李立國：《重卡換電互通互換干線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)趨勢 》

 

以下為演講實(shí)錄：

 

中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進(jìn)聯(lián)盟 秘書長 李立國 發(fā)表了《重卡換電互通互換干線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)趨勢》的主題演講，他表示：  

 

    在重卡運(yùn)營場景里面，可以看到綠色的部分就是現(xiàn)在換電重卡包括充電重卡主要競爭的市場，即短途封閉場景為主。在整個重卡運(yùn)營量的占比當(dāng)中，大概只有17%。我們看到充電占比很高的現(xiàn)象是因?yàn)樵谶@個區(qū)域有大量的相對低頻，有時間充電的情況，所以充電重卡，特別是大量的充電重卡還是能滿足需求的。

    另外，這種場景下，還有很多超重對場景不是很敏感，所以大電量對于虧噸的影響也能夠容忍，所以有比較大的比例。但是重卡的主要比例還是在200多公里到1000公里的主要干線，在干線上對換電和補(bǔ)能時間的容忍度比短途情況更加嚴(yán)格。所以我們分析，未來在干線的運(yùn)輸場景下，可能換電會占據(jù)更大比例，同時也是整個重卡電動化必須要攻堅(jiān)解決的核心場景。

    我們感覺2024年應(yīng)該是干線建設(shè)的元年，啟源2023年已經(jīng)建了很多中短途干線了。為什么說它是元年？首先，干線的建設(shè)是需要統(tǒng)一接口的標(biāo)準(zhǔn)的支撐。劉桂彬走也提到，今年底發(fā)布了汽車行業(yè)互換性標(biāo)準(zhǔn)，這是第一個最高級別的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能夠?yàn)槲覀兘ㄔO(shè)互換性方案提供一個支撐。第二，政策引導(dǎo)上，2021年是換電試點(diǎn)城市，有大概三個城市是重卡特色類的換電試點(diǎn)城市。今年7月份發(fā)的政策就開始強(qiáng)調(diào)交通干線加速換電基礎(chǔ)設(shè)施，這也能夠看到我們政府對整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)奏的把握和導(dǎo)向，也就是說從今年開始倡導(dǎo)干線。我也了解到，一些部委也在推，可能進(jìn)行一些干線示范建設(shè)項(xiàng)目。

    從用戶體驗(yàn)和本質(zhì)來講，干線由于車輛的日行駛里程更長，所以它消耗的燃油更多，油電差使得它改成電動之后的經(jīng)濟(jì)性更好，如果計(jì)算到平均多公里成本的話，它也會隨著日行駛里程快速下降。我們現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)不凸顯的很重要原因，大部分都是在200公里以下的城市渣土、混凝土攪拌車，還有一些短途的倒短，大部分時間被排隊(duì)占據(jù)，而不是被運(yùn)輸占據(jù)，使得它的日行駛里程比較差。到了200公里以上，我們會發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性快速改善，再加上它全年運(yùn)輸里程比較長，所以整體的經(jīng)濟(jì)效益會更加凸顯。干線之所以比前面發(fā)展的慢，是因?yàn)闆]有人敢建一個非常長的上千公里的線路換電站全部鋪滿，等著客戶來。這個經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)是比較大的。

    2024年，我認(rèn)為整體的站的建設(shè)和車的銷量肯定還是以中短途為主。但是到了2025年，通過2024年干線建設(shè)的一些摸索，包括技術(shù)、互通互換的經(jīng)營清分結(jié)算規(guī)則建立。2025年之后，國標(biāo)、行標(biāo)、互換性標(biāo)準(zhǔn)就完善了，干線會成為建設(shè)的最主要方向。

    換電站的建設(shè)，目前行業(yè)里是兩種思路。一種思路是比較傳統(tǒng)的封閉性場景，我找到一個車隊(duì)，他說他能買30輛車，能過我的投資盈虧的平分線，我就跟他談?chuàng)Q電服務(wù)費(fèi)，然后他再找?guī)讉€車企談車多少錢，最后大家互相競價，過了3-6個月，最終談成一單。這種形式的推廣效率是比較慢的。另外一種形式，按照基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的邏輯，我用一個換電網(wǎng)絡(luò)對這個區(qū)域進(jìn)行覆蓋，因?yàn)閾Q電本來就是用換一次電較短的行駛里程，通過多次換電拼成無線續(xù)航的補(bǔ)能模式，所以網(wǎng)絡(luò)對它來講是最重要的基礎(chǔ)，也是它的核心價值。所以在單站的時候，一個換電站對充電站的競爭力相對來說還是比較薄弱的，特別是車輛比較小的時候。對于長途來講，通過區(qū)域來講，換電就能形成更大的網(wǎng)絡(luò)化優(yōu)勢，讓你在這個區(qū)域形成定價權(quán)。而前面的模式，基本是靠拼價格，一單一單的去談，你相對來說很被動。

    同時，用戶的購買意愿也會發(fā)生本質(zhì)變化，前面用戶要賭這個運(yùn)單可不可持續(xù)，因?yàn)槲屹I了這輛車以后，你就在這兒給我建一個站，那我這個活沒了以后，我要去另外一個地方找活，那我就只能在站附近，你要太遠(yuǎn)的話，我就不確定是不是可以，所以他的購買意愿達(dá)成的邊界條件太多，使得決策周期和難度變得很大。但是如果說我買車的時候考慮周圍像加油站一樣到處都是換電站，我隨手就可以建，我的業(yè)務(wù)主要在這一個城市，只要這一個城市鋪滿，我就不用考慮是誰家換電站的問題，只要都能用，那我只需要現(xiàn)在買油車合適、汽車合適，還是電車合適。這種模式的轉(zhuǎn)變將極大加速重卡的電動化轉(zhuǎn)變。今年10月份發(fā)布了公示，11月19日公示完成，標(biāo)準(zhǔn)號是1201-2023，我們認(rèn)為這幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)今年算正式發(fā)布了。

    我下面簡單地對標(biāo)準(zhǔn)做個解讀，左上角的數(shù)模代表了汽標(biāo)互換性標(biāo)準(zhǔn)條件下互換電池包的所有外形邊界，你只要在這個邊界里，所有藍(lán)色、綠色的接口尺寸跟它一模一樣，底部中間的水接口、電接口還有四個晶導(dǎo)向接口，都能夠和它保持一致，避讓這四個坑的空間你不會超過，按這個做的換電電池包在各種符合標(biāo)準(zhǔn)的換電底座上都能夠交叉互換適用，這個互換標(biāo)準(zhǔn)是一個半邊約束，只約束了電池包。只要換電底座做在左下角藍(lán)色的框框內(nèi)，那些實(shí)體化部件的位置和尺寸一模一樣，不管你用了左邊到底是哪種鎖緊的機(jī)構(gòu)和形式，只要滿足這幾個要求，它就可以互通互換。當(dāng)然，這指的只是幾何尺寸，還有性能。

    汽標(biāo)的一個特點(diǎn)，比如大家叫它單連接器換電底座，但實(shí)際上它核心指的是一個連接器就夠用，左邊是傳統(tǒng)四連連接器。并聯(lián)之后能達(dá)到500A、750V的充電容量。汽標(biāo)連接器可以達(dá)到800A、1500V的容量，所以它更能夠兼容未來重卡電氣平臺的發(fā)展趨勢，也就是說它能夠?qū)崿F(xiàn)將近2MW以上的充電功率、放電功率，能夠兼容未來的高壓平臺，有些面向未來的性能優(yōu)勢。同時，它的電流大了以后，只需要1個連接器就可以滿足原來4個連接器的功能，可以降低成本。除了成本之外，就是對換電站周轉(zhuǎn)效率的影響，282度電100%的充電時間，對于這個電量，500萬、800萬都無所謂，都夠用，都能在45分鐘實(shí)現(xiàn)充電更換。但是更大電量的時候，比如400度電，傳統(tǒng)的連接器的容量就不太夠用了，充到100%需要62分鐘，而新的連接器只需要41分鐘。隨著大家對換電一次續(xù)航里程需求的提高，以及電池能量密度等技術(shù)的提升，單次換電的電動化是未來的趨勢，為后面的大電量電池的換電周轉(zhuǎn)效率提供了很好的支撐。

    增加冷卻水的接口，之前的方案是將水冷機(jī)和電池包都做到換電電池框架里，形成一個封閉系統(tǒng)，這樣它的冷和熱都是電池和自己之間，它能夠整車交互的是電。但是增加了冷卻接口之后，它可以直接和整車之間交互熱量，我們經(jīng)常說特斯拉的車冬季續(xù)航里程很好，就是有非常復(fù)雜的綜合熱管理系統(tǒng)，包括熱泵、電池、電機(jī)多方熱量進(jìn)行綜合管理，這應(yīng)該是未來最優(yōu)化的熱管理趨勢。有了水接口之后，能夠使電池的熱管理和整車融為一體，創(chuàng)造出了優(yōu)化的技術(shù)空間。

    這是我們現(xiàn)在了解到的各家技術(shù)，其中一個是科諾威做的三源熱泵技術(shù)，根據(jù)他公開發(fā)表的數(shù)據(jù)來看，可以將冬季的整車能耗降低15%，效果非常明顯。另外一個比較簡單的是直接熱交換模式，將電機(jī)冷卻水和電池冷卻水進(jìn)行熱交換，根據(jù)我們的分析，它大概可以代替30%的PTC加熱，大約帶來5%左右的續(xù)航里程改善，這是余熱回收技術(shù)。

    鎖緊接口，都視為是換電機(jī)構(gòu)廠家的核心技術(shù)和核心壁壘。在標(biāo)準(zhǔn)里，我們沒有去爭把鎖緊機(jī)構(gòu)什么樣的動作方式定為標(biāo)準(zhǔn)，比如說綠色是比較常見的橫向伸縮鎖緊機(jī)構(gòu)，紅色是從內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)板的壓緊結(jié)構(gòu)，行業(yè)里還有四連桿等各種各樣的方式。不管什么方式，都不做限制，只是讓你在藍(lán)色的鎖塊頂面也好、斜面也好，找到你要著力的點(diǎn)，確定好受力高度，避開了大家對實(shí)現(xiàn)方式的分歧。

    

簡單總結(jié)一下，汽標(biāo)給我們帶來了什么樣行業(yè)應(yīng)用價值的改進(jìn)空間？

 

    1、站端充電速度對于大電量來講可以進(jìn)一步提升，使得同樣備用電池的情況下，站的周轉(zhuǎn)率和服務(wù)能力得到了提升。原來電池的冷卻完全靠電池包上的水冷機(jī)，比如8-10KW，它1C充電時的電池溫度是不再上升的，它離開充電站的時候大概是45-50度的溫度范圍，行車過程中繼續(xù)冷卻，把它冷卻到30度以下。它有兩個問題，第一，我們會發(fā)現(xiàn)電池溫度曲線的三角形實(shí)際上平均值高于舒適溫度，這對它的壽命是有一定損傷的。第二，行車的時候還在努力地對它進(jìn)行制冷，很多電充進(jìn)去是為了跑車，那變成了給電池進(jìn)行制冷。增加了水冷接擴(kuò)之后，它可以用換電站冷卻。換電站冷卻的話，車上要備50個水冷機(jī)，站里有7個就夠了，同樣的成本價，功率更大。這種使得充電過程中電池溫度到35度、30度就搞定了，離開換電站的時候也不需要再制冷，因?yàn)?/4C時間放電的話，實(shí)際上溫升只有兩三度，這樣就可以在車端把水冷節(jié)省掉，這是既能延長電池壽命，又能降低車端成本和重點(diǎn)的技術(shù)。

    2、司機(jī)端減少連接器和水冷機(jī)，降低購買成本，大概1萬塊錢?？梢越档痛蟾牌甙耸锏闹亓?，這樣可以多拉貨、多賺錢?？梢越档投局茻岷碗姵乇氐哪芎?，降低夏季電池制冷的能耗，從而提高運(yùn)營效率，降低能耗成本。

    3、通過標(biāo)準(zhǔn)帶來了互通互換的參考，能夠打破行業(yè)壁壘，引進(jìn)更多競爭，加速市場降本。這個標(biāo)準(zhǔn)是目前行業(yè)最高等級的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)被宜賓地標(biāo)、雄安地標(biāo)、四川地標(biāo)、啟源、內(nèi)蒙高速集團(tuán)等運(yùn)營商和政府得以采納，我們是未來的重要方向。

    有了新標(biāo)準(zhǔn)，但是前面有那么多車，是不是就不能運(yùn)行了，這肯定是不好的?？紤]到行業(yè)漸進(jìn)式的進(jìn)步，我們提出了“共享換電”的理念思路。比如說我原來有個客戶買了20輛四連連接器車，后面聽說單連器不錯，我后面能不能買這種新的標(biāo)準(zhǔn)。原來20輛車的時候應(yīng)該還沒上換電站，又買了30輛之后，適合上換電站了，那我們在換電站給你放了3塊四連接器備用電池，放了4塊單連接器備用電池，你又有了20輛四連接器的車和30輛單連接器的車，它們是可以混合運(yùn)行的，這樣避免了前期投資浪費(fèi)以及對選用新方案的糾結(jié)。

    從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)來講，我們現(xiàn)在有些區(qū)域已經(jīng)接了很多四連連接器的站和車，它現(xiàn)在運(yùn)行的很好，可能中間還需要補(bǔ)一些車，也想新建一些站。這種情況下，我們就想上車，就可以在這個區(qū)域交叉的建新站，這個站也是共享式換電站。有了共享式換電站，四連接車也可以跑到更遠(yuǎn)的地方，單連接的車也可以去四連接的區(qū)域運(yùn)行，這樣就實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的無縫銜接和延伸，避免了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)變化過程中的浪費(fèi)。具體方案其實(shí)也很簡單，就是在原來的換電站里把充電底座換成一部分是四連接接口、一部分是單連接接口，這沒什么太大的壁壘，可能在軟件適配性和自動調(diào)度方面做一些改進(jìn)。

    啟源一直是我們重卡換電領(lǐng)域運(yùn)營商的先行者，啟源在很多地方已經(jīng)建成了區(qū)域化的干線，就是在兩三百公里的范圍?，F(xiàn)在寧德的騏驥換電也在推動建立跨城際的干線物流示范場景，干線是趨勢，這是大家的共識，只是在技術(shù)路線上可能有后背式換電和底盤式換電的方式，有一些其他方式有大電量的優(yōu)勢，但是大電量的代價有兩點(diǎn)：第一，初期投資高，但是如果每年跑30萬公里的話，這個問題也不大。第二，重，500度電的重量大概四點(diǎn)幾噸，600度電大概5噸多，相對于后背式就多了兩三噸重量，拉重貨的話是入不敷出的，拉輕拋的話沒有問題。重貨條件下，往往裝卸貨場景的路況和環(huán)境是比較差的，還有噴淋抑制揚(yáng)塵的手段，會帶來底盤電池安全風(fēng)險(xiǎn)、磕碰防護(hù)問題。還有底盤式連接對臟污環(huán)境耐受性的問題，比如說機(jī)器人的視覺定位可能看不清楚。再比如說螺栓式擰的接口，像東北底盤式換電，包括今年在呼和浩特都出現(xiàn)了凍住換不下來的乘用車問題，是不是在商用車也會面臨同樣的挑戰(zhàn)。還是需要一個時間階段對技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，環(huán)境適用性和場景適用性，可能會有齊頭并進(jìn)、共同發(fā)展、共同探索的局面。但是目前底盤式換電應(yīng)該屬于最初期的金融市場驗(yàn)證期，有點(diǎn)像后背式2020年的階段。

    內(nèi)蒙古交通集團(tuán)在自治區(qū)的指導(dǎo)下規(guī)劃了整個內(nèi)蒙古11000公里高速和國道全面覆蓋換電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)劃，目標(biāo)就是用兩年時間，先把蒙西建好，再往蒙東延伸，這就是區(qū)域覆蓋的思路。