邵长宏:商用车换电技术发展现状及思考


发布日期:2024-02-08 06:19    点击次数:161


  2023年12月19日-21日,由中国电动汽车充电基础设施促进联盟、中国汽车工业协会充换电分会、杭州市富阳区人民政府联合主办的“2023中国汽车充换电生态大会”在杭州举办。本届大会以“迎接新挑战,全面推动充换电基础设施高质量发展”为主题,设置了“1+1+6+N”场会议和发布,即1场闭门会议+1场大会论坛+6个主题论坛+N场重磅发布,会议围绕“充换电基础设施建设”、“充电桩下乡”、“高品质充电服务”、“换电模式”、“海外出口”、“车网互动”等方面进行深入交流,研讨构建产业高质量发展格局的对策、方法与路径。其中,在12月20日下午进行的“主题论坛三:电动汽车换电模式应用研讨”环节,北汽福田汽车(600166)工程研究总院副总工程师邵长宏发表了精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

  首先,感谢大会给这次机会,谈换电技术的发展趋势有点大了,我想与大家一起回顾一下近年来商用车换电技术的发展以及我个人的一些思考。

  用户的需求是技术发展的动力,先从商用车换电车的应用场景讲起,换电商用车型主要是重卡,其应用换电的场景主要特点是环保要求高、货源充足、频次高、运距短、路况好、车速低等场景。

  环保压力大的城市建设用车,采用新能源重型商用车很容易获得路权,运营频次高,纯电版重型商用车补能速度补能够满足用车需求,因此,换电重型新能源商用车是最优的选择,主要应用在砂石搅拌车、建筑工地用车、渣土清运车辆。

  货源充足、运距较短的矿物运输。主要以矿外牵引车辆为主,线路相对固定,运距一般在100km以内,非常适合换电重型商用车应用,主要应用在矿坑、洗选矿厂、电厂和发运厂站等。

  大家有没有发现这些场景都是一些区域场景或者封闭场景,甚至有些换电站仅服务与某个场景的几十台车或者百来辆车,换电基础设施很难公用化,投入和资源浪费较大。未来如何在长距离实现更大突破值得我们思考,需要在座各位专家和同仁的共同努力。我分享一下个人的看法和观点:a)需要加快高速公路换电基础设施建设

  没有完善换电网络,换电车型跑不远,尤其是换电重型商用车。但目前高速服务区内,配网容量肯定满足不了大功率充电、换电设备使用。为此短时大功率突变型负载,配电网侧该如何应对;换电站如何利用好高速公路服务区的风光资源和自身的电池资源减少对配电网冲击等。

  b)换电基础设施兼容性和互换性。

  高速公路的换电站必须兼容多数厂家换电车型或者电池系统,否则无法换电成本就会很高,导致换电模式无法运营。后面我会谈到换电车辆、电池系统、换电站的兼容性互换性,这里不详细说明。

  2023年已经有企业在某高速公路开展试点运营,但如果不能在这两点上有大的突破,未来长距离运输的新能源车辆,仍然不会是换电车辆。

  下面我想从政策导向以及换电产品来谈一下换电商用车的发展趋势和历程。在电动车发展初期,国家电网提出“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”,这是基于充电设施并不健全的现状。乘用车辆电动化的发展,带动了充电基础设施的建设,形成了充电为主的局面;2019 年6 月提出推广新能源汽车电池租赁等车电分离消费方式,鼓励企业研制充换电结合的新能源汽车产品;2020 年4 月,《关于调整完善新能源汽车补贴政策的通知》明确支持“车电分离”等新型商业模式发展;2021年工信部与能源局开展新能源汽车换电模式应用试点工作,启动了13个新能源车辆试点城市,包括3个重卡特色类城市。换电行业也从2019年的架式换电系统逐渐升级为自动化程度较高的封闭式换电系统,形成了以顶置换电站、侧向换电站、底部换电站为代表的三类商用车换电站。福田汽车在2023年也推出了底部换电重型商用车,上市即获得100台订单。

  从导向定位来说,各厂家换电底托的导向机构各不相同,互不兼容,导致电池没有办法实现共享了。

  从锁止机构上来看,市场可看到的锁止形式有锁舌、抓钩、卡钩和底换螺栓锁止等形式。各种方案各有各的优势、也有各的不足。锁止机构不一样,换到其他车型无法锁止,车辆能动吗?

  换电电池的共享需要真正实现“车电分离”。无论从硬件的连接还是数据信息的交互,都必须去规范整个行业,才能够实现真正的“车电分离”,否则,只能在区域场景内实现电池的快速补能。

  基于行业现状和发展需要,国家也推动换电车辆、换电站等标准体系的落地,从换电电气接口、换电机构、冷却接口和通讯交互协议等进行规范和统一,推动换电系统的互换性。

  最后针对前面提及的换电系统发展中出现的问题,谈一下我的看法,整个换电系统在发展过程中一定是以电池包为核心,实现车辆、电池和站端相互之间的互换性,这样才能把产业做得更大,否则,会局限在某个区域、某个类型上应用。

  从硬件上,电池系统与车辆连接的机械接口、冷却的接口,包括车辆与车辆的安装固定形式;在信息交互方面,需要建立统一的交互逻辑和协议。不仅仅是车辆和电池系统方面的通讯、车辆和站端的通讯。

  从安全角度,从换电机构、换电电池包的管理、车辆的安全设计以及更换和使用过程等维度,应确保车辆和电池系统的安全性。

  降低换电行业运营成本。换电基础设施成本高、复用性差,电池储备成本高。建议换电站应结合储能电站、风光等资源,降低运营成本,提升自动化程度,降低人员服务成本。

  我就分享这些,谢谢大家!