李立國：重卡換電互換性技術(shù)進展和展望

 

大會由中國汽車工程學(xué)會等單位承辦，將以 " 碳中和愿景下的全面電動化與全球合作 " 為主題，邀請全球各國政產(chǎn)學(xué)研界代表展開研討。本次大會將包含 20 多場會議、13,000 平米技術(shù)展覽及多場同期活動，200 多名政府高層領(lǐng)導(dǎo)、海外機構(gòu)官員、全球企業(yè)領(lǐng)袖、院士及行業(yè)專家等出席大會發(fā)表演講。其中，在 8 月 28 日舉辦的技術(shù)研討：充換電技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)模式探索上，中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進聯(lián)盟秘書長李立國發(fā)表專題演講。

 

以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實錄：

各位嘉賓大家下午好！我是中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進聯(lián)盟秘書長李立國，下面分享重卡換電聯(lián)盟在重卡換電標(biāo)準(zhǔn)化互換性標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)合作方面做的一些工作和思考。

 

首先看一下重卡從它誕生到現(xiàn)在發(fā)展情況，左邊是新能源重卡中的比例，三年來達到 50%-60% 的比例，說明車企在推出新能源重卡方面已經(jīng)將換電作為非常重要的產(chǎn)品技術(shù)路線進行推廣。右邊這個圖，是換電重卡今年有望超過 60%，這代表整個市場和客戶對換電重卡車型適用性經(jīng)濟性的認(rèn)可。從這兩個數(shù)據(jù)來講，我們認(rèn)為重卡的換電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入了高速增長階段。

 

這是我們收集的一些車型和參與換電運營企業(yè)。目前已經(jīng)有 140、150 座換電站投入運營，進行規(guī)?；茝V階段，國家電網(wǎng)、南網(wǎng)、中石油等一系列大型企業(yè)進行換電運營投資建設(shè)。

 

隨著銷量增長，換電技術(shù)也是呈現(xiàn)了百家爭鳴的發(fā)展態(tài)勢。從 2019 年、2020 年初只有 1 家提供一種解決方案，到目前已經(jīng)有十幾家提供換電系統(tǒng)解決方案的企業(yè)在做相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)，產(chǎn)品呈現(xiàn)了一個蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，整個供應(yīng)瓶頸逐漸被打破。

 

這是我們典型車載系統(tǒng)，換電設(shè)備大家見的比較多，車載上有一個底座，上面有一部分換走的是換電池系統(tǒng)，這里展示的是四種不同的低筒，大家可以看到底座差異化比較大。但上面方方正正的，是比較一致的，展示了標(biāo)準(zhǔn)化的潛力，總體空間相對比較規(guī)整。但是它的難度是連接界面呈現(xiàn)多樣化的特點。

 

連接界面中最核心的是五個部分，一個是粗導(dǎo)向、精導(dǎo)向、鎖緊，現(xiàn)在展示的有八種，70% 以上都是斜面楔塊壓緊、平面壓緊、轉(zhuǎn)鎖機構(gòu)。

 

這是電連接，電連接方向除了接口定義，還包括電機構(gòu)型兩個方面，要從構(gòu)型和產(chǎn)品接口兩個方面進行標(biāo)準(zhǔn)化。目前連接器不只是展示這四種，可以十幾種。最大的問題或者最主要的問題是構(gòu)型，目前行業(yè)里廣泛采用的是四連接器構(gòu)型，主要兩個原因造成：一個是早期重卡換電沒有大電流連接器，借用標(biāo)準(zhǔn)客車電池包充電放電口出現(xiàn)兩個，所以出現(xiàn)兩并，兩套分離接口技術(shù)路線；最終它可以跟乘用車走向單一接口化，目前出現(xiàn)了中間過渡兩連接器和最終單連接器的技術(shù)路線。

 

剛才我們展示的是產(chǎn)品技術(shù)多樣化的特征。為什么技術(shù)多樣化不行？大家充分競爭找出一個好的路線不是挺好的。但是換電有一個能源基礎(chǔ)設(shè)施特征，像充電一樣，充電正是因為走進了互通互聯(lián)發(fā)展階段，乘用車銷量和產(chǎn)品推廣用戶便利性才得到提升，才促進了新能源乘用車發(fā)展。

 

如果我們?nèi)姴蛔叩酵瑯拥男Ч瑫霈F(xiàn)像乘用車換電一樣，分品牌分區(qū)域的一個局部解決方案，不會形成一個全國全行業(yè)通用的能源補給網(wǎng)絡(luò)。這個網(wǎng)絡(luò)不再是廣泛能源基礎(chǔ)設(shè)施，它的發(fā)展失去了最大的活力。

 

本質(zhì)上主要幾個問題。第一個，網(wǎng)絡(luò)不通用會帶來用戶的不便利，這是體驗問題。第二個問題是，會帶來同樣區(qū)域內(nèi)的用戶，為滿足他的需求，會建多種規(guī)格換電站，造成土地資源換電站投資浪費。第三個，換電不標(biāo)準(zhǔn)化意味著電池資源不標(biāo)準(zhǔn)化，圖里可以發(fā)現(xiàn)，這里承擔(dān)著換電產(chǎn)業(yè)推廣最重要重資產(chǎn)投入不是換電重資產(chǎn)運營商。換電站很貴攤到每一輛車就是十幾萬，所以重資產(chǎn)持有方最大一方不安全，難以流通，會使得投資意愿大幅降低，嚴(yán)重限制整個行業(yè)發(fā)展。

 

所以針對我們這個標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義，借鑒整個電動乘用車的充換電技術(shù)發(fā)展，以及跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展耦合互動過程中的一些經(jīng)驗。歐陽明高院士和劉永東主任從產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期就預(yù)判了這么一個重要的問題，2020 年 9 月份，在各專家領(lǐng)導(dǎo)牽頭下我們發(fā)起了電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進聯(lián)盟。主要目的就是和龍頭企業(yè)合作，互換型標(biāo)準(zhǔn)和互通互換產(chǎn)業(yè)協(xié)作，使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展最早期，在成本最低的時候形成標(biāo)準(zhǔn)化互換型的標(biāo)準(zhǔn)體系，技術(shù)體系、產(chǎn)品體系和商業(yè)化合作。使得這個行業(yè)更向充電發(fā)展，很快有了互換型的標(biāo)準(zhǔn)接口，后面發(fā)展非常順利。

 

我們做互換型標(biāo)準(zhǔn)化體系，首先要關(guān)注國家標(biāo)準(zhǔn)是怎樣的，學(xué)習(xí)和研究中電聯(lián)發(fā)布的電動汽車充換電體系，2020 版提到了電池更換標(biāo)準(zhǔn)化體系，更側(cè)重于在互換中能源供給單元和充電設(shè)備。

 

第二部分，就是在車上的部分，主要由汽標(biāo)委參與負(fù)責(zé)比較多。2021 年 10 月份汽標(biāo)委發(fā)布了電動汽車標(biāo)準(zhǔn)化，講到車換電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，強調(diào)換電電池包和兼容性的問題。

 

結(jié)合兩個主管單位的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，我們根據(jù)產(chǎn)業(yè)實際意義、自身特點和聯(lián)盟中核心單位的意見，形成了聯(lián)盟關(guān)注的或者優(yōu)先想實現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)框架。首先是換電安全性，包括換電車輛、換電機構(gòu)、換電操作。包括接口兼容性和通訊協(xié)議等。我們最終在劉主任指導(dǎo)下把高質(zhì)量換電在最早的時候進行了布局和關(guān)注。

 

在質(zhì)量責(zé)任和追訴管理聯(lián)網(wǎng)通信方面做了一些規(guī)劃，這是我們現(xiàn)在做的整體目標(biāo)。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，首先擺正聯(lián)盟做標(biāo)準(zhǔn)化工作的心態(tài)，樹立一個大家共贏的目標(biāo)。充分利用行業(yè)有先發(fā)優(yōu)秀企業(yè)既有經(jīng)驗和投資和積累。基于成熟的產(chǎn)品進行特征提取，盡量避免把技術(shù)細(xì)節(jié)限定在成熟產(chǎn)品上，這樣能給其他的參與企業(yè)留下創(chuàng)新空間。既尊重歷史又能夠面向位來。同樣一個互標(biāo)準(zhǔn)下我們優(yōu)先規(guī)定電池側(cè)，因為資產(chǎn)更重未來變更成本更高。

 

目前思路就是統(tǒng)一了換電電池側(cè)的接口，解放了底座鎖緊機構(gòu)創(chuàng)新，解放了換電設(shè)備創(chuàng)新。我們互換標(biāo)準(zhǔn)體系，對設(shè)備和車的約束比較小。我們認(rèn)為，換電標(biāo)準(zhǔn)化工作并不只是寫了一個標(biāo)準(zhǔn)之后就能夠落地的，像我們充電標(biāo)準(zhǔn)很早就寫了，但是現(xiàn)在大家仍然不斷的提升，在產(chǎn)業(yè)上完善，后面的路很長。

 

我們認(rèn)為要從接口的標(biāo)準(zhǔn)化，到性能標(biāo)準(zhǔn)化，再到檢測標(biāo)準(zhǔn)。最后才能夠形成技術(shù)上的互換性的標(biāo)準(zhǔn)體系。目前我們總共大概參與了十幾項標(biāo)準(zhǔn)，包括國標(biāo)、汽標(biāo)、地方標(biāo)準(zhǔn)以及一些團體標(biāo)準(zhǔn)。

 

這是我們幫宜賓市做的地方標(biāo)準(zhǔn)，充分參照汽標(biāo)國標(biāo)的發(fā)展要求，把中間大家達成共識部分作為地標(biāo)編寫落地。在宜賓地標(biāo)建設(shè)過程中，自上而下，把國標(biāo)和汽標(biāo)要求，在地標(biāo)落實。它的核心意義在于，汽標(biāo)國標(biāo)有些東西已經(jīng)形成了一個統(tǒng)一認(rèn)識，但是發(fā)布周期比較長。這個過程中，通過地標(biāo)進行快速驗證，有利于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)性、合理性和可行性。如果它有些改動，還可以在國標(biāo)、汽標(biāo)后續(xù)修訂過程中把成果加進來，為國標(biāo)、汽標(biāo)發(fā)展做出貢獻，而不是形成阻礙。 同時國標(biāo)和汽標(biāo)還沒有做的消防安全這方面的具體標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范，可以在地標(biāo)里先行先試。

 

這個鏈接器是團標(biāo)的方案，得到了汽標(biāo)討論組大家的支持?？紤]了國外超級充電技術(shù)發(fā)展趨勢，以及未來，充電、快充標(biāo)準(zhǔn)電壓平臺的發(fā)展。我們把它定位為 1500 伏 800 安容量，可以省掉兩個并聯(lián)的需求，也滿足未來 5 到 10 年重卡電氣平臺和功率平臺發(fā)展需求。

 

標(biāo)準(zhǔn)化互換型實踐，還有實踐和落地。2020 年找一個 A 廠商，裝到車上，供貨不行，我找 B 廠家，A 廠家說找 B 廠家，我沒有辦法質(zhì)保，造成了供應(yīng)和產(chǎn)品供應(yīng)以及合作的問題。一開始我們做團標(biāo)就找了龍頭換電連接企業(yè)，大家達成互換型產(chǎn)品合作，有標(biāo)準(zhǔn)才有產(chǎn)品。各個廠家同意標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證過的企業(yè)里產(chǎn)品發(fā)生互換性使用，我的性能和壽命給相同的質(zhì)保。這點對行業(yè)發(fā)展非常重要。

 

將來整個換電底座或者車載電池系統(tǒng)也是要往這個方向發(fā)展。這是換電機構(gòu)目前的情況，這里列出了典型八家，這八家可以找出一個共用特征。中間那個小圖體現(xiàn)了八個模型合到一起，大家發(fā)現(xiàn)他們用的空間是具有共用性的。我們發(fā)現(xiàn)各個廠家對于自己的產(chǎn)品做更改，達成一個互換的標(biāo)準(zhǔn)有很強的積極性。我們商量最后定了一個技術(shù)路線，現(xiàn)在已經(jīng)得到了大部分企業(yè)的認(rèn)同，我們不定底座，把電池側(cè)避讓空間鎖緊空間確定下來，相當(dāng)于一個門的門孔和門閂定下來。目前針對單側(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)路線達成一致，現(xiàn)在進行細(xì)節(jié)修改階段。

 

我們也是在積極推進產(chǎn)品互換和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)工作。我們推動三家企業(yè)進行了車載換電系統(tǒng)產(chǎn)品互換型兼容合作協(xié)議。預(yù)計今年底這種互換型的產(chǎn)品能夠完成開發(fā)和驗證。這也是我們國內(nèi)首個車載換電系統(tǒng)的合作項目。這是一個車載換電系統(tǒng)，有側(cè)吊式也有頂?shù)跏降淖ト〗Y(jié)構(gòu)，它現(xiàn)在已經(jīng)在宜賓投入示范運營，也是全國第一個互換兼容的示范案例。體現(xiàn)了不同的換電設(shè)備技術(shù)路線也是可以相互兼容的。

 

對標(biāo)準(zhǔn)化未來前景有沒有信心到什么時候能夠達成？首先我認(rèn)為 2022 年能夠完成汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)互換性標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿發(fā)布。大概意見會在今年有統(tǒng)一。然后換電設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施方面兼容性標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)今年會紛紛立項，2023 年滿足互換標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品應(yīng)該能完成驗證，并且能夠?qū)崿F(xiàn)批量市場化應(yīng)用。換電產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)跨品牌兼容互換，會有不同的交叉兼容。然后行業(yè)的合作會更加開放，以往換電設(shè)備和車載系統(tǒng)是一對一綁定，形成壟斷，目前大家新的愿意更加開放，把自己的站開放給所有的車，或者把自己的車載設(shè)備給一些不會做車載設(shè)備的企業(yè)做，更加開放性的合作。

 

換電安全、耐久、消防、運維計量、計費等將會繼續(xù)完善。現(xiàn)在大的運營商不會建很多，因為標(biāo)準(zhǔn)沒出，建多了標(biāo)準(zhǔn)一改資產(chǎn)會浪費。今天標(biāo)準(zhǔn)稿子定了，明年會有落實，產(chǎn)業(yè)往這個方向走，能夠敢于快速的進行投放。

 

2024 年，能夠形成跨運營商互換運營試點合作。難點就是要探索多方混合運營的清分結(jié)算規(guī)則，就是貢獻電池的錢和貢獻換電服務(wù)價值切換出來，分給對方。滿足互換性標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品成為主流，競爭充分，產(chǎn)業(yè)更加開放。標(biāo)準(zhǔn)更加成熟完善，加速國際化合作。市電池資產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化和流動性信心增強，電池銀行快速涌現(xiàn)。市場信心不可逆轉(zhuǎn)，各種體量換電運營商加入。換電裝備研發(fā)產(chǎn)能投資活躍。

 

2025 年，全國一張網(wǎng)雛形基本打通。跨區(qū)域互通互換的多運營商運營網(wǎng)絡(luò)打通，換電運營向服務(wù)和效率深耕。換電進入全國一張網(wǎng)時代補能網(wǎng)絡(luò)便利性類比充電，用戶信心大增。電芯供應(yīng)生改善，成本回歸，換電重卡經(jīng)濟性凸顯。換電重卡全生態(tài)跨越式發(fā)展，重卡電動化進入爆發(fā)式增長。

 

非常感謝有機會跟大家匯報我的一些思考，希望換電聯(lián)盟能和產(chǎn)業(yè)各方深度合作，歸同為全國一張網(wǎng)換電運營生態(tài)做出貢獻。謝謝大家。