玖行能源 李萱：《重卡换电的探索与思考》

 

 

 

 

演 讲 实 录

 

 

 

上海玖行能源科技有限公司首席科学家李萱出席论坛并发表主题演讲——《重卡换电的探索与思考》。

 

 

以下为演讲实录：  

 

尊敬的各位来宾，大家上午好，谢谢大家还能在疫情肆虐的时候亲自来出席线下的峰会，今天由我来代表上海玖行能源科技有限公司来做这个演讲，主要讲一下换电重卡的探索与思考。我的演讲大概分四个部分，首先介绍一下玖行能源，然后我会讲一下换电行业发展的历程和目前市场状况，第三部分着重讲一下与换电重卡相关的数字化，以及新能源汽车国家大数据联盟和我们的一些合作，最后我会讲一下市场的预测和建议。

 

一、公司简介

 

上海玖行能源科技有限公司，是2014年注册成立于上海。是高新技术企业，“专精特新”，也是信用AAA级的企业。由玖行能源首创的重卡换电这个科技项目已经通过了上海市的高端智能装备“首台套”验收，这是在今年10月份的时候。然后上海玖行能源是由国家电投和三峡等能源巨头作为我们的股东进行投资，同时给我们企业进行赋能。玖行能源具有领先的电动汽车充换电产品和系统解决方案的服务商，其中动力电池箱这个产品已经配套40余家重卡主机厂，像刚才有嘉宾讲到，已经有470多种车型公告，其中玖行占了370个车型以上。在换电站方面，玖行已经与20余家能源巨头和市场的合作方进行战略合作。玖行也生产充电桩，是国网和南网的核心TOP供应商。

 

从玖行能源的能力，我们有经验丰富的研发和管理团队，完善的产品研发能力，领先的技术优势，和齐全的实验检测能力。在生产方面我们有多点布局的生产制造能力，有的是与主机厂合作，有的是与当地的制造型企业合作，和当地政府。还配备有资质齐备的EPC工程承接能力。

 

二、换电行业发展历程及市场情况

 

从换电行业发展历程和市场情况来讲，换电行业在曲折中发展15余年，经历了数次起起伏伏，我们换电人一直砥砺前行，终于迎来了曙光，特别是在重卡换电这个场景。大家可以看到这个图上，从左上角的better place，在美国开始这种换电的尝试。然后到上面中图这个是国家电网在黄岛的薛家岛做的公交车的换电厂站的尝试，这个当时国网的团队，也是现在玖行能源团队的中坚力量。可以看到奥动新能源的乘用车、出租车换电站，现在有数百座。然后可以看到蔚来的乘用车换电站有上千座。右下角是玖行能源第一个商用重卡换电站，在北京密云，投入运行是2019年底，到现在已经超过三年的时间，安全运行，终日无休。

 

到目前为止，玖行的重卡换电站已经建成227座，这个数据截止到今年11月份。在建有30座，待建的有26座，覆盖的省份超过了27个省市自治区，覆盖城市超过75个。值得一提的是，这227座其中的130座是今年建成的，比2021年有50%以上的增长。

 

从电力电池箱总成适配主机厂的角度，刚刚已经讲过，公告有370多款，已交付的数量超过3万套，配套主机厂40余家，安全运行里程超过8亿公里，适配的车型包括了牵引车、搅拌车、自卸车、宽体矿卡。这里值得提的是，这3万套的交付量，其中2022年，我们现在预计到12月底可以交付超过2万套，比2021年增长超过了一倍。

 

重卡换电的产品解决方案，从玖行的角度我们是有三部分。上部分是动力电池箱总成，包括了动力电池箱的上框和底托，中间还有相应的换电控制器T-Box和电池的信息采集装置B-Box。换电站包括了换电机器人、桁架、架载机、移动台、站级监控系统和配电系统。下部的电动重卡数字能源管理平台，一会儿会着重讲一下，其中包括了充换电站运营的管理平台，动力电池全生命周期的管理平台，以及智能运维管理平台。

 

动力电池箱总成主要包括这些部分，分别列在下面。值得强调的就是动力电池箱，包括电池在内，它们是比较重的，传统的比较标准的动力电池箱282度电，加上外框，大概重3吨左右。从运输的角度，成本核算的角度，都希望这个电池箱电池能量越来越大，但电池箱越来越轻，玖行也是沿着这个方向持续不停地努力。从现在282度的标准电池箱，到350度，现在有420度的电池箱，都开始逐步的投放在市场。

 

同时，这个框架本身也在持续的轻量化和减重，但在轻量化、减重和电池能量更多，也意味着更重的情况下，怎么能够保证框架强度，因为大家都知道，电池箱工作的环境都是比较恶劣，从路况颠簸程度，到污染的程度，粉尘的程度，和路况的拐弯、急转、急刹、急下的程度，所以都对电池箱框体的强度有硬性的要求，所以怎么能在减重的情况下，在电池能量越来越强，重量越来越重的情况下，还能够让框体支持，这是一个持续的研发过程。

 

这个是动力电池箱底托，包括这些关键的部位，尤其是连接器和各种充电装置。

 

这是玖行的重卡换电站，是第八代换电站，这里面有不同的版本。这个版本已经是和之前的几个版本相比，已经是一个，从研发角度来讲已经有质的飞跃，它是一个撬装式的换电站，占地面积比较小，同时各个模块都可以分装组合，已经是可以不用做土建，在地面硬度达到的情况下，只要做基本的地平，使换电站成为一个装置而不是建筑，所以使制造速度和安装速度都达到了前所未有的程度，所以我们每天都有新的站能够在国家的各个场景角落屹立起来，这是一个持续的过程。

 

同时，我们在研发第九代和第十代的站，我们叫900系列和1000系列，正在投入的站总目标还是将换电时间，大家一般知道重卡换电时间是3-5分钟这样一个节拍，我们可以进一步使换电时间缩短，同时我们要使换电的稳定性和可靠性进一步提高。因为在很多场景都是24小时三班不停运行的，这个对换电的稳定性和可靠性有极高的要求。然后我们还会将这些换电站做成更多的IOT，我们叫物联网化，所以使这些换电站能够实现少人化和无人化，朝着无人化的方向来演进，所以后续的900和1000系列的换电站，我们会持续发布，敬请期待。

 

三、数字化及新能源汽车国家大数据联盟

 

我会重点讲一下玖行在数字化方面和新能源汽车国家大数据联盟的合作。从能源管理平台角度，我们玖行电动重卡数字能源运营管理平台主要包括三个部分，包括电池管理平台，充换电运营平台和智能运维平台。它们都通过玖行的站级监控系统，与各种各样的设备，包括架载机、换电设备、启停设备、照明安防、配电设备等，发生通信和交互。同时我们在电池箱有与电池进行信息交互的B-Box，和在车辆端控制车辆的T-Box，整个系统在系统层和硬件层都有非常完备的支持。

 

其中，换电运营管理平台，通过数据分析，提供运营数据的细颗粒度的概览，包括电量、接入车辆、服务车次、换电次数、设备数量等等相关数据的统计，以及换电站的分布、区域、电量排名、分时段电量占比等。站点分布、实时状态监控，站内场景云端的3D展示，大家可以看到这个图，是个3D展示，并采用区块链技术，使整个体系的数据达到更加安全和可靠。因为大家也知道，这几天某供应商也发生了数据安全方面的一些问题，被黑客盗取数据，从而索取赎金这种事情，我们也会在这方面对数据的安全有一个更高的要求。

 

电池管理平台，通过数据分析，提供运营数据的细颗粒度概览，包括电池箱总数、累计减少碳排放量、累计充电量、累计放电量等相关数据统计，以及电池箱的分布、服务车辆品牌排名、故障提醒等等。系统包括了，大家可以看到右边这个图，是一个动态的3D影像的展示，我们可以监控每一块电池，它里面用虚拟现实的方法，从全方面监测电池状态。其中包括了电池的寿命预测，实时健康状态预测、衰减趋势预测。包括告警判断，电气故障，电化学的异常反应等等，可信的电池残值评估，SOH等全生命过程数据，利用区块链管理，增加信息的可信性。

 

下面讲一下我们怎么跟国家大数据联盟发生合作，首先是重卡换电的差异性，使我们对数据反映在平台上也会有差异，跟传统的新能源充电车辆相比。因为充电车辆大家都知道车与电池是固定的，我们可以用简单示意图看一下车号1、2、3，上面背的电池箱是A、B、C，它几乎是永久性的配对在一起，除非发生了事故，电池出现了残损，需要改变这个配对，但是绝大多数情况下，A配1，B配2，C配3，这种配对方式是永久性的。

 

换电车辆不是，车与电池是自由组合的，所以一开始的时候可能是1、2、3号车配A、B、C号电池，换电后，配对的方式就发生变化，你再换电又发生了变化，这只是一个简单的例子，三辆车三块电池，如果是30辆车，30块电池，当然换电站内还有备用电池，所以相互之间的排列组合情况会非常复杂，这个是重卡换电的差异性。

 

这个图想给大家介绍一下，接着上一个图，我要是想知道这个电池全生命周期的状态，仅监控这辆车只能达到一定的目标，就是因为它可能换，在它换的时候，我就为了能知道充和换会结合在一起这个电池的总体状况，所以我需要从一个电池的视角来进行跟踪。怎么从一个电池的视角，这就是一个电池，我们实际挑出来电池号，它的SOC的分析。可以看到它一天从0点再到0点，这一天它一共充过两次电，换过两次电。为什么我们能看到它换过两次电，中间这个绿色曲线，是这块电池在我换电站里面进行换电的时候我的站控系统检测下来。黄色的线是充电枪充电。

 

当然这样的图并不是很多，这个图就是给大家表明，你如果监控这块电池，它不进行换电，它就中间都是这个黄线，你是能知道这块电池这四次充放电所谓全生命周期一天的全生命。但如果牵扯到换电，这两条绿的线是不知道的，你不知道缺失的电池在充电站里是怎么充电。对于一个电池来讲它是怎么进行充电，怎么进行有序充电的，从多少SOC充到多少，它将近充满的时候，它是用什么样的算法来保护这个电池，它中间有没有温度、电流、电压的激变，从而产生对电池的影响，这就需要全生命周期的观测。现在跑在路上大概3万多块电池，都能够有这样完美的曲线，每天都能看到这个曲线，然后连接在一起，我们就能够更好地管理电池健康，和对它的安全隐患做出预测。

 

换电的差异性还表现在，相对于乘用车，它电池能量更大，它是个生产工具，对换电的依赖程度更强。动力电池箱和换电标准其实它更好统一，刚才各位讲标准的专家们也都说到了，因为毕竟现在还是一个相对来讲并不是很多需要统一的地方，所以相对还是比较好统一。场景相对固定，便于布局管理。参与方多，模式更加复杂。

 

对于重卡换电还有一个，与金融多点结合，关联性比较强。数据整合难度比较大，就像刚才那个图展示的，需要各方的数据整合在一起，因为它难度大，所以整合出来的数据价值会更高。

 

相对于单纯的充电，重卡换电差异性表现在：车与电池分离，形成多对多的关系，刚才我们展示过三对三。然后出现的新的生态主体，例如电池银行。还有电池用于不同的车辆，潜在的风险未知，这是不同车配备不同电池的时候，因为车型不一样，电池也不一样，所以它产生的潜在风险是更加未知。然后给配套的金融方案提出了新的挑战，包括银行类的金融方案，当然也包括了保险类的金融方案，包括最近我们也跟很多保险公司在进行这方面的交流。由于数据的交叉和整体的难度更大，所以数据的价值更高。

 

基于以上这些论点，我们发起成立了一个叫重卡换电工作小组，为解决行业痛点，促进自身业务发展，在“新能源汽车国家大数据联盟”的支持和帮助下，2022年11月玖行能源在联盟之下发起成立了一个重卡换电工作组，并任组长单位。工作组将在政策建议、互通共享、专项服务商聚集成员优势。同时平台将联合重卡换电行业上下游生态企业，制定行业相关数据采集、存储、使用、安全等方面标准，为新能源汽车数据的合法合规使用奠定良好基础，从而进一步推动商用车的电动化、智能化、网联化。

 

目前来看，重卡换电工作组包括了很多主机厂商、能源巨头、电池企业、设备制造方、金融资本、属地政府等客户，也欢迎与会的各界同仁能积极参与重卡换电工作组的工作，我们都是开放的，欢迎所有同行、同业的同事们来参与。

 

四、市场预测及建议

 

下面我简单讲一下从玖行角度看到的市场预测和建议。

 

从新能源重卡换电市场前景，我们预计到2025年，新能源重卡渗透率有望达到20%，其中换电重卡占比预计可达70%，比刚才李总预测更激进一些。对应2025年换电重卡的销量将超过20万辆，换电重卡需求增加，将带动换电站和动力电池等多方价值主体需求。预计2025年新增重卡换电站规模将达到4500座以上，当年新增设备市场空间预计超过200亿，整体市场规模可能突破千亿大关。

 

重卡换电站的主要应用场景，在现在来讲主要在热力电厂、港口短驳、矿山、城市渣土、建筑垃圾、中短途干线、钢厂短驳、电动船舶、城市公共服务等。

 

中短途干线我想重点讲一下，它这个商业模式探索和普及对重卡换电具有非常重要的意义。从玖行角度来讲，我们现在已经参与两条中短途干线的建设工作，分别会有数百公里的规模。关键点刚才也有其他同事提到了，电池互换，在不同运营主体之间电池怎么换，如果换电主体不是一家，而是多家，那它们之间电池的标准和物理结构是不是能够互换，电池的管理和追踪，我们得有一个体系能知道这块电池在任何时候走到什么地方，所以对体系里面任何一块电池要能够有追踪的机制，以及清分清算在这个体系中如何进行。

 

最主要的还是要制定一个商业规则，各个参与方能接受的商业规则，就会在大家都共同认可的商业规则下，解决大家想的新换旧、旧换新等问题，我的新电池被别的旧电池换走了，然后计费，我的电量是怎么计量，当然电量后面加上计费几毛几分，这些账都要算，所以这个规则非常重要，参与的各方必须得坐下来，在同一个规则的支持下探讨这个事情。大家都知道这个的重要性，换电重卡能够在干线物流，从中短途直接到中长途，有朝一日可能在京沪之间有这样一条干线跑起来，这都是大家希望看到的。我就讲这么多，谢谢大家。