李立國 《重卡換電互通互換干線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及技術(shù)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(xué)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(jī)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(jìn)聯(lián)盟 秘書長 李立國 以《重卡換電互通互換干線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及技術(shù)創(chuàng)新趨勢》為主題進(jìn)行演講。

 

演講整理

 

 

中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進(jìn)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(jī)會，向大家匯報(bào)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(gè)方面來講，產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況、互換性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢和換電技術(shù)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(xì)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(diǎn)，來解構(gòu)這個(gè)現(xiàn)象背后的驅(qū)動力。

從整個(gè)重卡運(yùn)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\(yùn)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(jìn)入到了充分競爭發(fā)展的階段，車的售價(jià)已經(jīng)到了白熱化的價(jià)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(jì)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(yuǎn)。如果行業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展，真的要實(shí)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(bǔ)給和發(fā)展模式問題。

從經(jīng)濟(jì)學(xué)和發(fā)展要素來講，2025年能成為干線換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的爆發(fā)期。從最重要的經(jīng)濟(jì)性看，我們會發(fā)現(xiàn)日行400公里以上時(shí)，電動重卡有非常好的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)；除了經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)化的工作將在今年完成，所以我們判斷2025年是一個(gè)條件具備、需求強(qiáng)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(luò)建設(shè)的示范驗(yàn)證工作，取得了很好的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。

回到干線發(fā)展，它是實(shí)現(xiàn)重卡全面電動化的關(guān)鍵。那么什么是解決干線推廣的關(guān)鍵呢？有兩點(diǎn)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(dá)成互換，在接口層面做工作就可以。換電的話，在機(jī)械上還有很多難點(diǎn)。第二是經(jīng)濟(jì)性，要想大規(guī)模推廣，一定以經(jīng)濟(jì)性為最終的答案。經(jīng)濟(jì)性中載重是首位，所有損失里，載重?fù)p失是最大的。我們有一個(gè)數(shù)據(jù)，大宗物流運(yùn)輸場景比較便宜，運(yùn)費(fèi)3毛錢1噸1公里，電池多2噸，每運(yùn)1公里運(yùn)費(fèi)少了6毛錢。49噸牽引重卡，燃油重卡每公里運(yùn)營成本2.8元左右，換電重卡加上換電服務(wù)費(fèi)和其他攤銷成本，能做到1.8或2元，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢就七八毛錢，虧2噸的結(jié)果就是經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)，但對行業(yè)來說，應(yīng)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(wù)的成本。這是我們認(rèn)為提升換電重卡經(jīng)濟(jì)性的三個(gè)重要方向。

 

02

 

互換性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢

 

下面講講互換性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢，首先說0和1的問題，就是互換標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展。為了解決互換性問題，歐陽明高院士從2020年預(yù)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(shí)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(jìn)聯(lián)盟，主要任務(wù)是推動互換性標(biāo)準(zhǔn)、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(xiàn)力量。

這是聯(lián)盟做的工作，首先是制定互換性的標(biāo)準(zhǔn)框架，在框架指導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，跟未來的超充電流是匹配的，同時(shí)，還解決了最難以達(dá)成一致的換電接口互換性方法的問題。我們提出了單邊標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，放開了換電鎖止機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求，這樣既消除了行業(yè)技術(shù)壁壘的沖突，又實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化尺寸接口的統(tǒng)一，目前這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)，得到了賈總的大力支持，我們預(yù)計(jì)今年年初或明年上半年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)研究方面推動行業(yè)，同時(shí)也積極推動產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，支持四川省宜賓市申報(bào)重卡換電試點(diǎn)城市。相關(guān)換電連接器和標(biāo)準(zhǔn)化方案在宜賓獲得了示范應(yīng)用。

同時(shí)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(jī)構(gòu)的互通互換是在啟源支持下進(jìn)行的，。頂?shù)鹾蛡?cè)換式機(jī)器人互換性示范是跟寧德時(shí)代在宜賓進(jìn)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(gè)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(yàn)證，基本驗(yàn)證了互通互換技術(shù)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(lǐng)導(dǎo)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(gè)號召也得到了工信部關(guān)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(yù)計(jì)2025年互通互換的示范運(yùn)營能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，2025年之后互換性標(biāo)準(zhǔn)、跨運(yùn)營商結(jié)算模式，都應(yīng)該有成功的示范可以借鑒，2015年以后行業(yè)將進(jìn)入互通互換的主要發(fā)展階段。為了進(jìn)一步在應(yīng)用場景方面去推動互通互換的發(fā)展，我們認(rèn)為掌握著高速、國道、交通干線資源的各地交投和交通領(lǐng)域是我們重點(diǎn)公關(guān)的方向，我們希望交通領(lǐng)域的企業(yè)能夠接納和支持干線建設(shè)互通互換換電網(wǎng)絡(luò)和能源基礎(chǔ)設(shè)施的概念，所以我們跟內(nèi)蒙古交通集團(tuán)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(xué)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(yàn)證互通互換解決方案，將來在交通領(lǐng)域發(fā)展，為換電行業(yè)的發(fā)展打通基礎(chǔ)設(shè)施和場景應(yīng)用模式。我們目前推動在內(nèi)蒙古建設(shè)干線示范，同時(shí)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(shè)項(xiàng)目。

應(yīng)該用什么接口標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)干線換電網(wǎng)絡(luò)呢？我們有一個(gè)觀點(diǎn)。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(gè)接口，全國有80%到90%的換電站支持這個(gè)接口，這是市場存量最大、最成熟、經(jīng)過充分驗(yàn)證的接口方案。基于它，可以繼續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

第二個(gè)是汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提到的單連接器接口方案，它在技術(shù)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(rèn)為在換電站上同時(shí)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(yùn)行。我們在換電站用共享的理念，也就是一個(gè)換電站有七八個(gè)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(wù)帶有不同電池的車型，這就是共享換電站的概念。這是一個(gè)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(gè)車型可以交叉運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展和過渡。

另外一個(gè)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(jī)，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(gè)換電站同一個(gè)倉位服務(wù)，這個(gè)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(fēng)險(xiǎn)。

 

03

 

換電技術(shù)創(chuàng)新趨勢

 

最后講一下?lián)Q電技術(shù)創(chuàng)新趨勢。

充放同口的單連接器可以簡化電氣架構(gòu)，減少接口數(shù)量，提升經(jīng)濟(jì)性，通過提高充電速度，來提升運(yùn)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(yùn)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(gè)車企納入明年產(chǎn)品推出計(jì)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(shí)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(shù)也在持續(xù)迭代，之前的電池鎖緊技術(shù)存在間隙，所以電池框架在車振動時(shí)會顛，帶來額外的沖擊和載荷，使得對框架強(qiáng)度要求比較高。我們開發(fā)了新的鎖緊技術(shù)，可以消除間隙，同時(shí)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，這是鎖緊技術(shù)的變革帶來的更大的性能和經(jīng)濟(jì)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(shí)的結(jié)構(gòu)。但是重卡的油改電和乘用車的油改電不一樣，因?yàn)橹乜ǖ慕Y(jié)構(gòu)同質(zhì)化，它的正向設(shè)計(jì)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(jìn)步，真正面向經(jīng)濟(jì)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(shí)間做出一個(gè)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(jī)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(biāo)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(jì)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(yīng)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(jì)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(shí)際上可以做到130度電左右。通過風(fēng)阻、高效電驅(qū)等技術(shù)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(xiàng)是實(shí)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(yù)留容量，這是第三個(gè)重要方面。

最后從換電站的能源成本方面進(jìn)行優(yōu)化。目前電的成本全國各地不一樣，平均電價(jià)從6毛到4毛都有。用光伏發(fā)電，平均電價(jià)可以做到3毛以下，對車輛的經(jīng)濟(jì)性有巨大幫助。未來能實(shí)現(xiàn)站網(wǎng)互動的換電站，實(shí)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。