)勢：

高達(dá)80%的電動駕駛能力，按比例減少柴油消耗和排放

與傳統(tǒng)柴油和純電動卡車相比，長途路線的TCO總擁有成本更低

操作靈活，使卡車能夠完成所有路線，不受里程限制

與純電動卡車相比，電池需求更?。?00-400kWh），降低了前期成本

電動駕駛和領(lǐng)先的成本，無需更高功率的充電基礎(chǔ)設(shè)施

卓越的二氧化碳減排成本效益，在標(biāo)準(zhǔn)駕駛循環(huán)中與電池電動技術(shù)性能相當(dāng)。 

Brudeli的分析表明，對于每天480公里的典型長途路線，Powerhybrid?系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了644歐元/噸二氧化碳的碳減排成本，與電池電動的602歐元/噸相當(dāng)，明顯優(yōu)于氫燃料電池（1514歐元/噸）或標(biāo)準(zhǔn)混合動力車（3007歐元/頓）等其他替代品。如果包括對充電基礎(chǔ)設(shè)施、車輛可用性和有效載荷等成本因素的補(bǔ)償，這將使此類分析進(jìn)一步偏向Powerhybrid?。    

圖3: 2024年IAA Transportation上展示的Brudeli Powerhybrid?MK1展覽模型

市場影響和未來前景

Brudeli Powerhybrid?解決了重型卡車電動化方面的一個關(guān)鍵差距。盡管電池電動汽車正在短途和城市應(yīng)用中取得進(jìn)展，但由于續(xù)航里程和基礎(chǔ)設(shè)施的限制，長途和重型領(lǐng)域仍然難以實(shí)現(xiàn)電動化。全球重型和中型卡車的潛在市場總量為430萬輛。

Brudeli預(yù)計(jì)，到2050年，幾乎所有的柴油和替代燃料卡車，包括氫動力汽車，都將采用插電式混合動力技術(shù)。這一轉(zhuǎn)變是由經(jīng)濟(jì)因素和監(jiān)管壓力共同推動的，歐盟的新目標(biāo)要求到2030年將重型汽車排放量減少45%，到2040年減少90%。

Brudeli PowerhybridTM系統(tǒng)的靈活性和與各種燃料類型的兼容性使其成為“面向未來”的解決方案。隨著充電基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)大和綠色電力的普及，混合動力卡車可以逐步提高其電動駕駛比例，進(jìn)一步改善其環(huán)保性能。

結(jié)論    

重型卡車運(yùn)輸行業(yè)在減少排放和滿足日益嚴(yán)格的法規(guī)方面面臨著重大挑戰(zhàn)。由于中型和重型卡車約占全球碳排放量的5%，因此迫切需要純電動汽車以外的創(chuàng)新解決方案。

Brudeli Powerhybrid TM采用先進(jìn)的P2.5/3配置，是重型卡車電動化的一項(xiàng)重大創(chuàng)新。

通過提供一種靈活、高效、經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，可以在現(xiàn)有的車隊(duì)和路線上實(shí)施，它有可能加速一個已被證明難以脫碳的行業(yè)的減排。

該系統(tǒng)復(fù)雜的電源管理、提高的效率以及與各種傳動系統(tǒng)的兼容性使其成為制造商和車隊(duì)運(yùn)營商的一個引人注目的選擇，他們希望在保持運(yùn)營靈活性的同時滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)。

隨著運(yùn)輸業(yè)繼續(xù)向可持續(xù)發(fā)展過渡，Brudeli Powerhybrid?等技術(shù)將在傳統(tǒng)動力總成和全電動解決方案之間的差距中發(fā)揮關(guān)鍵作用，為重型卡車運(yùn)輸更可持續(xù)的未來鋪平道路。