如何看待換電重卡的方向？

2021年的汽車市場，可以從乘用車、大巴和專用車幾個方向上來看。乘用車不用多說，大巴的市場一直比較平穩(wěn)（或者說潛力基本用盡），專用車在2021年表現(xiàn)出來不俗的戰(zhàn)斗力。

目前從裝機量來看，純電動專用車占據(jù)了中國第二大車用動力電池市場，而2022年在重卡電動化在節(jié)能減排方面具有巨大的潛力。

表1 2022年主要市場的增長速度

重卡電動化跟乘用車電動化是有本質(zhì)的區(qū)別，它是重卡生產(chǎn)工具，油電價差的存在使得電動化具備非常好的經(jīng)濟性的基礎(chǔ)。但是這個里面仍有一些不利的因素，從傳統(tǒng)來看：

1.純電動重卡成本高：很貴，一臺100多萬比依靠發(fā)動機的傳統(tǒng)重卡（30萬）貴了2-3倍左右

2.純電重卡運營效率低：重卡比較重，裝完電池更重（比傳統(tǒng)車重2噸多），這使得純電重卡有效運力下降，收入會減少；更要命的是充電慢（一次最快一個小時），找不到充電樁可能耽誤兩三個小時，極大占用了運營時間。這使得純電重卡帶來的收益受到極大的打擊，經(jīng)濟性沒有體現(xiàn)出來。

3.配套建設(shè)難度大：由于純電重卡體積大，需求充電功率大，充電廠站建設(shè)是很有難度的。

以上幾點使得重卡換電這個方案具備了很大的可能性。

從2021年的實際來看，重卡的換電變成了一個很好的破局點，主要依賴于車電分離的商業(yè)模式與換電的技術(shù)相結(jié)合：

首先通過金融手段設(shè)立公司，由電池銀行把重卡電池買走，再租給用戶，向用戶收電池租金（可分為按月收和按公里收等方式），換電運營商提供充電和換電服務(wù)，整車廠直接賣車。

圖1 換電模式的優(yōu)勢（參考自換電對重卡電動化的關(guān)鍵作用和產(chǎn)業(yè)化探索）

Part 1 換電技術(shù)的現(xiàn)狀

根據(jù)立國之前的分類演講，國內(nèi)重卡換電技術(shù)主要有三種：頂?shù)跏綋Q電、單側(cè)整體換電、雙側(cè)整體式換電。

圖2 三種不同的換電方式

● 頂?shù)跏降膿Q電方案：這種方案是使用鋼索來調(diào)運電池包，接近落座的時候，使用鋼索的柔性實現(xiàn)對位誤差兼容，特點是技術(shù)簡單、成本比較低，是最早商用化的方案。

● 整體側(cè)換的方案：采用機器人剛性的抓取機構(gòu)，控制精度要求比較高。比較適合城市的公共型換電站，換電機器人需要視覺、激光雷達精密的定位裝置，這使得適應(yīng)性很好、推廣起來更容易。其中雙側(cè)最大的優(yōu)勢是電池不占貨箱空間，需要兩套機器人，兩套存儲充電倉。

圖3 重卡換電示意圖

從分解來看，電池的存儲充電倉，一般采用就地充電的方案。在環(huán)境惡劣情況下，也可以把后面的整套存儲充電倉裝在車上運輸，在特殊區(qū)域進行配件。這個里面核心部件就是換電機器人——對電池搬運設(shè)備，可以從側(cè)面抓取（通過激光雷達或者機器視覺進行精準定位），甚至是吊頂頂上抓取（定位平臺）。換電的車載系統(tǒng)一般是由一個車載的換電底座跟車固定在一起，有一個可更換的換電式電池系統(tǒng)總成，在車和換電站之間進行流轉(zhuǎn)。

圖4 換電裝置概覽

Part2 寧德時代的標準換電電池

這個工作，其實寧德時代和國家電投做了不少事情。

國家電投旗下的玖行能源公司提供整套換電機構(gòu)，玖行能源也可建設(shè)換電站。在純電重卡的車輛底盤上安裝了對接換電電池包的底座，底座上安裝兩個充電連接器和放電連接器，在電池包上也有相對應(yīng)的插接器，由于換電過程中會頻繁的插拔，對充電連接器和放電連接器的可靠性和耐久性要求相當?shù)母?，插拔次?shù)要求也是極高的。

圖5 重卡標準電池包

這個電池包設(shè)計的方案，是并聯(lián)擴展的方案，從282kWh最大擴展到350kWh。我的理解，在做乘用車換電的同時，重卡換電和標準電池方案已經(jīng)跑了一段時間了。

圖6 換電重卡的換電連接器部分

小結(jié)：

我在想就換電連接器和充換電之間的差異，可以測算下總體的容量，隨著換電作為一種方案嘗試在各個領(lǐng)域推廣，需求還是在有序增長的。