我国首条电气化公路试验线在株洲启动，将开辟未来新能源重载公路货运的新路径。本报记者近日专访联合研发方三一重卡团队——

电气化公路商用示范线预计两年内落地

3月28日，国内首条电气化公路试验线在株洲正式启动。长沙晚报通讯员 高越 供图

3月28日上午，三一集团、中车株洲所、清华大学共同宣布启动我国首条电气化公路试验线时，卡车司机老周正运着一车货行驶在高速公路上，从江苏赶往安徽。作为三一重卡的首批客户，他为三一集团的创新突破喝彩。同时又不免忧虑起来，在结束谈话前，他问了一句，“我们会被取代吗？”

从发布的具体情况来看，老周的担忧要变成现实还十分遥远。目前，电气化公路试验线的运营，人、车、货、路、网都是关键因素，缺一不可。

据介绍，此次电气化公路运输系统试验线的正式启动，填补了我国在电气化公路领域的空白，将开辟未来新能源重载公路货运的新路径。

感慨新技术创新的同时，更多的疑问不断涌现：新能源重卡正迎来爆发期，建设电气化的必要性在哪？电气化铁路系统技术从铁路移植到公路，是否顺畅？电气化公路试验线的研制有哪些重点和难点？建设一条试验线成本有多大，未来商用场景是否广阔？

带着这些疑问，记者近日采访了负责研制试验线车辆系统的三一重卡团队。

背景 “双碳”目标下的另辟蹊径

电气化公路试验线位于株洲，由三一集团、中车株洲所、清华大学等共同研制开发，全线为双向两车道，道路宽7米，架设53根组立支柱共计1.8公里接触网及1处箱式变电站。

“电气化公路试验线由地面系统和车辆系统两大部分构成。我们主要负责整车及关键系统的设计研发制造。”近日，在三一智联重卡产业园，三一集团副总经理、三一重卡研究院院长朱宏向记者介绍三方的各自分工：中车株洲所负责开发电气化公路系统，清华大学提供相关核心技术。

比起电气化公路，电气化铁路的认知度更高，历史也更悠久：国内首条电气化铁路宝成铁路，为发展西南地区经济建设创造了重要条件。

电气化公路的诞生，也有着特殊的时代背景。2020年，我国在75届联合国大会提出“双碳”目标以来，作为碳排放“大户”，公路运输货运系统绿色化面临重大挑战。

据国际能源署（IEA）统计数据，由于传统燃油货运车辆工作时间与运行里程长、年平均工作量大、且耗油量高，尽管只占机动车保有量的3.1%，但其一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物排放分担率分别达到18%、39.7%、22.7%、53.4%和59.9%。

“传统公路货运系统需消耗大量柴油等化石燃料，存在散、乱、低效、高碳排等问题，难以满足未来公路货运绿色低碳、智慧高效的发展需求。”在朱宏的认知中，公路货运行业面临严峻的减排压力，亟需在技术装备、能源替代等方面取得突破。

率先做出改变的就是重卡品牌。2020年以来，解放、东风、三一等重卡品牌纷纷向“新”而行，面向市场新需求推出了新能源重卡，研发速度之快、产品数量之多令人惊讶。

在工信部今年2月发布的第368批新车公示中，全国以纯电为驱动的重卡共计申报了39款车型，申报比例达到了50.65%。

三一重卡是起步最早、跑得最快的。“三一是从2019年就启动了电动重卡项目。”朱宏告诉记者，前两年市场处于接受期，销量并不高，直到2021年行业才步入重卡电动化元年，之后销量一路飙升。

2022年，三一重卡全年累计销售4196台新能源重卡，同比增长180%，以领先第二名1348台的优势蝉联年度销冠，稳居中国新能源重卡销量第一品牌。

事实上，在当前电池技术没有重大突破的前提下，电动重卡在一些场景中还是存在一定的局限性。“一般电动重卡续航里程为300公里左右，在极冷环境下，续航会缩水。”朱宏告诉记者，当前电动重卡应用场景多以矿山、环卫、港口和城建等短距离、高频次运输场景为主，而且重卡的电池包普遍体积大、重量大、成本高，会挤占载运空间，减少可载运的货物量，降低用户收益。

那有没有一个“两全其美”的技术方案，既实现电动化，也有长续航？有，国内企业另辟蹊径，瞄准了电气化公路项目，具体做法就是卡车“脱重向轻”，做减负处理，车上只携带少量电池，其他动力靠架设的电线网输送。

“电气化公路作为商用车电动化的前沿技术之一，非常契合三一的创新基因。”朱宏说。

瓶颈 卡车受电弓是块“硬骨头”

整个电气化公路项目是2022年启动，从启动到建成，不到一年时间。对三一重卡来说，这是一个全新的领域，也意味着要学习并攻克诸多技术难题，重点是对现有新能源重卡进行改造。

“整个车辆系统的总体技术架构要构建、高压架构及原理要学习，重卡绝缘性、三电匹配要考虑，还要寻找合适和稳定的核心零部件受电弓和DC/DC电源。”朱宏一一介绍要突破的难点，其中仅电线网的电压就高达1500伏。

在电气化公路项目车辆系统负责人张文辉看来，受电弓的研制就是一块“硬骨头”。“起初，我们团队把受电弓的重要性排在第二位，后来发现受电弓其实是最重要的。”

记者通过三一重卡发布的视频看到，在电气化公路上运营的重卡驾驶室上方扎着两束“长辫子”，顶部更像一块滑雪板，这就是受电弓，主要是从电网取得电力，驱动卡车行驶。

此前，受电弓一般应用在城轨、高铁、地铁和部分公交车上。能不能践行“拿来主义”，直接安装在重卡上？“那是不行的。”张文辉摇了摇头。

公交车上的受电弓长6米，只适用于时速四五十公里，而且不支持动态升降，接触面小，高铁上的受电弓虽然可以随时动态升降，但是成本很高，种种因素都让之前相对成熟的两类受电弓“落选”。

张文辉告诉记者，重卡的行驶场景开放性很强，地面无轨道，路形路况复杂，可能还涉及坡道、桥梁、涵道、隧道，上下颠簸大，最核心的是要解决行驶车辆转向、颠簸、制动等各种情形下受电弓不脱网，稳定受流的问题，即车辆要具备一定的偏线行驶和抗冲击振动的能力。同时，车辆还必须有优秀的货物装载重量和容积，这对受电弓的结构设计带来了较大的挑战，因此三一重卡做的是创新性开发。

找准了方向，三一重卡车辆系统研发团队开始找资源、联系供应商按照他们的设计图纸制造受电弓。为了避免卡车运行时滑板勾线，研发团队设计时还将受电弓的滑板做了特殊处理。

“前后做了好几次受电弓，安装到重卡上反复测试，不断优化。”张文辉介绍，经过半年的试制，目前用于株洲试验线的受电弓重200公斤，滑板长约2米，未来还将根据试验的实际情况优化迭代，改善受电弓结构及控制方式，提升受电质量。

前景 新疆有可能成为“第一个吃螃蟹”的省份

从2月底开始驻扎株洲调试车辆，张文辉团队5人已经忙了一个月，基本没有一天休息。试验中，卡车也偶尔出现受电弓升不上去、脱网、勾线的现象。

张文辉并不悲观。“这是国内第一条线，我们就是希望在试验阶段多发现问题，把各种因素都考虑进去，才能不断改进和优化。”他颇为严肃地对记者说，只有试验中经历了最恶劣的运行环境、突发的运行事件，技术才能加速迭代。

实际上，这条电气化公路项目试验线从设计之初，就是“魔鬼”路线，涵盖直线、弯道、坡道、凹凸路面、涉水和浸泡试验区等多种路况。

即使是更早探索电气化公路的德国西门子，也是多次迭代了受电弓。2012年，西门子首次公布了其创新的“电气化公路”概念，并陆续在德国、瑞典、法国、英国、美国开展试点项目，在公共道路上演示电气化公路系统。目前已知落地的最长示范运营线在德国，长度约为10公里。

国内外企业纷纷“尝鲜”，未来市场是否会对电气化公路项目买单？国际能源署提出，公路电气化将会成为未来的发展方向，并预测到2050年，有36％的重型货运卡车将采用受电弓取电驱动的方案。

中车株洲所综合能源事业部总经理徐绍龙也对电气化项目的未来充满信心。据他介绍，相比传统公路货运系统，中车株洲所开发的电气化公路系统优势明显。由于采用轨道交通架空接触网方式，其使用的DC1500V供电制式，电阻损耗大大降低，相较于DC750V供电制式，损耗可降低75%；采用电网直驱方式，实现持续稳定电能提供，相比使用动力电池的纯电重卡，可以有效避免低温效应，能源利用效率可提升6%以上；考虑线路的复杂多变，运输车辆采用双源动力模式，可以直接使用电网电力，自身也装备绿色动力电池，当路面出现突发情况，车辆可以脱离电网运行，不受线路路径限制，更加灵活快捷。

此外，整套系统支持风光绿电等多种清洁能源接入，具有经济高效、实时受流、技术成熟、不受酷暑严寒气候影响等特点。“希望通过这条示范线的应用，能够推动我国电气化公路迈向商业化进程，将电气化公路系统打造成真正‘智慧’‘零碳’的绿色货运交通运输大动脉。”徐绍龙说。

对于电气化公路未来的商用计划，朱宏阐述了自己看法。“我们的目标是，今年底整个电气化公路项目可以实现量产。”但真正商用落地，预计2年之内可以实现。那时，新疆有可能成为“第一个吃螃蟹”的省份，建设第一条电气化公路示范线，那时候，线路里程将达到300公里。

三一集团等三个合作单位经过对传统动力、纯电动、混合动力、电气化公路等各技术路线充分的对比论证，一致认为电气化公路具有极大的应用价值，目前线路建设费用每公里300万至500万元（不含车辆），如在匹配合适运营场景的前提下，6至8年即可收回基础建设投资，同时车辆5年拥有总成本预计也会低于同性能的纯电动车辆。

责编：戴蓉

来源：长沙晚报