在乘聯(lián)會今年6月的數(shù)據(jù)中,國內(nèi)新能源汽車零售滲透率已經(jīng)達(dá)到35.1%,同比提升了7.8個百分點;而整個上半年國內(nèi)新能源汽車零售滲透率也已經(jīng)達(dá)到32.4%。
除了面對消費市場的乘用車滲透率在不斷提高之外,商用車市場上,也同樣進(jìn)行著這場電動化進(jìn)程。不僅是傳統(tǒng)的商用車巨頭、沃爾沃、斯堪尼亞、MAN、梅賽德斯奔馳,國內(nèi)的三一重工、比亞迪、徐工、福田、宇通等都已經(jīng)推出了純電的重型卡車產(chǎn)品;另外一些純電重卡的新勢力車企也在近期開始正式交付產(chǎn)品,包括DeepWay、遠(yuǎn)程汽車、尼古拉等,也有一些公司專注于自動駕駛重卡應(yīng)用。
不過相比乘用車,純電重卡目前的技術(shù)路線似乎還未有一個確定性的方向。
純電重卡是更適合換電模式的應(yīng)用?
目前在乘用車領(lǐng)域,除了一些地區(qū)的出租車采用換電之外,就只有蔚來一家在大規(guī)模采用換電模式,并廣泛鋪設(shè)換電站。
這一方面是由于換電站基建鋪設(shè)的成本高,另一方面是換電機構(gòu)會顯著增大車輛設(shè)計難度,包括可靠性、乘坐空間、重量增加等。盡管也有車電分離、能及時對電池進(jìn)行檢測保障安全等多個優(yōu)勢,但從車企的角度去看,乘用車做換電是一件回本周期很長的生意。
但對于商用車,包括這里我們討論的純電重卡來說,換電反而是相對來說更加剛需的一種方案。
首先第一點是純電重卡電池包容量一般都在250kWh以上,一些車型甚至搭載了1000kWh的電池包。有數(shù)據(jù)顯示,去年國內(nèi)支持換電的純電重卡市場中,281kWh-283kWh電池容量區(qū)間的車型銷量占比超過九成。
這些換電重卡續(xù)航里程一般在200—300km,用于短途物流運輸,所以在一些固定的物流線路上設(shè)置換電站也能夠?qū)崿F(xiàn)長途運輸,當(dāng)然這也一定程度上會影響效率。所以隨著行業(yè)的發(fā)展以及技術(shù)的發(fā)展,高壓平臺加上電池包提升至1000kWh,在長途純電重卡上也已經(jīng)實現(xiàn)500km以上的續(xù)航里程。
同時對于重卡而言,因為走的線路相對固定,所以在換電站布局上通過線路規(guī)劃,比如在一些關(guān)鍵的路線途中布置換電站,所以在換電站投資上可以以較小的數(shù)量能夠獲得較好的使用體驗。
在換電的方式上,目前也有幾種形式,包括整體單側(cè)換電、雙側(cè)換電、底部換電、頂?shù)鯎Q電等。頂?shù)鯎Q電是最早進(jìn)行商用的一種方案,因為使用鋼索吊取電池包,兼容性較好。頂?shù)鯎Q電的車型,電池包一般設(shè)置在駕駛室的后方,也就是布置在駕駛室與拖掛式貨倉之間,但這樣會侵占駕駛室的空間,同時空間利用率低,早起在“油改電”的換電重卡上應(yīng)用較多。
單側(cè)換電其實與頂?shù)鯎Q電類似,電池包在重卡上的布局是相同的,不同之處在于換電站可以通過機械臂從側(cè)邊將電池包取下,并自動換上新電池包。
雙側(cè)換電則是將電池包布置在重卡底盤兩側(cè),這種方案不占用駕駛室空間,同時使得車輛重心更低,駕駛的安全性、穩(wěn)定性相對提高,整體空間利用率也較高。但如果重卡行駛一些路況較差的路段時,有可能對電池包造成損傷;另一方面兩側(cè)換電也對換電站提出更高要求。
底部換電的方案,目前國內(nèi)僅有DeepWay以及宇通的車型采用。同樣是將電池包設(shè)置在底盤底部,與目前乘用車的換電形式類似,屬于較新的純電重卡平臺方案。從近期的趨勢來看,正向研發(fā)的換電重卡廠商,使用底部換電方案的較多,這或許會成為換電重卡未來的主流方案。
MW級快充,成本甚至比換電更高
特斯拉在去年年底交付了首批Semi電動重卡,Semi采用的補能方案是1MW(1000kW)以上的快充。按照特斯拉的說法,Semi具備30分鐘內(nèi)充電至70%的能力。
為了滿足Semi上超大容量的電池包快充需求,特斯拉未來將采用V4充電樁適配Semi所需的MW級充電功率,當(dāng)時表示在今年內(nèi)會開始部署。
對于不可換電的重卡,除了特斯拉這種暴力提升單槍充電功率的方案之外,今年國內(nèi)三一推出的魔塔1165純電重卡則是采用了“曲線救國”的方案,采用800V平臺+4槍快充,即最多能使用4把直流快充充電槍同時充電,最高充電功率可以達(dá)到840kW,1小時將1165kWh的電池包從20%充至90%。
三一采用這種方案的原因,主要是目前大功率充電樁的覆蓋率低,同時超過800kW的單槍充電樁成本高,現(xiàn)階段采用兼容多口充電也可以算是務(wù)實的選擇。不過多槍快充也存在很多問題,最顯著的是使用條件較為局限,需要具備多個限制充電樁的情況下才能啟用。
對于純電重卡而言,采用充電的模式相比換電還是存在很多劣勢。前面提到特斯拉的V4充電樁,輸出功率可以超過1MW,但在過往電子發(fā)燒友網(wǎng)對乘用車的大功率快充進(jìn)行分析時,也提到目前的電網(wǎng)容量其實無法滿足這些大功率充電的正常使用,如果要大規(guī)模鋪設(shè)400kW以上的快充樁,需要對電網(wǎng)進(jìn)行龐大的改造,成本極高。
所以特斯拉在V4充電樁的設(shè)計上,為其配備了電池儲能模塊,太陽能充電板等,用于緩解電網(wǎng)壓力。那么憂郁儲能模塊的存在,顯然已經(jīng)大大增加了充電站的成本,加上1MW大功率對于充電樁模塊的需求,整體成本相較于換電站只會更高。
按照0.5元/W的價格,單一480kW的超充樁僅設(shè)備成本就要24萬元,以一個6樁的超充站估算,包含線纜、變壓器等其他設(shè)備,以及施工費用等合計就要60萬元左右。那么粗略估算一個6根480kW超充樁的充電站,僅成本就超過200萬元。
如果將充電站的超充樁全部更換成1MW的充電樁,由于在功率翻倍的情況下,充電槍包括電纜的冷卻需求、絕緣需求、安全需求更高,所以成本按翻1.5倍算單樁最低60萬元成本。按照國內(nèi)一些儲能站建設(shè)的投標(biāo)價格約1500元/kWh計算(包括電池、設(shè)備、建設(shè)等成本),特斯拉V4充電站規(guī)劃中的3MWh儲能模塊僅成本就要450萬元。綜合來看,一個能夠為電動重卡快充的充電樁,建設(shè)成本超過800萬元。
與乘用車的使用場景不同,也導(dǎo)致了電動重卡在換電方案上走得更加順利。不過目前在電動重卡領(lǐng)域,依然是百花齊放的狀態(tài),各家都使用不同的補能方案。最終哪種方案能夠笑到最后,還需要交由市場選擇。