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

 

以下為演講實錄：

 

中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進聯(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。在整個重卡運營量的占比當中，大概只有17%。我們看到充電占比很高的現(xiàn)象是因為在這個區(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能時間的容忍度比短途情況更加嚴格。所以我們分析，未來在干線的運輸場景下，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)一接口的標準的支撐。劉桂彬走也提到，今年底發(fā)布了汽車行業(yè)互換性標準，這是第一個最高級別的行業(yè)標準，能夠為我們建設(shè)互換性方案提供一個支撐。第二，政策引導(dǎo)上，2021年是換電試點城市，有大概三個城市是重卡特色類的換電試點城市。今年7月份發(fā)的政策就開始強調(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，可能進行一些干線示范建設(shè)項目。

    從用戶體驗和本質(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)濟性更好，如果計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，大部分時間被排隊占據(jù)，而不是被運輸占據(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)濟性快速改善，再加上它全年運輸里程比較長，所以整體的經(jīng)濟效益會更加凸顯。干線之所以比前面發(fā)展的慢，是因為沒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)營風險是比較大的。

    2024年，我認為整體的站的建設(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、行標、互換性標準就完善了，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，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，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)域進行覆蓋，因為換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單可不可持續(xù)，因為我買了這輛車以后，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，你要太遠的話，我就不確定是不是可以，所以他的購買意愿達成的邊界條件太多，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，標準號是1201-2023，我們認為這幾項標準今年算正式發(fā)布了。

    我下面簡單地對標準做個解讀，左上角的數(shù)模代表了汽標互換性標準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準的換電底座上都能夠交叉互換適用，這個互換標準是一個半邊約束，只約束了電池包。只要換電底座做在左下角藍色的框框內(nèi)，那些實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構(gòu)和形式，只要滿足這幾個要求，它就可以互通互換。當然，這指的只是幾何尺寸，還有性能。

    汽標的一個特點，比如大家叫它單連接器換電底座，但實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)之后能達到500A、750V的充電容量。汽標連接器可以達到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、電機多方熱量進行綜合管理，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，將電機冷卻水和電池冷卻水進行熱交換，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，都視為是換電機構(gòu)廠家的核心技術(shù)和核心壁壘。在標準里，我們沒有去爭把鎖緊機構(gòu)什么樣的動作方式定為標準，比如說綠色是比較常見的橫向伸縮鎖緊機構(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，只是讓你在藍色的鎖塊頂面也好、斜面也好，找到你要著力的點，確定好受力高度，避開了大家對實現(xiàn)方式的分歧。

    

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

 

    1、站端充電速度對于大電量來講可以進一步提升，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，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行制冷，很多電充進去是為了跑車，那變成了給電池進行制冷。增加了水冷接擴之后，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，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，因為1/4C時間放電的話，實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的技術(shù)。

    2、司機端減少連接器和水冷機，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。可以降低冬季制熱和電池保溫的能耗，降低夏季電池制冷的能耗，從而提高運營效率，降低能耗成本。

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

    有了新標準，但是前面有那么多車，是不是就不能運行了，這肯定是不好的?？紤]到行業(yè)漸進式的進步，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準。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，它們是可以混合運行的，這樣避免了前期投資浪費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)在運行的很好，可能中間還需要補一些車，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的地方，單連接的車也可以去四連接的區(qū)域運行，這樣就實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的無縫銜接和延伸，避免了行業(yè)標準變化過程中的浪費。具體方案其實也很簡單，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。

    啟源一直是我們重卡換電領(lǐng)域運營商的先行者，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：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，還有噴淋抑制揚塵的手段，會帶來底盤電池安全風險、磕碰防護問題。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)進行驗證，環(huán)境適用性和場景適用性，可能會有齊頭并進、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證期，有點像后背式2020年的階段。

    內(nèi)蒙古交通集團在自治區(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。