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宋楠:“云轨”运营开启比亚迪跨行业全产业链突破时代


Tags:新车发布    发布时间:2017-09-01 11:56

9月1日,比亚迪“云轨”系统在银川花博会园区落成并进行商业化运营。据悉,在银川运用的“云轨”系统,为一套完整的包括7台“云轨”列车、8套站点、1座养护场站、1座型号控制终端及多套储能电站构成。未来银川花博会园区总长5.67公里“云轨的”系统,将链接银川市去的双向“云轨”系统接驳,行程一套完整的城市轨道交通系统。

2016年10月,在比亚迪深圳基地建成了一套由3座站点构成“云轨”系统,以供驱动技术、信号控制测试进行模拟运营。

2017年9月1日,比亚迪“云轨”系统在银川进行商业化运营。笔者发现银川花博会商业化运营的“云轨”系统,与深圳测试用“云轨”系统的技术状态相比,进行了较大的改进。

1、银川花博园版“云轨”系统的技术特点(进化后):

根据比亚迪深圳坪山基地展出的“云轨”系统模型分析,在一个较低人口密度的城区,5节车厢编组A的型“云轨(红色箭头)”承担较主力运输任务;3节车厢编组的C型“云轨(黄色箭头)”承担小型社区间运输任务。A型与C型“云轨”系统车站甚至可以产生交集,便于乘客快速换乘。

A型“云轨”系统建设周期在1-2年、运能为0.8-4万人/小时(单项)、每公里造价1.5-2.5亿元、最重要的是拥有极少(或近乎为零)的拆迁量。

C型“云轨”系统建设周期为1年,、运能为0.5-1万人/小时(单项)、每公里造价≤1亿元、拆迁量可以被视作近乎于零。

此次银川花博会运营的“云轨”系统归属为C型,在测试期间可以满足1万人/小时的峰值运力。但是花博会“云轨”系统也具备,扩充编组至5节车厢能力和运能。

银川花博会“云轨”系统,全长5.67公里,单轨、循环运营,共有7组列车承担运营。主体车站建设风格与比亚迪深圳基地建设的样板“云轨”发车站相近。

上图为比亚迪坪山基地“云轨”系统的发车站特写。深圳坪山基地的“云轨”标准发车站为双向双轨运营、且具备与高铁站线路接驳的扩展“接口(电力轨道和控制信号)”。银川花博会发车站为单向单轨运营,但是建筑风格和功能布置,都与深圳坪山基地“云轨”系统相差无几。

银川版“云轨”系统,仍然为“跨座式单轨”行驶结构,列车日常以3台编组运行,根据运量可酌情在短时间内(以小时计算)扩编至5组。

“云轨”牵引机车的前部整流罩(红色箭头)可拆除,裸露出的牵引机构可以应急接挂更多车厢。

上图为银川花博会版“云轨”系统牵引机车控制台细节特写。

花博会版“云轨”系统牵引机车的控制面板进行了较大的改进,增设多组细分功能单独控制组件,由3组小型显示屏整合为2组大尺寸多功能显示屏。

红色箭头和黄色箭头:由遮光罩保护2组10.1英寸多功能显示屏(处于待机状态)

白色箭头:关键的功能开关通过透明玻璃罩进行“放错保护”

橘色箭头:行驶方向控制杆(3段挡位设定,向前、N挡、后退)

蓝色箭头:车辆动力输出模式控制杆(4段挡位设定,牵引、N挡、牵引力由弱至强、紧急制动)

上图为比亚迪坪山基地测试用“云轨”系统牵引机车老状态的控制面板特写。

黄色箭头:车辆行驶方向、牵引和制动状态控制杆

红色箭头:3组小尺寸显示屏

很明显,坪山版“云轨”系统牵引机车控制面板控制系统较为简单。

上图为行驶中的“云轨”系统控制员标准工作姿态特写。

“云轨”系统本身可以归属为“无人驾驶”类,整套系统融合大量“智能控制”策略和分系统。“云轨”不设传统意义的驾驶员,只配置辅助行驶的控制员。

通过画面放大获取的花博会版“云轨”系统牵引机车10.1英寸多功能显示屏运行状态细节。更直观的显示了车速、行驶方向、牵引和制动状态、能量回馈程度以及相关行车数据。

无论A型,还是C型“云轨”系统,都采用完全标准的牵引机车和承运车厢。整车宽3.15米,较中国通用标准的地铁系统更宽,每组车厢可搭乘160人连接端为全封闭设定,提升乘坐舒适性,日常运行车速为80公里/小时。

银川花博会版“云轨”系统,配套多组大容量储能电站系统。这也是“云轨”与重庆或其他地区运行单轨系统最大区别之一。

作为“云轨”系统的一部分,轨道专用储能系统,主要用于牵引供电、制动时产生能量回馈并平衡全速行驶对电网产生的波动。

“云轨”系统与比亚迪在售的电动汽车工作原理相近:依靠电力驱动行驶、具备能量回收系统。

不同的是,“云轨”系统使用标准尺寸的专用储能电站,存储制动时回馈的电量。在必要的时候,“云轨”可以使用来自牵引轨道释放的电量和储能电站释放的电量共同驱动。而使用专用储能电站驱动“云轨”前进的续航里程,可根据终端客户需求,“叠加”储能电站(电池型能量回馈系统)数量(电量)进行灵活配置。

银川花博会版“云轨”系统配套了一座可容纳7套A型或C型编组列车的车辆检修场站。返厂或维护的“云轨”列车从主轨道通过一段可变更角度的“匝轨”,接驳至7条检修用轨道。

需要注意的是,包括“匝轨”在内的检修场站内的轨道,全部为不带电状态。场站内“云轨”列车的前进或后退,全部依赖自身配置的动力电池电量驱动。这一设定不仅降低了整套“云轨”系统建设成本,又提升维修养护安全系数。

红色箭头:可变角度的“砸轨”

黄色箭头:驱动“匝轨”转向7组检修轨道的双重齿条

白色箭头:可支持7组A型或C型“云轨”列车的检修轨道

2、比亚迪系“云轨”系统较其他地区运营的“单轨”系统区别:

目前,中国众多城市都有不同类型的轨道类运输载具运营。至2017年,北京地铁建设每公里成本飙升至11亿元人民币。也只有北京、上海、广东、西安等城市,具备大规模扩建的地铁硬实力和高负载运营压力的软需求。由于高额的建设成本和密集的人员转运需求,是3、4、5线城市所不愿意涉及的。

除了地铁外还有不同类型的轻型轨道类运输模式。以重庆系跨座式单轨为例,与比亚迪“云轨”系统有着较为相同的运营模式和基础技术。

有着“山城”之称的重庆,地理条件不允许构建大规模地铁系统。因此,有效利用城市空间的跨座式单轨系统,在继承轨道式运输优势同时,降低了施工难度并平衡了成本投入。

显著的优势,使得重庆市轨道交通系统之2050年前建成18条轨道交通线路,形成“十七线一环”线网布局,构成轨道交通“环+放射”网络结构线网,总里程长度约820千米,其中主城线路约780千米,主城轨道线网密度将达到0.69千米/平方千米,轨道交通占机动化出行比例为45%,占公交出行比例为60%。


包括重庆系跨坐式单轨在内的国内所有轨道类建设和运营全向解决方案,都有不由不同归属的供应商向主承包商负责协同建造。无形中,成本的管控,风险的加剧,以及坚守周期的保证,都成为总建设成本飙升的根本。

然而重庆系跨坐式单轨系统,与比亚迪系“云轨”系统,存在相当的差别也是比亚迪“云轨”的最大优势。

实际上国内主要几家轨道类制造商,就是一个大型总装厂。驱动系统、控制信号、内饰、外观以及配套站点建设等分系统,都要向供应商采购,然后再自行装配。基本上与10年前中国本土品牌汽车厂商,外购发动机、变速器、电控系统、内饰等分系统,然后自行装配相当。当然,现在的中国主流汽车厂商,都已经具备了动力、悬架、车身、内饰灯主要分系统的自行研发、生产和供应能力。

以银川花博会版比亚迪“云轨”系统为例,转向架、高速永磁轮边驱动电机、减震系统、车身牵引机构、信号控制、动力电池及储能电站、轨道梁、轻量化的铝合金车身(内饰)、车站及检修车辆段全部由比亚迪(不同事业部)独立建设并掌握相关的核心技术。

这种核心技术原创研发、全部分系统自行生产并集中整合的模式,使得比亚迪系“云轨”系统在核心技术、研发后期、建设成本等方面,全面优于重庆系单轨式跨坐轨道系统。

3、“云轨”系统整合比亚迪新能源全产业链优势:

1995年,比亚迪掌门人王传福从有色金属研究院辞职后,成立了比亚迪科技有限公司开始生产消费类(手机)镍铬充电电池。

2004年,比亚迪收购西安秦川汽车制造厂后,开始进军中国汽车行业。与此同时,比亚迪继续在电池领域高速发展。随后推出新状态的福莱尔和功勋车型F3。

2006年,比亚迪第1款搭载“磷酸铁锂”动力电池的F3e电动汽车开始路测。

从2010年-2017年,比亚迪先后推出e系列电动汽车和K系列电动大巴;秦、唐、宋、元等插电式混动(电动)车族;J系列和T系列电动商用车。

在过去的7年间比亚迪独立研发的“铁”系列动力电池;不同功率的轴间和轮边驱动电机;不同轻量化级别的铝合金以及碳纤维材质的车身和悬架;不同效能的动力、传动、电池以及政策控制策略;都被应用不同电动、插电式混动车型中。

经历了多次重大改进的“铁”系列动力电池,最终以标配“水冷散热低温预热”功能的模块化电池组件形式,成为“云轨”系统应急动力源及1级储能系统。

基于K系列电动大巴的轮边驱动电机,通过重新适配被用于到J系列电动商用车(卡车)作为轴间驱动电机使用。再进行重新适配,成为“云轨”系统的牵引列车的驱动核心。

全球范围内最安全可靠的K系列电动大巴应用的铝合金车身,与奥迪A8采用相同轻量化策略。在“云轨”系统中,铝合金车身应用的比例较K系列电动大巴更加宽泛。

因为“云轨”系统的特有的轨道梁和控制信号分系统,也由比亚迪轨道研究院及下属事业部核心研发并集成。

至2017年底,数套在建的“云轨”系统,都将标配100%比亚迪制造的分系统。而应用到”云轨“系统近80%的分系统,都由比亚迪成熟的新能源技术、整车及全产业链支撑。这也是比亚迪敢于用50亿元研发成本在短期内研发成“云轨”系统的根本原因。在当下的中国轨道类行业中也是独一无二的。

王传福对笔者表示:

“云轨”也是电动汽车的延伸,又属于轨道类行业,两者有着一定联系。充分的应用到比亚迪在新能源领域的优势,人才、技术、电池优势,转入到轨道类行业,具备先天的优势,起码在研发周期更短。从新能源汽车的研发、积累的经验和产业链为轨道类发展提供依托。

所有的事业部(供应商)聚集在一次,比亚迪才可以以如此速度在5年内制造“云轨”系统,这也是比亚迪最大的优势。比如说轻量化,轨道交通对轻量化的需求更大,远远强于新能源汽车。电动汽车提升续航里程有两种方法,加大电池和降低重量。但是,电池很贵,以至于减重尤为重要。比亚迪“云轨”系统全铝车身自重为14吨/节车厢,这在行业内也是领先的。加上永磁轮边电机应用,这都是电动汽车产业链带来的技术优势,在“云轨”系统上的应用案例。对比亚迪而言,技术成熟、成本低廉、大规模量产的高速永磁轮边驱动电机,对其他车厂而言算是最新科技技术。使其应用在汽车行业也具有相当竞争力,放入轨道类行业中,更是一种科技创新。

轨道交通行业很安逸,更不具备创新技术的快速发展的环境。将新能源汽车技术和竞争态势,引入并整合到轨道行业中,“云轨”系统的核心优势就凸显出来了。比亚迪“云轨”系统进入轨道行业自由竞争,也促进了整个行业良性发展。

笔者有话说:

作为汽车类新能源行业的最早引领者,比亚迪从2005年开始新能源技术车用化,早于2014年国家确定新能源全产业链发展政策9年。在此期间,比亚迪已经完成了”铁“系列动力电池的技术研发、应用、改进和储备,并以”铁“系列电池技术和产业链进行扩展,逐步应用到不同级别新能源车辆的商业化销售层面。

2017年7月,代表比亚迪新能源技术车用化典范的“宋DM”共售出5069台,上市3个月累计销量达到11907台。

截止成稿时,比亚迪K系列电动大巴刚刚获得深圳1200台电动公交招标合同。

至2018年,中国新能源市场将实行“双积分制”。这使得众多车厂,都在忙于应对“双积分制”带来的机遇和惩罚。

同样是2018年,比亚迪将在国内建设多宗“云轨”系统,在国外以“云轨”、K系列电动大巴、T系列电动物流车和e系列电动出租车打包开拓更多市场。

笔者注意到,每当政策落地,众多竞争对手蜂拥而至时,比亚迪在保证已占据的市场优势时,又向另一市场突进。2013年比亚迪e6和K9就在深圳市场发力;2015年比亚迪J系列和T系列电动环卫车进入北京和杭州市场;2017年比亚迪“云轨”系统首次银川花博会商业化运营。

而真正可怕的是,无论在哪个领域的“先入为王”的市场策略,使比亚迪不仅获得口碑、市场和利润,更丰富了洞察市场先机的能力。

“云轨”系统银川首次商业化运营,开启比亚迪跨行业全产业链突破时代。不得不承认,依托新能源产业链进行横向、纵向跨行业发展,已经为比亚迪熟练应用。下一步比亚迪将向哪个领域跨越,笔者将拭目以待。





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