李立国：《重卡换电互通互换干线网络建设趋势 》

 

以下为演讲实录：

 

中国电动重卡换电产业促进联盟 秘书长 李立国 发表了《重卡换电互通互换干线网络建设趋势》的主题演讲，他表示：  

 

    在重卡运营场景里面，可以看到绿色的部分就是现在换电重卡包括充电重卡主要竞争的市场，即短途封闭场景为主。在整个重卡运营量的占比当中，大概只有17%。我们看到充电占比很高的现象是因为在这个区域有大量的相对低频，有时间充电的情况，所以充电重卡，特别是大量的充电重卡还是能满足需求的。

    另外，这种场景下，还有很多超重对场景不是很敏感，所以大电量对于亏吨的影响也能够容忍，所以有比较大的比例。但是重卡的主要比例还是在200多公里到1000公里的主要干线，在干线上对换电和补能时间的容忍度比短途情况更加严格。所以我们分析，未来在干线的运输场景下，可能换电会占据更大比例，同时也是整个重卡电动化必须要攻坚解决的核心场景。

    我们感觉2024年应该是干线建设的元年，启源2023年已经建了很多中短途干线了。为什么说它是元年？首先，干线的建设是需要统一接口的标准的支撑。刘桂彬走也提到，今年底发布了汽车行业互换性标准，这是第一个最高级别的行业标准，能够为我们建设互换性方案提供一个支撑。第二，政策引导上，2021年是换电试点城市，有大概三个城市是重卡特色类的换电试点城市。今年7月份发的政策就开始强调交通干线加速换电基础设施，这也能够看到我们政府对整个产业发展节奏的把握和导向，也就是说从今年开始倡导干线。我也了解到，一些部委也在推，可能进行一些干线示范建设项目。

    从用户体验和本质来讲，干线由于车辆的日行驶里程更长，所以它消耗的燃油更多，油电差使得它改成电动之后的经济性更好，如果计算到平均多公里成本的话，它也会随着日行驶里程快速下降。我们现在经济不凸显的很重要原因，大部分都是在200公里以下的城市渣土、混凝土搅拌车，还有一些短途的倒短，大部分时间被排队占据，而不是被运输占据，使得它的日行驶里程比较差。到了200公里以上，我们会发现经济性快速改善，再加上它全年运输里程比较长，所以整体的经济效益会更加凸显。干线之所以比前面发展的慢，是因为没有人敢建一个非常长的上千公里的线路换电站全部铺满，等着客户来。这个经营风险是比较大的。

    2024年，我认为整体的站的建设和车的销量肯定还是以中短途为主。但是到了2025年，通过2024年干线建设的一些摸索，包括技术、互通互换的经营清分结算规则建立。2025年之后，国标、行标、互换性标准就完善了，干线会成为建设的最主要方向。

    换电站的建设，目前行业里是两种思路。一种思路是比较传统的封闭性场景，我找到一个车队，他说他能买30辆车，能过我的投资盈亏的平分线，我就跟他谈换电服务费，然后他再找几个车企谈车多少钱，最后大家互相竞价，过了3-6个月，最终谈成一单。这种形式的推广效率是比较慢的。另外一种形式，按照基础设施建设的逻辑，我用一个换电网络对这个区域进行覆盖，因为换电本来就是用换一次电较短的行驶里程，通过多次换电拼成无线续航的补能模式，所以网络对它来讲是最重要的基础，也是它的核心价值。所以在单站的时候，一个换电站对充电站的竞争力相对来说还是比较薄弱的，特别是车辆比较小的时候。对于长途来讲，通过区域来讲，换电就能形成更大的网络化优势，让你在这个区域形成定价权。而前面的模式，基本是靠拼价格，一单一单的去谈，你相对来说很被动。

    同时，用户的购买意愿也会发生本质变化，前面用户要赌这个运单可不可持续，因为我买了这辆车以后，你就在这儿给我建一个站，那我这个活没了以后，我要去另外一个地方找活，那我就只能在站附近，你要太远的话，我就不确定是不是可以，所以他的购买意愿达成的边界条件太多，使得决策周期和难度变得很大。但是如果说我买车的时候考虑周围像加油站一样到处都是换电站，我随手就可以建，我的业务主要在这一个城市，只要这一个城市铺满，我就不用考虑是谁家换电站的问题，只要都能用，那我只需要现在买油车合适、汽车合适，还是电车合适。这种模式的转变将极大加速重卡的电动化转变。今年10月份发布了公示，11月19日公示完成，标准号是1201-2023，我们认为这几项标准今年算正式发布了。

    我下面简单地对标准做个解读，左上角的数模代表了汽标互换性标准条件下互换电池包的所有外形边界，你只要在这个边界里，所有蓝色、绿色的接口尺寸跟它一模一样，底部中间的水接口、电接口还有四个晶导向接口，都能够和它保持一致，避让这四个坑的空间你不会超过，按这个做的换电电池包在各种符合标准的换电底座上都能够交叉互换适用，这个互换标准是一个半边约束，只约束了电池包。只要换电底座做在左下角蓝色的框框内，那些实体化部件的位置和尺寸一模一样，不管你用了左边到底是哪种锁紧的机构和形式，只要满足这几个要求，它就可以互通互换。当然，这指的只是几何尺寸，还有性能。

    汽标的一个特点，比如大家叫它单连接器换电底座，但实际上它核心指的是一个连接器就够用，左边是传统四连连接器。并联之后能达到500A、750V的充电容量。汽标连接器可以达到800A、1500V的容量，所以它更能够兼容未来重卡电气平台的发展趋势，也就是说它能够实现将近2MW以上的充电功率、放电功率，能够兼容未来的高压平台，有些面向未来的性能优势。同时，它的电流大了以后，只需要1个连接器就可以满足原来4个连接器的功能，可以降低成本。除了成本之外，就是对换电站周转效率的影响，282度电100%的充电时间，对于这个电量，500万、800万都无所谓，都够用，都能在45分钟实现充电更换。但是更大电量的时候，比如400度电，传统的连接器的容量就不太够用了，充到100%需要62分钟，而新的连接器只需要41分钟。随着大家对换电一次续航里程需求的提高，以及电池能量密度等技术的提升，单次换电的电动化是未来的趋势，为后面的大电量电池的换电周转效率提供了很好的支撑。

    增加冷却水的接口，之前的方案是将水冷机和电池包都做到换电电池框架里，形成一个封闭系统，这样它的冷和热都是电池和自己之间，它能够整车交互的是电。但是增加了冷却接口之后，它可以直接和整车之间交互热量，我们经常说特斯拉的车冬季续航里程很好，就是有非常复杂的综合热管理系统，包括热泵、电池、电机多方热量进行综合管理，这应该是未来最优化的热管理趋势。有了水接口之后，能够使电池的热管理和整车融为一体，创造出了优化的技术空间。

    这是我们现在了解到的各家技术，其中一个是科诺威做的三源热泵技术，根据他公开发表的数据来看，可以将冬季的整车能耗降低15%，效果非常明显。另外一个比较简单的是直接热交换模式，将电机冷却水和电池冷却水进行热交换，根据我们的分析，它大概可以代替30%的PTC加热，大约带来5%左右的续航里程改善，这是余热回收技术。

    锁紧接口，都视为是换电机构厂家的核心技术和核心壁垒。在标准里，我们没有去争把锁紧机构什么样的动作方式定为标准，比如说绿色是比较常见的横向伸缩锁紧机构，红色是从内侧转板的压紧结构，行业里还有四连杆等各种各样的方式。不管什么方式，都不做限制，只是让你在蓝色的锁块顶面也好、斜面也好，找到你要着力的点，确定好受力高度，避开了大家对实现方式的分歧。

    

简单总结一下，汽标给我们带来了什么样行业应用价值的改进空间？

 

    1、站端充电速度对于大电量来讲可以进一步提升，使得同样备用电池的情况下，站的周转率和服务能力得到了提升。原来电池的冷却完全靠电池包上的水冷机，比如8-10KW，它1C充电时的电池温度是不再上升的，它离开充电站的时候大概是45-50度的温度范围，行车过程中继续冷却，把它冷却到30度以下。它有两个问题，第一，我们会发现电池温度曲线的三角形实际上平均值高于舒适温度，这对它的寿命是有一定损伤的。第二，行车的时候还在努力地对它进行制冷，很多电充进去是为了跑车，那变成了给电池进行制冷。增加了水冷接扩之后，它可以用换电站冷却。换电站冷却的话，车上要备50个水冷机，站里有7个就够了，同样的成本价，功率更大。这种使得充电过程中电池温度到35度、30度就搞定了，离开换电站的时候也不需要再制冷，因为1/4C时间放电的话，实际上温升只有两三度，这样就可以在车端把水冷节省掉，这是既能延长电池寿命，又能降低车端成本和重点的技术。

    2、司机端减少连接器和水冷机，降低购买成本，大概1万块钱。可以降低大概七八十公斤的重量，这样可以多拉货、多赚钱。可以降低冬季制热和电池保温的能耗，降低夏季电池制冷的能耗，从而提高运营效率，降低能耗成本。

    3、通过标准带来了互通互换的参考，能够打破行业壁垒，引进更多竞争，加速市场降本。这个标准是目前行业最高等级的标准，已经被宜宾地标、雄安地标、四川地标、启源、内蒙高速集团等运营商和政府得以采纳，我们是未来的重要方向。

    有了新标准，但是前面有那么多车，是不是就不能运行了，这肯定是不好的。考虑到行业渐进式的进步，我们提出了“共享换电”的理念思路。比如说我原来有个客户买了20辆四连连接器车，后面听说单连器不错，我后面能不能买这种新的标准。原来20辆车的时候应该还没上换电站，又买了30辆之后，适合上换电站了，那我们在换电站给你放了3块四连接器备用电池，放了4块单连接器备用电池，你又有了20辆四连接器的车和30辆单连接器的车，它们是可以混合运行的，这样避免了前期投资浪费以及对选用新方案的纠结。

    从网络建设来讲，我们现在有些区域已经接了很多四连连接器的站和车，它现在运行的很好，可能中间还需要补一些车，也想新建一些站。这种情况下，我们就想上车，就可以在这个区域交叉的建新站，这个站也是共享式换电站。有了共享式换电站，四连接车也可以跑到更远的地方，单连接的车也可以去四连接的区域运行，这样就实现了网络的无缝衔接和延伸，避免了行业标准变化过程中的浪费。具体方案其实也很简单，就是在原来的换电站里把充电底座换成一部分是四连接接口、一部分是单连接接口，这没什么太大的壁垒，可能在软件适配性和自动调度方面做一些改进。

    启源一直是我们重卡换电领域运营商的先行者，启源在很多地方已经建成了区域化的干线，就是在两三百公里的范围。现在宁德的骐骥换电也在推动建立跨城际的干线物流示范场景，干线是趋势，这是大家的共识，只是在技术路线上可能有后背式换电和底盘式换电的方式，有一些其他方式有大电量的优势，但是大电量的代价有两点：第一，初期投资高，但是如果每年跑30万公里的话，这个问题也不大。第二，重，500度电的重量大概四点几吨，600度电大概5吨多，相对于后背式就多了两三吨重量，拉重货的话是入不敷出的，拉轻抛的话没有问题。重货条件下，往往装卸货场景的路况和环境是比较差的，还有喷淋抑制扬尘的手段，会带来底盘电池安全风险、磕碰防护问题。还有底盘式连接对脏污环境耐受性的问题，比如说机器人的视觉定位可能看不清楚。再比如说螺栓式拧的接口，像东北底盘式换电，包括今年在呼和浩特都出现了冻住换不下来的乘用车问题，是不是在商用车也会面临同样的挑战。还是需要一个时间阶段对技术进行验证，环境适用性和场景适用性，可能会有齐头并进、共同发展、共同探索的局面。但是目前底盘式换电应该属于最初期的金融市场验证期，有点像后背式2020年的阶段。

    内蒙古交通集团在自治区的指导下规划了整个内蒙古11000公里高速和国道全面覆盖换电网的建设规划，目标就是用两年时间，先把蒙西建好，再往蒙东延伸，这就是区域覆盖的思路。