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新能源重卡双路快进(二):换电重卡起势

2021-08-27 13:36
【新能源汽车网】

重卡已成为业内公认的换电模式最佳适用场景之一。在国六排放全面实施及落实“双碳”目标的大背景下,换电在一定程度上解决了早期重卡电动化的一系列问题,成为传统燃油重卡“救赎”的重要可行路径之一。

站在聚光灯下

换电重卡有望在这两年实现数量级的快速连跳。

业内专家预测,今年投入运营的换电重卡将超过千辆级,明年有望超过万辆级。

重卡电动化对能源结构变革至关重要,重卡一直被他视为换电应用的最佳领域之一。

从今年上半年公开的各种换电重卡车型的订单数量来看,这一预测甚至可能略显保守。

在第34届世界电动车大会暨展览会上,一汽解放公开宣布在此期间拿到的新能源重卡意向订单超过2000辆,并在此之前还签订了2000辆的充换一体电动牵引车的订单。仅6月1个月,一汽解放拿到的新能源重卡订单就超过4000辆。

现场签约3000辆的东风商用车还在大会期间向客户交付了首批换电重卡,并正式发布“可靠的新能源解决方案”。

拿到大单的还有上汽红岩(上半年超过6000辆)、福田汽车(2020年至今超过1000辆)、徐工重卡(全年计划2000辆)、北奔重汽(上半年近1000辆)等。

即便是近几年新进入商用车领域的吉利,今年也已在矿山投入50辆试点运营的换电重卡。7月更是官宣了一个更宏大的计划:在未来3年内,吉利商用车换电重卡销量超过3000辆,并签约由协鑫能源负责建设60座以上的换电站。

不止是订单,从工信部最新一批的产品公告看,换电重卡将诞生更多新产品,扩大用车企业的选择面。

工信部第346批《道路机动车辆生产企业及产品公告》在7月中旬一经发布便引来各方关注,这是今年全面切换国六以后工信部发布的第一批汽车新品公告。新产品的导向意义不言而喻。其中一个亮点是换电重卡车型达到6款,在近期发布的公告中数量最多。

换电重卡目前已经成为国家汽车产业政策的重点支持对象之一。2020年4月,国家4部委在发文中明确提出将支持“车电分离”等新型商业模式发展。

工信部更是自去年以来多次在公开场合表态支持车电分离及商用车的电动化。《推动公共领域车辆电动化行动计划》将加快推进工程机械和重卡电动化。工信部副部长辛国斌不仅公开介绍换电模式的7大优势,还明确表示将大力推进充换电基础设施建设,鼓励企业根据适用场景研发换电模式车型,支持地方开展试点推广。

解决哪些推广问题

重卡已成为业内公认的换电模式最佳适用场景之一。在国六排放全面实施及落实“双碳”目标的大背景下,换电解决了早期重卡电动化的一系列问题,成为传统燃油重卡“救赎”的重要可行路径之一。

续驶里程短、购置成本高、充电时间长、工况适应差、电池体积过大与自重高等问题一直是新能源重卡推广的主要痛点。

换电这种模式正在尝试解决这些问题,核心思路即“快换 车电分离”。

换电模式的一大突出优点就是能源补给效率远远高于充电。

重卡的重资产属性决定其要求高出行率、快速收回成本等,无法容忍因充电时间比较长而导致的闲置率高。但由于纯电动重卡自身装配电池更多、所需电量更高(充电版通常为800-1000度电),即便在目前的快充模式下,采用双充电头通常也需要1-2小时左右,难与传统重卡的加油速度相比。

而电池快换一般只需3-5分钟,足可媲美加油效率,“不耽误赚钱”,满足重卡用户快换快走的效率要求。

作为运营车辆,重卡用户对成本更加敏感。纯电动重卡动辄上百万元的价格,比同等传统燃油重卡高出20万-60万元不等,让用户在购车中备感压力。在配套设施建设方面,由于电动重卡自身体积大、对充电功率的要求更高,建设充电站的成本也更高。

车电分离为降低纯电动重卡价格提供了更多可能的选择。例如灵活组装配置电池、买整车租电池等。换电站建设在用地、配置等方面也更为节省。据了解,按目前的技术,200m²左右的换电站即可服务50辆重卡的日常运营。

在使用成本上,换电模式让电动重卡能耗成本更低的优势充分发挥出来。一般情况下,用电比用油成本每公里低1元左右。上汽红岩曾用一款充换一体纯电动牵引车产品为用户算了一笔账:该车型每公里消耗电量约为2.6度,工业用电价格为0.5元/度,在整车满载的情况下,每公里运营成本仅1.3元左右。而同等情况下的燃油重卡的百公里油耗为45L,若油价以5元计,每公里成本在3元左右。

有测算显示,一支50辆左右规模的换电重卡车队,相比同级别燃油重卡,能为企业节省的成本高达千万元。

再以吉利商用车在百色矿山运营的50辆换电重卡为例,据介绍,按每日总运货量达到7800吨计算,相比同等燃油重卡,吉利在5年内可节约超过1500万元运营成本,减少2600万吨二氧化碳排放。

在使用寿命和安全性方面,换电模式的解决方案也更为有利,将换下来的电池交由专业的动力电池运营企业进行集中充电和统一管控,不仅让电池安全更有保障,适宜的充电条件和专业的维护监测能延长动力电池10%左右的使用寿命。

适用哪些场景

尽管换电模式解决了不少推广问题,但受限于当前的电池水平,纯电动重卡合适的续航里程仅有200km左右,无法承担好中长途运输任务。

换电重卡能得到更多企业的认可,一个重要原因是找准了场景。

业内人士表示,纯电动重卡在矿山、煤炭、港口等固定运输专线、支线短倒以及一些封闭性场景下的推广已逐渐趋于市场化。

物流吞吐量较大的港口是各方普遍看好的率先推广应用换电重卡的场景之一。

北汽福田汽车股份有限公司研发部高级经理熊演峰指出,港口运营车辆的重要特点就是定点、高频、运距比较短,日均运距为100-150公里,大部分时间在怠速行驶,对产品的需求主要是牵引车。

而且由于港口环境相对封闭,也有利于集中建设换电站。

虽然不适合长途运输,但换电重卡在一些固定运输路线上的表现优于传统燃油重卡,比如运输沙石土料、水泥、公铁联运、钢铁、矿山等。

值得一提的是,在当前的换电技术下,一些矿山重卡换电站还能节省人工成本。

据国网商用电动汽车投资有限责任公司技术研发部主任曹曦介绍,国网在内蒙古的一个露天煤矿换电站能够实现对重卡的全自动换电。“现在我们自动换电成功率已经达到了97%以上,今年将实现真正的无人值守。整个换电站是采用模块化设计,可以实现快速建站和迁移。”

定点、高频的城建运输、生活垃圾运输等场景也是换电重卡发挥作用的重要空间,日均运距从200-700公里不等,对换电牵引车、自卸车的需求较多。

还有哪些推广障碍

在目前的推广应用中,尽管换电重卡选好了合适的场景,在实际运营中仍然面临一系列问题。

一部分来自电动汽车技术本身,体现在重卡上是电池系统仍然超重。据了解,换电重卡相对于传统燃油重卡整备质量普遍重2.5-3吨电池。运输效率、运费上的损失可能能够抵消油电差带来的收益。

以6×4牵引车为例,同等标载下,换电版比普通燃油版车辆少运输2-3吨货物,全年预计少运货2500吨,运费损失预计在6万元左右。

时任汉马科技集团股份有限公司党委书记、总经理刘汉如曾在两会期间建议,提高换电重卡的质量利用系数,计算车辆最大总质量采用车电分离模式,动力电池质量不计入车辆重量中,以满足换电重卡能够快速推广应用。

更多问题来自换电本身。

业内呼声较高的问题之一是标准,这其中包括电池工程标准、认证标准、运维标准和换电站标准等。

国网智慧能源交通技术创新中心(苏州)有限公司副总经理贺宏胜解释说,由于目前各车企整车与电池的连接结构、电池外形各不相同,电池的工程标准实际上是换电资源共享的基础。

他还指出,电池寿命与车辆寿命并不同步,因而有必要考虑将车辆的制造一致性和使用一致性区别对待。而目前电池运维标准的缺失导致电池资产的管理问题,也影响了电池共享机制的建立。

一系列标准的缺失也让换电车辆的事故责任分析变得更为复杂,充满不确定性。贺宏胜建议,各方包括保险公司应一起坐下来认真研究这些问题,而不是让保监会2017年发布的红头文件停留在纸面上。

在专利方面,换电车辆也存在专利交叉授权的问题。在换电车辆中,不同车辆生产厂家会对此进行适配性开发,导致一些专利共享问题。因此应建立电池的专利共享池,让参与其中的企业共同推动专利迭代升级,最终实现电池的标准化应用。

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