玖行能源 李萱：《重卡換電的探索與思考》

 

 

 

 

演 講 實 錄

 

 

 

上海玖行能源科技有限公司首席科學(xué)家李萱出席論壇并發(fā)表主題演講——《重卡換電的探索與思考》。

 

 

以下為演講實錄：  

 

尊敬的各位來賓，大家上午好，謝謝大家還能在疫情肆虐的時候親自來出席線下的峰會，今天由我來代表上海玖行能源科技有限公司來做這個演講，主要講一下?lián)Q電重卡的探索與思考。我的演講大概分四個部分，首先介紹一下玖行能源，然后我會講一下?lián)Q電行業(yè)發(fā)展的歷程和目前市場狀況，第三部分著重講一下與換電重卡相關(guān)的數(shù)字化，以及新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟和我們的一些合作，最后我會講一下市場的預(yù)測和建議。

 

一、公司簡介

 

上海玖行能源科技有限公司，是2014年注冊成立于上海。是高新技術(shù)企業(yè)，“專精特新”，也是信用AAA級的企業(yè)。由玖行能源首創(chuàng)的重卡換電這個科技項目已經(jīng)通過了上海市的高端智能裝備“首臺套”驗收，這是在今年10月份的時候。然后上海玖行能源是由國家電投和三峽等能源巨頭作為我們的股東進(jìn)行投資，同時給我們企業(yè)進(jìn)行賦能。玖行能源具有領(lǐng)先的電動汽車充換電產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案的服務(wù)商，其中動力電池箱這個產(chǎn)品已經(jīng)配套40余家重卡主機廠，像剛才有嘉賓講到，已經(jīng)有470多種車型公告，其中玖行占了370個車型以上。在換電站方面，玖行已經(jīng)與20余家能源巨頭和市場的合作方進(jìn)行戰(zhàn)略合作。玖行也生產(chǎn)充電樁，是國網(wǎng)和南網(wǎng)的核心TOP供應(yīng)商。

 

從玖行能源的能力，我們有經(jīng)驗豐富的研發(fā)和管理團隊，完善的產(chǎn)品研發(fā)能力，領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，和齊全的實驗檢測能力。在生產(chǎn)方面我們有多點布局的生產(chǎn)制造能力，有的是與主機廠合作，有的是與當(dāng)?shù)氐闹圃煨推髽I(yè)合作，和當(dāng)?shù)卣?。還配備有資質(zhì)齊備的EPC工程承接能力。

 

二、換電行業(yè)發(fā)展歷程及市場情況

 

從換電行業(yè)發(fā)展歷程和市場情況來講，換電行業(yè)在曲折中發(fā)展15余年，經(jīng)歷了數(shù)次起起伏伏，我們換電人一直砥礪前行，終于迎來了曙光，特別是在重卡換電這個場景。大家可以看到這個圖上，從左上角的better place，在美國開始這種換電的嘗試。然后到上面中圖這個是國家電網(wǎng)在黃島的薛家島做的公交車的換電廠站的嘗試，這個當(dāng)時國網(wǎng)的團隊，也是現(xiàn)在玖行能源團隊的中堅力量?？梢钥吹綂W動新能源的乘用車、出租車換電站，現(xiàn)在有數(shù)百座。然后可以看到蔚來的乘用車換電站有上千座。右下角是玖行能源第一個商用重卡換電站，在北京密云，投入運行是2019年底，到現(xiàn)在已經(jīng)超過三年的時間，安全運行，終日無休。

 

到目前為止，玖行的重卡換電站已經(jīng)建成227座，這個數(shù)據(jù)截止到今年11月份。在建有30座，待建的有26座，覆蓋的省份超過了27個省市自治區(qū)，覆蓋城市超過75個。值得一提的是，這227座其中的130座是今年建成的，比2021年有50%以上的增長。

 

從電力電池箱總成適配主機廠的角度，剛剛已經(jīng)講過，公告有370多款，已交付的數(shù)量超過3萬套，配套主機廠40余家，安全運行里程超過8億公里，適配的車型包括了牽引車、攪拌車、自卸車、寬體礦卡。這里值得提的是，這3萬套的交付量，其中2022年，我們現(xiàn)在預(yù)計到12月底可以交付超過2萬套，比2021年增長超過了一倍。

 

重卡換電的產(chǎn)品解決方案，從玖行的角度我們是有三部分。上部分是動力電池箱總成，包括了動力電池箱的上框和底托，中間還有相應(yīng)的換電控制器T-Box和電池的信息采集裝置B-Box。換電站包括了換電機器人、桁架、架載機、移動臺、站級監(jiān)控系統(tǒng)和配電系統(tǒng)。下部的電動重卡數(shù)字能源管理平臺，一會兒會著重講一下，其中包括了充換電站運營的管理平臺，動力電池全生命周期的管理平臺，以及智能運維管理平臺。

 

動力電池箱總成主要包括這些部分，分別列在下面。值得強調(diào)的就是動力電池箱，包括電池在內(nèi)，它們是比較重的，傳統(tǒng)的比較標(biāo)準(zhǔn)的動力電池箱282度電，加上外框，大概重3噸左右。從運輸?shù)慕嵌?，成本核算的角度，都希望這個電池箱電池能量越來越大，但電池箱越來越輕，玖行也是沿著這個方向持續(xù)不停地努力。從現(xiàn)在282度的標(biāo)準(zhǔn)電池箱，到350度，現(xiàn)在有420度的電池箱，都開始逐步的投放在市場。

 

同時，這個框架本身也在持續(xù)的輕量化和減重，但在輕量化、減重和電池能量更多，也意味著更重的情況下，怎么能夠保證框架強度，因為大家都知道，電池箱工作的環(huán)境都是比較惡劣，從路況顛簸程度，到污染的程度，粉塵的程度，和路況的拐彎、急轉(zhuǎn)、急剎、急下的程度，所以都對電池箱框體的強度有硬性的要求，所以怎么能在減重的情況下，在電池能量越來越強，重量越來越重的情況下，還能夠讓框體支持，這是一個持續(xù)的研發(fā)過程。

 

這個是動力電池箱底托，包括這些關(guān)鍵的部位，尤其是連接器和各種充電裝置。

 

這是玖行的重卡換電站，是第八代換電站，這里面有不同的版本。這個版本已經(jīng)是和之前的幾個版本相比，已經(jīng)是一個，從研發(fā)角度來講已經(jīng)有質(zhì)的飛躍，它是一個撬裝式的換電站，占地面積比較小，同時各個模塊都可以分裝組合，已經(jīng)是可以不用做土建，在地面硬度達(dá)到的情況下，只要做基本的地平，使換電站成為一個裝置而不是建筑，所以使制造速度和安裝速度都達(dá)到了前所未有的程度，所以我們每天都有新的站能夠在國家的各個場景角落屹立起來，這是一個持續(xù)的過程。

 

同時，我們在研發(fā)第九代和第十代的站，我們叫900系列和1000系列，正在投入的站總目標(biāo)還是將換電時間，大家一般知道重卡換電時間是3-5分鐘這樣一個節(jié)拍，我們可以進(jìn)一步使換電時間縮短，同時我們要使換電的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)一步提高。因為在很多場景都是24小時三班不停運行的，這個對換電的穩(wěn)定性和可靠性有極高的要求。然后我們還會將這些換電站做成更多的IOT，我們叫物聯(lián)網(wǎng)化，所以使這些換電站能夠?qū)崿F(xiàn)少人化和無人化，朝著無人化的方向來演進(jìn)，所以后續(xù)的900和1000系列的換電站，我們會持續(xù)發(fā)布，敬請期待。

 

三、數(shù)字化及新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟

 

我會重點講一下玖行在數(shù)字化方面和新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟的合作。從能源管理平臺角度，我們玖行電動重卡數(shù)字能源運營管理平臺主要包括三個部分，包括電池管理平臺，充換電運營平臺和智能運維平臺。它們都通過玖行的站級監(jiān)控系統(tǒng)，與各種各樣的設(shè)備，包括架載機、換電設(shè)備、啟停設(shè)備、照明安防、配電設(shè)備等，發(fā)生通信和交互。同時我們在電池箱有與電池進(jìn)行信息交互的B-Box，和在車輛端控制車輛的T-Box，整個系統(tǒng)在系統(tǒng)層和硬件層都有非常完備的支持。

 

其中，換電運營管理平臺，通過數(shù)據(jù)分析，提供運營數(shù)據(jù)的細(xì)顆粒度的概覽，包括電量、接入車輛、服務(wù)車次、換電次數(shù)、設(shè)備數(shù)量等等相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，以及換電站的分布、區(qū)域、電量排名、分時段電量占比等。站點分布、實時狀態(tài)監(jiān)控，站內(nèi)場景云端的3D展示，大家可以看到這個圖，是個3D展示，并采用區(qū)塊鏈技術(shù)，使整個體系的數(shù)據(jù)達(dá)到更加安全和可靠。因為大家也知道，這幾天某供應(yīng)商也發(fā)生了數(shù)據(jù)安全方面的一些問題，被黑客盜取數(shù)據(jù)，從而索取贖金這種事情，我們也會在這方面對數(shù)據(jù)的安全有一個更高的要求。

 

電池管理平臺，通過數(shù)據(jù)分析，提供運營數(shù)據(jù)的細(xì)顆粒度概覽，包括電池箱總數(shù)、累計減少碳排放量、累計充電量、累計放電量等相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以及電池箱的分布、服務(wù)車輛品牌排名、故障提醒等等。系統(tǒng)包括了，大家可以看到右邊這個圖，是一個動態(tài)的3D影像的展示，我們可以監(jiān)控每一塊電池，它里面用虛擬現(xiàn)實的方法，從全方面監(jiān)測電池狀態(tài)。其中包括了電池的壽命預(yù)測，實時健康狀態(tài)預(yù)測、衰減趨勢預(yù)測。包括告警判斷，電氣故障，電化學(xué)的異常反應(yīng)等等，可信的電池殘值評估，SOH等全生命過程數(shù)據(jù)，利用區(qū)塊鏈管理，增加信息的可信性。

 

下面講一下我們怎么跟國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟發(fā)生合作，首先是重卡換電的差異性，使我們對數(shù)據(jù)反映在平臺上也會有差異，跟傳統(tǒng)的新能源充電車輛相比。因為充電車輛大家都知道車與電池是固定的，我們可以用簡單示意圖看一下車號1、2、3，上面背的電池箱是A、B、C，它幾乎是永久性的配對在一起，除非發(fā)生了事故，電池出現(xiàn)了殘損，需要改變這個配對，但是絕大多數(shù)情況下，A配1，B配2，C配3，這種配對方式是永久性的。

 

換電車輛不是，車與電池是自由組合的，所以一開始的時候可能是1、2、3號車配A、B、C號電池，換電后，配對的方式就發(fā)生變化，你再換電又發(fā)生了變化，這只是一個簡單的例子，三輛車三塊電池，如果是30輛車，30塊電池，當(dāng)然換電站內(nèi)還有備用電池，所以相互之間的排列組合情況會非常復(fù)雜，這個是重卡換電的差異性。

 

這個圖想給大家介紹一下，接著上一個圖，我要是想知道這個電池全生命周期的狀態(tài)，僅監(jiān)控這輛車只能達(dá)到一定的目標(biāo)，就是因為它可能換，在它換的時候，我就為了能知道充和換會結(jié)合在一起這個電池的總體狀況，所以我需要從一個電池的視角來進(jìn)行跟蹤。怎么從一個電池的視角，這就是一個電池，我們實際挑出來電池號，它的SOC的分析?？梢钥吹剿惶鞆?點再到0點，這一天它一共充過兩次電，換過兩次電。為什么我們能看到它換過兩次電，中間這個綠色曲線，是這塊電池在我換電站里面進(jìn)行換電的時候我的站控系統(tǒng)檢測下來。黃色的線是充電槍充電。

 

當(dāng)然這樣的圖并不是很多，這個圖就是給大家表明，你如果監(jiān)控這塊電池，它不進(jìn)行換電，它就中間都是這個黃線，你是能知道這塊電池這四次充放電所謂全生命周期一天的全生命。但如果牽扯到換電，這兩條綠的線是不知道的，你不知道缺失的電池在充電站里是怎么充電。對于一個電池來講它是怎么進(jìn)行充電，怎么進(jìn)行有序充電的，從多少SOC充到多少，它將近充滿的時候，它是用什么樣的算法來保護這個電池，它中間有沒有溫度、電流、電壓的激變，從而產(chǎn)生對電池的影響，這就需要全生命周期的觀測。現(xiàn)在跑在路上大概3萬多塊電池，都能夠有這樣完美的曲線，每天都能看到這個曲線，然后連接在一起，我們就能夠更好地管理電池健康，和對它的安全隱患做出預(yù)測。

 

換電的差異性還表現(xiàn)在，相對于乘用車，它電池能量更大，它是個生產(chǎn)工具，對換電的依賴程度更強。動力電池箱和換電標(biāo)準(zhǔn)其實它更好統(tǒng)一，剛才各位講標(biāo)準(zhǔn)的專家們也都說到了，因為畢竟現(xiàn)在還是一個相對來講并不是很多需要統(tǒng)一的地方，所以相對還是比較好統(tǒng)一。場景相對固定，便于布局管理。參與方多，模式更加復(fù)雜。

 

對于重卡換電還有一個，與金融多點結(jié)合，關(guān)聯(lián)性比較強。數(shù)據(jù)整合難度比較大，就像剛才那個圖展示的，需要各方的數(shù)據(jù)整合在一起，因為它難度大，所以整合出來的數(shù)據(jù)價值會更高。

 

相對于單純的充電，重卡換電差異性表現(xiàn)在：車與電池分離，形成多對多的關(guān)系，剛才我們展示過三對三。然后出現(xiàn)的新的生態(tài)主體，例如電池銀行。還有電池用于不同的車輛，潛在的風(fēng)險未知，這是不同車配備不同電池的時候，因為車型不一樣，電池也不一樣，所以它產(chǎn)生的潛在風(fēng)險是更加未知。然后給配套的金融方案提出了新的挑戰(zhàn)，包括銀行類的金融方案，當(dāng)然也包括了保險類的金融方案，包括最近我們也跟很多保險公司在進(jìn)行這方面的交流。由于數(shù)據(jù)的交叉和整體的難度更大，所以數(shù)據(jù)的價值更高。

 

基于以上這些論點，我們發(fā)起成立了一個叫重卡換電工作小組，為解決行業(yè)痛點，促進(jìn)自身業(yè)務(wù)發(fā)展，在“新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟”的支持和幫助下，2022年11月玖行能源在聯(lián)盟之下發(fā)起成立了一個重卡換電工作組，并任組長單位。工作組將在政策建議、互通共享、專項服務(wù)商聚集成員優(yōu)勢。同時平臺將聯(lián)合重卡換電行業(yè)上下游生態(tài)企業(yè)，制定行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)采集、存儲、使用、安全等方面標(biāo)準(zhǔn)，為新能源汽車數(shù)據(jù)的合法合規(guī)使用奠定良好基礎(chǔ)，從而進(jìn)一步推動商用車的電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化。

 

目前來看，重卡換電工作組包括了很多主機廠商、能源巨頭、電池企業(yè)、設(shè)備制造方、金融資本、屬地政府等客戶，也歡迎與會的各界同仁能積極參與重卡換電工作組的工作，我們都是開放的，歡迎所有同行、同業(yè)的同事們來參與。

 

四、市場預(yù)測及建議

 

下面我簡單講一下從玖行角度看到的市場預(yù)測和建議。

 

從新能源重卡換電市場前景，我們預(yù)計到2025年，新能源重卡滲透率有望達(dá)到20%，其中換電重卡占比預(yù)計可達(dá)70%，比剛才李總預(yù)測更激進(jìn)一些。對應(yīng)2025年換電重卡的銷量將超過20萬輛，換電重卡需求增加，將帶動換電站和動力電池等多方價值主體需求。預(yù)計2025年新增重卡換電站規(guī)模將達(dá)到4500座以上，當(dāng)年新增設(shè)備市場空間預(yù)計超過200億，整體市場規(guī)?？赡芡黄魄|大關(guān)。

 

重卡換電站的主要應(yīng)用場景，在現(xiàn)在來講主要在熱力電廠、港口短駁、礦山、城市渣土、建筑垃圾、中短途干線、鋼廠短駁、電動船舶、城市公共服務(wù)等。

 

中短途干線我想重點講一下，它這個商業(yè)模式探索和普及對重卡換電具有非常重要的意義。從玖行角度來講，我們現(xiàn)在已經(jīng)參與兩條中短途干線的建設(shè)工作，分別會有數(shù)百公里的規(guī)模。關(guān)鍵點剛才也有其他同事提到了，電池互換，在不同運營主體之間電池怎么換，如果換電主體不是一家，而是多家，那它們之間電池的標(biāo)準(zhǔn)和物理結(jié)構(gòu)是不是能夠互換，電池的管理和追蹤，我們得有一個體系能知道這塊電池在任何時候走到什么地方，所以對體系里面任何一塊電池要能夠有追蹤的機制，以及清分清算在這個體系中如何進(jìn)行。

 

最主要的還是要制定一個商業(yè)規(guī)則，各個參與方能接受的商業(yè)規(guī)則，就會在大家都共同認(rèn)可的商業(yè)規(guī)則下，解決大家想的新?lián)Q舊、舊換新等問題，我的新電池被別的舊電池?fù)Q走了，然后計費，我的電量是怎么計量，當(dāng)然電量后面加上計費幾毛幾分，這些賬都要算，所以這個規(guī)則非常重要，參與的各方必須得坐下來，在同一個規(guī)則的支持下探討這個事情。大家都知道這個的重要性，換電重卡能夠在干線物流，從中短途直接到中長途，有朝一日可能在京滬之間有這樣一條干線跑起來，這都是大家希望看到的。我就講這么多，謝謝大家。