李立國 《重卡換電互通互換干線網(wǎng)絡建設及技術創(chuàng)新趨勢》

 

集“展覽展示+主論壇+三場分論壇+新品發(fā)布+品牌評選”為一體。大會共邀請到200+演講嘉賓，匯聚了2000+來自政府部門、專家學者和充換電產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)高層，一同見證充換電產(chǎn)業(yè)的無限機遇，共話充換電產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展之路。

 

8月14日，中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進聯(lián)盟 秘書長 李立國 以《重卡換電互通互換干線網(wǎng)絡建設及技術創(chuàng)新趨勢》為主題進行演講。

 

演講整理

 

 

中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進聯(lián)盟 

 

秘書長 李立國

 

01

 

產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

 

非常榮幸，也非常感謝能源研究會賈總給我機會，向大家匯報一下我們重卡換電聯(lián)盟對行業(yè)做的工作，以及對行業(yè)的看法。

下面從三個方面來講，產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況、互換性標準發(fā)展趨勢和換電技術創(chuàng)新趨勢來講。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況，剛才郭總和李總做了介紹，我不做詳細分解。

從今年最新的數(shù)據(jù)來看，今年上半年新能源重卡增速喜人，但也可以看到差別，換電增速是82%，整體增速是139%，說明充電增速高于換電增速。通過我們對干線發(fā)展的觀點，來解構這個現(xiàn)象背后的驅(qū)動力。

從整個重卡運營的場景分布來講，干線場景占66%，短倒場景占17%，剩余16%是低頻使用場景（除1%?；愤\輸）。目前換電重卡銷量比較大的都集中在17%的短倒場景。很多場景電動化的滲透率超過了20%，這20%已經(jīng)進入到了充分競爭發(fā)展的階段，車的售價已經(jīng)到了白熱化的價格競爭。但在干線上的滲透率連1%也沒有，干線的占比和經(jīng)濟性又是最突出的。所以電動重卡并沒有走出局部場景的小池塘，離汪洋還差得很遠。如果行業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展，真的要實現(xiàn)重卡的全面電動化，必須要解決重中長途干線的能源補給和發(fā)展模式問題。

從經(jīng)濟學和發(fā)展要素來講，2025年能成為干線換電網(wǎng)絡建設的爆發(fā)期。從最重要的經(jīng)濟性看，我們會發(fā)現(xiàn)日行400公里以上時，電動重卡有非常好的經(jīng)濟性表現(xiàn)；除了經(jīng)濟性的驅(qū)動以外，政策加持和市場需求也非常突出，特別是經(jīng)過前面幾年努力，我們換電互換性標準化的工作將在今年完成，所以我們判斷2025年是一個條件具備、需求強烈的爆發(fā)之年。

而且行業(yè)發(fā)展前瞻性的龍頭企業(yè)，像啟源芯動力等企業(yè)已經(jīng)開始了中長途干線換電網(wǎng)絡建設的示范驗證工作，取得了很好的經(jīng)濟性指標。

回到干線發(fā)展，它是實現(xiàn)重卡全面電動化的關鍵。那么什么是解決干線推廣的關鍵呢？有兩點很重要。第一，互換性，這是前提。剛剛有專家講了超充，超充對換電的優(yōu)勢在于容易達成互換，在接口層面做工作就可以。換電的話，在機械上還有很多難點。第二是經(jīng)濟性，要想大規(guī)模推廣，一定以經(jīng)濟性為最終的答案。經(jīng)濟性中載重是首位，所有損失里，載重損失是最大的。我們有一個數(shù)據(jù)，大宗物流運輸場景比較便宜，運費3毛錢1噸1公里，電池多2噸，每運1公里運費少了6毛錢。49噸牽引重卡，燃油重卡每公里運營成本2.8元左右，換電重卡加上換電服務費和其他攤銷成本，能做到1.8或2元，經(jīng)濟優(yōu)勢就七八毛錢，虧2噸的結果就是經(jīng)濟性沒有了。所以虧噸是現(xiàn)在最首要解決的問題。雖然大家希望交通部改載重標準，但對行業(yè)來說，應該優(yōu)先解決輕量化問題。然后是能耗和續(xù)航。最后是通過換電站收入多樣化和能源成本降低，來降低換電服務的成本。這是我們認為提升換電重卡經(jīng)濟性的三個重要方向。

 

02

 

互換性標準發(fā)展趨勢

 

下面講講互換性標準發(fā)展趨勢，首先說0和1的問題，就是互換標準化的發(fā)展。為了解決互換性問題，歐陽明高院士從2020年預判互換性將是重卡全面電動化的重要影響要素，于是在同年9月，歐陽明高院士工作站聯(lián)合中電聯(lián)和寧德時代等行業(yè)主管部門和行業(yè)龍頭企業(yè)成立了中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進聯(lián)盟，主要任務是推動互換性標準、互換性行業(yè)示范、互換性的商業(yè)模式和政策體系的建立，為行業(yè)的互通互換貢獻力量。

這是聯(lián)盟做的工作，首先是制定互換性的標準框架，在框架指導下，先解決換電連接器兼容性問題。先做了換電重卡專用的800A、1500V的電連接器標準化產(chǎn)品，跟未來的超充電流是匹配的，同時，還解決了最難以達成一致的換電接口互換性方法的問題。我們提出了單邊標準化互換的方案，只將電池包底部的充電接口、放電接口、鎖緊接口和避讓空間進行標準化，放開了換電鎖止機構的技術要求，這樣既消除了行業(yè)技術壁壘的沖突，又實現(xiàn)了標準化尺寸接口的統(tǒng)一，目前這個標準已經(jīng)被汽車行業(yè)標準所采納。

經(jīng)過兩年多努力，2023年12月29日，《電動商用車車載換電系統(tǒng)互換性》標準正式發(fā)布，我們聯(lián)合主管部門和行業(yè)頭部企業(yè)推動換電標準體系的建設，得到了賈總的大力支持，我們預計今年年初或明年上半年行業(yè)標準和國家標準都能正式發(fā)布，而且它是相互協(xié)同，這為行業(yè)的互通互換指明了方向。

我們除了在標準研究方面推動行業(yè)，同時也積極推動產(chǎn)業(yè)實踐，支持四川省宜賓市申報重卡換電試點城市。相關換電連接器和標準化方案在宜賓獲得了示范應用。

同時我們也非常注重跟行業(yè)龍頭企業(yè)合作，推動局部的互通互換，比如換電機構的互通互換是在啟源支持下進行的，。頂?shù)鹾蛡葥Q式機器人互換性示范是跟寧德時代在宜賓進行的示范。在換電連接器上面，我們推動成立了行業(yè)唯一的互通互換的質(zhì)量互保協(xié)議和聯(lián)盟，也就是各個制造商同意在連接器交叉互換的情況下，提供質(zhì)保，這對行業(yè)的發(fā)展非常重要。

我們通過在換電行業(yè)基本要素的局部互換上做的示范和工作驗證，基本驗證了互通互換技術的可行性，我們又繼續(xù)推動行業(yè)內(nèi)的合作，在去年舉辦了互通互換發(fā)展倡議，由專家、主管部門和龍頭企業(yè)領導共同出席，向行業(yè)發(fā)出信號，推動互通互換的發(fā)展。這個號召也得到了工信部關注，辛部長也提出推動換電電池尺寸、換電接口通訊協(xié)議的統(tǒng)一。

我們預計2025年互通互換的示范運營能實現(xiàn)商業(yè)化，2025年之后互換性標準、跨運營商結算模式，都應該有成功的示范可以借鑒，2015年以后行業(yè)將進入互通互換的主要發(fā)展階段。為了進一步在應用場景方面去推動互通互換的發(fā)展，我們認為掌握著高速、國道、交通干線資源的各地交投和交通領域是我們重點公關的方向，我們希望交通領域的企業(yè)能夠接納和支持干線建設互通互換換電網(wǎng)絡和能源基礎設施的概念，所以我們跟內(nèi)蒙古交通集團共同成立了交通融合產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，并且與交通部的公路科學研究院共建部級的聯(lián)合創(chuàng)新中心，目的就是針對高速和干線場景來研發(fā)、示范和驗證互通互換解決方案，將來在交通領域發(fā)展，為換電行業(yè)的發(fā)展打通基礎設施和場景應用模式。我們目前推動在內(nèi)蒙古建設干線示范，同時支持重慶高速牽頭的西部陸海新通道道電動走廊的干線建設項目。

應該用什么接口標準建設干線換電網(wǎng)絡呢？我們有一個觀點。市場上最具有互換潛力的是兩種接口，一種是以啟源為代表的四連接器接口，全國換電車輛的80%到90%采用這個接口，全國有80%到90%的換電站支持這個接口，這是市場存量最大、最成熟、經(jīng)過充分驗證的接口方案?；谒?，可以繼續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

第二個是汽車行業(yè)標準提到的單連接器接口方案，它在技術參數(shù)上有優(yōu)勢，更簡潔。但目前來講，它是大家對下一代，比如高電壓重卡的需求，是未來重要的發(fā)展方向。從現(xiàn)在來講，我們認為在換電站上同時具備這兩種接口，既可以兼顧之前的行業(yè)存量，讓行業(yè)繼續(xù)發(fā)展，也可以給未來的發(fā)展留下發(fā)展空間。

你有兩種接口，我怎么接呢？第一，兼容之前的行業(yè)存量，之前已經(jīng)建了七八百座換電站，采用的主要是四連接器接口，未來要有單連接器的接口混合運行。我們在換電站用共享的理念，也就是一個換電站有七八個充電倉位，一部分是四連接器，一部分是單連接器，這樣可以服務帶有不同電池的車型，這就是共享換電站的概念。這是一個圖，開始是綠色的四連接產(chǎn)品和四連接站，未來有單聯(lián)。站是共享的，這樣兩個車型可以交叉運營，實現(xiàn)行業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展和過渡。

另外一個解決方案比剛剛的共享換電站更好，就是雙接口切換的架載機，它具有兩種電連接器接口，可以自動切換，不同接口的電池可以在同一個換電站同一個倉位服務，這個方案可以更好地解決行業(yè)接口過渡和降低換電站投資風險。

 

03

 

換電技術創(chuàng)新趨勢

 

最后講一下?lián)Q電技術創(chuàng)新趨勢。

充放同口的單連接器可以簡化電氣架構，減少接口數(shù)量，提升經(jīng)濟性，通過提高充電速度，來提升運營效率。

電動重卡在冬季續(xù)航里程衰減，特別是重貨多的內(nèi)蒙、山西等北方地區(qū)，冬季低溫會帶來30%的里程衰減。徐工率先推出了三源熱泵的重卡電動化產(chǎn)品，能將冬季的續(xù)航里程衰減從30%降到15%，甚至10%。這對于我們提高運營效率，降低備用電池容量和電池租金具有重要的意義?，F(xiàn)在三源熱泵和多合一的熱管理系統(tǒng)，被多個車企納入明年產(chǎn)品推出計劃，可以將電驅(qū)的廢熱用于電池加熱，提升冬季續(xù)航里程，同時不再使用電池的電給電池加熱，降低了電池的消耗，這也是未來的重要發(fā)展趨勢。

換電系統(tǒng)也可以加水冷接口，滿足電池和車輛統(tǒng)一熱管理的需求。換電縮緊技術也在持續(xù)迭代，之前的電池鎖緊技術存在間隙，所以電池框架在車振動時會顛，帶來額外的沖擊和載荷，使得對框架強度要求比較高。我們開發(fā)了新的鎖緊技術，可以消除間隙，同時設計了懸浮隔振系統(tǒng)，將底托傳遞給電池的能量衰減35%，振動的加速度降低一半，這樣有利于框架的輕量化設計，這是鎖緊技術的變革帶來的更大的性能和經(jīng)濟性提升。

最后是正向開發(fā)電動重卡，電動重卡多數(shù)都是油改電，大部分部件沿用了油車時的結構。但是重卡的油改電和乘用車的油改電不一樣，因為重卡的結構同質(zhì)化，它的正向設計變化也沒有那么大。未來我們將看到一種趨勢，大家面向干線場景正向開發(fā)換電重卡，電池布置形式有后備式、有底盤式。這種正向開發(fā)是一大進步，真正面向經(jīng)濟性去聚焦整車性能，而不是像之前一樣考慮如何以最短的時間做出一個電動產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品就是輕量化少虧噸，從車身、駕駛室、車機都全方面系統(tǒng)性降低整體重量。按照現(xiàn)在的趨勢，我們判斷標載49噸的牽引頭，今年就不能超過10噸，像11.5噸的車的經(jīng)濟性不能保證。今年底一輛裝了400度電左右的電動重卡牽引頭重量是9噸到9.5噸，2025年底續(xù)航里程250公里到300公里的車，重量應該不超過9.5噸，這樣電動重卡相對于傳統(tǒng)燃油車的經(jīng)濟性可以大幅提升。然后是能耗，現(xiàn)在行業(yè)能耗是150度電往返100公里，但實際上可以做到130度電左右。通過風阻、高效電驅(qū)等技術帶來能耗的降低，這也是正向開發(fā)中要做的工作。最后一項是實現(xiàn)整車的綜合熱管理，降低低溫續(xù)航里程的衰減，來提高冬季的續(xù)航保障能力，降低備用電池的預留容量，這是第三個重要方面。

最后從換電站的能源成本方面進行優(yōu)化。目前電的成本全國各地不一樣，平均電價從6毛到4毛都有。用光伏發(fā)電，平均電價可以做到3毛以下，對車輛的經(jīng)濟性有巨大幫助。未來能實現(xiàn)站網(wǎng)互動的換電站，實現(xiàn)光儲充換的綜合能源的換電站，是未來的重要發(fā)展趨勢。