我國首條電氣化公路試驗線在株洲啟動，將開辟未來新能源重載公路貨運的新路徑。本報記者近日專訪聯合研發方三一重卡團隊——

電氣化公路商用示范線預計兩年內落地

3月28日上午，三一集團、中車株洲所、清華大學共同宣布啟動我國首條電氣化公路試驗線時，卡車司機老周正運著一車貨行駛在高速公路上，從江蘇趕往安徽。作為三一重卡的首批客戶，他為三一集團的創新突破喝彩。同時又不免憂慮起來，在結束談話前，他問了一句，“我們會被取代嗎？”

從發布的具體情況來看，老周的擔憂要變成現實還十分遙遠。目前，電氣化公路試驗線的運營，人、車、貨、路、網都是關鍵因素，缺一不可。

據介紹，此次電氣化公路運輸系統試驗線的正式啟動，填補了我國在電氣化公路領域的空白，將開辟未來新能源重載公路貨運的新路徑。

感慨新技術創新的同時，更多的疑問不斷涌現：新能源重卡正迎來爆發期，建設電氣化的必要性在哪？電氣化鐵路系統技術從鐵路移植到公路，是否順暢？電氣化公路試驗線的研制有哪些重點和難點？建設一條試驗線成本有多大，未來商用場景是否廣闊？

帶著這些疑問，記者近日采訪了負責研制試驗線車輛系統的三一重卡團隊。

背景 “雙碳”目標下的另辟蹊徑

電氣化公路試驗線位于株洲，由三一集團、中車株洲所、清華大學等共同研制開發，全線為雙向兩車道，道路寬7米，架設53根組立支柱共計1.8公里接觸網及1處箱式變電站。

“電氣化公路試驗線由地面系統和車輛系統兩大部分構成。我們主要負責整車及關鍵系統的設計研發制造?！苯?，在三一智聯重卡產業園，三一集團副總經理、三一重卡研究院院長朱宏向記者介紹三方的各自分工：中車株洲所負責開發電氣化公路系統，清華大學提供相關核心技術。

比起電氣化公路，電氣化鐵路的認知度更高，歷史也更悠久：國內首條電氣化鐵路寶成鐵路，為發展西南地區經濟建設創造了重要條件。

電氣化公路的誕生，也有著特殊的時代背景。2020年，我國在75屆聯合國大會提出“雙碳”目標以來，作為碳排放“大戶”，公路運輸貨運系統綠色化面臨重大挑戰。

據國際能源署（IEA）統計數據，由于傳統燃油貨運車輛工作時間與運行里程長、年平均工作量大、且耗油量高，盡管只占機動車保有量的3.1%，但其一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物和顆粒物排放分擔率分別達到18%、39.7%、22.7%、53.4%和59.9%。

“傳統公路貨運系統需消耗大量柴油等化石燃料，存在散、亂、低效、高碳排等問題，難以滿足未來公路貨運綠色低碳、智慧高效的發展需求?！痹谥旌甑恼J知中，公路貨運行業面臨嚴峻的減排壓力，亟需在技術裝備、能源替代等方面取得突破。

率先做出改變的就是重卡品牌。2020年以來，解放、東風、三一等重卡品牌紛紛向“新”而行，面向市場新需求推出了新能源重卡，研發速度之快、產品數量之多令人驚訝。

在工信部今年2月發布的第368批新車公示中，全國以純電為驅動的重卡共計申報了39款車型，申報比例達到了50.65%。

三一重卡是起步最早、跑得最快的?！叭皇菑?019年就啟動了電動重卡項目?！敝旌旮嬖V記者，前兩年市場處于接受期，銷量并不高，直到2021年行業才步入重卡電動化元年，之后銷量一路飆升。

2022年，三一重卡全年累計銷售4196臺新能源重卡，同比增長180%，以領先第二名1348臺的優勢蟬聯年度銷冠，穩居中國新能源重卡銷量第一品牌。

事實上，在當前電池技術沒有重大突破的前提下，電動重卡在一些場景中還是存在一定的局限性?！耙话汶妱又乜ɡm航里程為300公里左右，在極冷環境下，續航會縮水?！敝旌旮嬖V記者，當前電動重卡應用場景多以礦山、環衛、港口和城建等短距離、高頻次運輸場景為主，而且重卡的電池包普遍體積大、重量大、成本高，會擠占載運空間，減少可載運的貨物量，降低用戶收益。

那有沒有一個“兩全其美”的技術方案，既實現電動化，也有長續航？有，國內企業另辟蹊徑，瞄準了電氣化公路項目，具體做法就是卡車“脫重向輕”，做減負處理，車上只攜帶少量電池，其他動力靠架設的電線網輸送。

“電氣化公路作為商用車電動化的前沿技術之一，非常契合三一的創新基因?！敝旌暾f。

瓶頸 卡車受電弓是塊“硬骨頭”

整個電氣化公路項目是2022年啟動，從啟動到建成，不到一年時間。對三一重卡來說，這是一個全新的領域，也意味著要學習并攻克諸多技術難題，重點是對現有新能源重卡進行改造。

“整個車輛系統的總體技術架構要構建、高壓架構及原理要學習，重卡絕緣性、三電匹配要考慮，還要尋找合適和穩定的核心零部件受電弓和DC/DC電源?！敝旌暌灰唤榻B要突破的難點，其中僅電線網的電壓就高達1500伏。

在電氣化公路項目車輛系統負責人張文輝看來，受電弓的研制就是一塊“硬骨頭”?！捌鸪?，我們團隊把受電弓的重要性排在第二位，后來發現受電弓其實是最重要的?！?/p>

記者通過三一重卡發布的視頻看到，在電氣化公路上運營的重卡駕駛室上方扎著兩束“長辮子”，頂部更像一塊滑雪板，這就是受電弓，主要是從電網取得電力，驅動卡車行駛。

此前，受電弓一般應用在城軌、高鐵、地鐵和部分公交車上。能不能踐行“拿來主義”，直接安裝在重卡上？“那是不行的?！睆埼妮x搖了搖頭。

公交車上的受電弓長6米，只適用于時速四五十公里，而且不支持動態升降，接觸面小，高鐵上的受電弓雖然可以隨時動態升降，但是成本很高，種種因素都讓之前相對成熟的兩類受電弓“落選”。

張文輝告訴記者，重卡的行駛場景開放性很強，地面無軌道，路形路況復雜，可能還涉及坡道、橋梁、涵道、隧道，上下顛簸大，最核心的是要解決行駛車輛轉向、顛簸、制動等各種情形下受電弓不脫網，穩定受流的問題，即車輛要具備一定的偏線行駛和抗沖擊振動的能力。同時，車輛還必須有優秀的貨物裝載重量和容積，這對受電弓的結構設計帶來了較大的挑戰，因此三一重卡做的是創新性開發。

找準了方向，三一重卡車輛系統研發團隊開始找資源、聯系供應商按照他們的設計圖紙制造受電弓。為了避免卡車運行時滑板勾線，研發團隊設計時還將受電弓的滑板做了特殊處理。

“前后做了好幾次受電弓，安裝到重卡上反復測試，不斷優化?！睆埼妮x介紹，經過半年的試制，目前用于株洲試驗線的受電弓重200公斤，滑板長約2米，未來還將根據試驗的實際情況優化迭代，改善受電弓結構及控制方式，提升受電質量。

前景 新疆有可能成為“第一個吃螃蟹”的省份

從2月底開始駐扎株洲調試車輛，張文輝團隊5人已經忙了一個月，基本沒有一天休息。試驗中，卡車也偶爾出現受電弓升不上去、脫網、勾線的現象。

張文輝并不悲觀?！斑@是國內第一條線，我們就是希望在試驗階段多發現問題，把各種因素都考慮進去，才能不斷改進和優化?！彼H為嚴肅地對記者說，只有試驗中經歷了最惡劣的運行環境、突發的運行事件，技術才能加速迭代。

實際上，這條電氣化公路項目試驗線從設計之初，就是“魔鬼”路線，涵蓋直線、彎道、坡道、凹凸路面、涉水和浸泡試驗區等多種路況。

即使是更早探索電氣化公路的德國西門子，也是多次迭代了受電弓。2012年，西門子首次公布了其創新的“電氣化公路”概念，并陸續在德國、瑞典、法國、英國、美國開展試點項目，在公共道路上演示電氣化公路系統。目前已知落地的最長示范運營線在德國，長度約為10公里。

國內外企業紛紛“嘗鮮”，未來市場是否會對電氣化公路項目買單？國際能源署提出，公路電氣化將會成為未來的發展方向，并預測到2050年，有36％的重型貨運卡車將采用受電弓取電驅動的方案。

中車株洲所綜合能源事業部總經理徐紹龍也對電氣化項目的未來充滿信心。據他介紹，相比傳統公路貨運系統，中車株洲所開發的電氣化公路系統優勢明顯。由于采用軌道交通架空接觸網方式，其使用的DC1500V供電制式，電阻損耗大大降低，相較于DC750V供電制式，損耗可降低75%；采用電網直驅方式，實現持續穩定電能提供，相比使用動力電池的純電重卡，可以有效避免低溫效應，能源利用效率可提升6%以上；考慮線路的復雜多變，運輸車輛采用雙源動力模式，可以直接使用電網電力，自身也裝備綠色動力電池，當路面出現突發情況，車輛可以脫離電網運行，不受線路路徑限制，更加靈活快捷。

此外，整套系統支持風光綠電等多種清潔能源接入，具有經濟高效、實時受流、技術成熟、不受酷暑嚴寒氣候影響等特點?！跋Ｍㄟ^這條示范線的應用，能夠推動我國電氣化公路邁向商業化進程，將電氣化公路系統打造成真正‘智慧’‘零碳’的綠色貨運交通運輸大動脈?！毙旖B龍說。

對于電氣化公路未來的商用計劃，朱宏闡述了自己看法?！拔覀兊哪繕耸?，今年底整個電氣化公路項目可以實現量產?！钡嬲逃寐涞?，預計2年之內可以實現。那時，新疆有可能成為“第一個吃螃蟹”的省份，建設第一條電氣化公路示范線，那時候，線路里程將達到300公里。

三一集團等三個合作單位經過對傳統動力、純電動、混合動力、電氣化公路等各技術路線充分的對比論證，一致認為電氣化公路具有極大的應用價值，目前線路建設費用每公里300萬至500萬元（不含車輛），如在匹配合適運營場景的前提下，6至8年即可收回基礎建設投資，同時車輛5年擁有總成本預計也會低于同性能的純電動車輛。

責編：戴蓉

來源：長沙晚報