玖行能源 李萱：《重卡換電的探索與思考》

 

 

 

 

演 講 實(shí) 錄

 

 

 

上海玖行能源科技有限公司首席科學(xué)家李萱出席論壇并發(fā)表主題演講——《重卡換電的探索與思考》。

 

 

以下為演講實(shí)錄：  

 

尊敬的各位來(lái)賓，大家上午好，謝謝大家還能在疫情肆虐的時(shí)候親自來(lái)出席線下的峰會(huì)，今天由我來(lái)代表上海玖行能源科技有限公司來(lái)做這個(gè)演講，主要講一下?lián)Q電重卡的探索與思考。我的演講大概分四個(gè)部分，首先介紹一下玖行能源，然后我會(huì)講一下?lián)Q電行業(yè)發(fā)展的歷程和目前市場(chǎng)狀況，第三部分著重講一下與換電重卡相關(guān)的數(shù)字化，以及新能源汽車國(guó)家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟和我們的一些合作，最后我會(huì)講一下市場(chǎng)的預(yù)測(cè)和建議。

 

一、公司簡(jiǎn)介

 

上海玖行能源科技有限公司，是2014年注冊(cè)成立于上海。是高新技術(shù)企業(yè)，“專精特新”，也是信用AAA級(jí)的企業(yè)。由玖行能源首創(chuàng)的重卡換電這個(gè)科技項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)了上海市的高端智能裝備“首臺(tái)套”驗(yàn)收，這是在今年10月份的時(shí)候。然后上海玖行能源是由國(guó)家電投和三峽等能源巨頭作為我們的股東進(jìn)行投資，同時(shí)給我們企業(yè)進(jìn)行賦能。玖行能源具有領(lǐng)先的電動(dòng)汽車充換電產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案的服務(wù)商，其中動(dòng)力電池箱這個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)配套40余家重卡主機(jī)廠，像剛才有嘉賓講到，已經(jīng)有470多種車型公告，其中玖行占了370個(gè)車型以上。在換電站方面，玖行已經(jīng)與20余家能源巨頭和市場(chǎng)的合作方進(jìn)行戰(zhàn)略合作。玖行也生產(chǎn)充電樁，是國(guó)網(wǎng)和南網(wǎng)的核心TOP供應(yīng)商。

 

從玖行能源的能力，我們有經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)和管理團(tuán)隊(duì)，完善的產(chǎn)品研發(fā)能力，領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，和齊全的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)能力。在生產(chǎn)方面我們有多點(diǎn)布局的生產(chǎn)制造能力，有的是與主機(jī)廠合作，有的是與當(dāng)?shù)氐闹圃煨推髽I(yè)合作，和當(dāng)?shù)卣＿€配備有資質(zhì)齊備的EPC工程承接能力。

 

二、換電行業(yè)發(fā)展歷程及市場(chǎng)情況

 

從換電行業(yè)發(fā)展歷程和市場(chǎng)情況來(lái)講，換電行業(yè)在曲折中發(fā)展15余年，經(jīng)歷了數(shù)次起起伏伏，我們換電人一直砥礪前行，終于迎來(lái)了曙光，特別是在重卡換電這個(gè)場(chǎng)景。大家可以看到這個(gè)圖上，從左上角的better place，在美國(guó)開始這種換電的嘗試。然后到上面中圖這個(gè)是國(guó)家電網(wǎng)在黃島的薛家島做的公交車的換電廠站的嘗試，這個(gè)當(dāng)時(shí)國(guó)網(wǎng)的團(tuán)隊(duì)，也是現(xiàn)在玖行能源團(tuán)隊(duì)的中堅(jiān)力量?？梢钥吹綂W動(dòng)新能源的乘用車、出租車換電站，現(xiàn)在有數(shù)百座。然后可以看到蔚來(lái)的乘用車換電站有上千座。右下角是玖行能源第一個(gè)商用重卡換電站，在北京密云，投入運(yùn)行是2019年底，到現(xiàn)在已經(jīng)超過(guò)三年的時(shí)間，安全運(yùn)行，終日無(wú)休。

 

到目前為止，玖行的重卡換電站已經(jīng)建成227座，這個(gè)數(shù)據(jù)截止到今年11月份。在建有30座，待建的有26座，覆蓋的省份超過(guò)了27個(gè)省市自治區(qū)，覆蓋城市超過(guò)75個(gè)。值得一提的是，這227座其中的130座是今年建成的，比2021年有50%以上的增長(zhǎng)。

 

從電力電池箱總成適配主機(jī)廠的角度，剛剛已經(jīng)講過(guò)，公告有370多款，已交付的數(shù)量超過(guò)3萬(wàn)套，配套主機(jī)廠40余家，安全運(yùn)行里程超過(guò)8億公里，適配的車型包括了牽引車、攪拌車、自卸車、寬體礦卡。這里值得提的是，這3萬(wàn)套的交付量，其中2022年，我們現(xiàn)在預(yù)計(jì)到12月底可以交付超過(guò)2萬(wàn)套，比2021年增長(zhǎng)超過(guò)了一倍。

 

重卡換電的產(chǎn)品解決方案，從玖行的角度我們是有三部分。上部分是動(dòng)力電池箱總成，包括了動(dòng)力電池箱的上框和底托，中間還有相應(yīng)的換電控制器T-Box和電池的信息采集裝置B-Box。換電站包括了換電機(jī)器人、桁架、架載機(jī)、移動(dòng)臺(tái)、站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)和配電系統(tǒng)。下部的電動(dòng)重卡數(shù)字能源管理平臺(tái)，一會(huì)兒會(huì)著重講一下，其中包括了充換電站運(yùn)營(yíng)的管理平臺(tái)，動(dòng)力電池全生命周期的管理平臺(tái)，以及智能運(yùn)維管理平臺(tái)。

 

動(dòng)力電池箱總成主要包括這些部分，分別列在下面。值得強(qiáng)調(diào)的就是動(dòng)力電池箱，包括電池在內(nèi)，它們是比較重的，傳統(tǒng)的比較標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力電池箱282度電，加上外框，大概重3噸左右。從運(yùn)輸?shù)慕嵌?，成本核算的角度，都希望這個(gè)電池箱電池能量越來(lái)越大，但電池箱越來(lái)越輕，玖行也是沿著這個(gè)方向持續(xù)不停地努力。從現(xiàn)在282度的標(biāo)準(zhǔn)電池箱，到350度，現(xiàn)在有420度的電池箱，都開始逐步的投放在市場(chǎng)。

 

同時(shí)，這個(gè)框架本身也在持續(xù)的輕量化和減重，但在輕量化、減重和電池能量更多，也意味著更重的情況下，怎么能夠保證框架強(qiáng)度，因?yàn)榇蠹叶贾?，電池箱工作的環(huán)境都是比較惡劣，從路況顛簸程度，到污染的程度，粉塵的程度，和路況的拐彎、急轉(zhuǎn)、急剎、急下的程度，所以都對(duì)電池箱框體的強(qiáng)度有硬性的要求，所以怎么能在減重的情況下，在電池能量越來(lái)越強(qiáng)，重量越來(lái)越重的情況下，還能夠讓框體支持，這是一個(gè)持續(xù)的研發(fā)過(guò)程。

 

這個(gè)是動(dòng)力電池箱底托，包括這些關(guān)鍵的部位，尤其是連接器和各種充電裝置。

 

這是玖行的重卡換電站，是第八代換電站，這里面有不同的版本。這個(gè)版本已經(jīng)是和之前的幾個(gè)版本相比，已經(jīng)是一個(gè)，從研發(fā)角度來(lái)講已經(jīng)有質(zhì)的飛躍，它是一個(gè)撬裝式的換電站，占地面積比較小，同時(shí)各個(gè)模塊都可以分裝組合，已經(jīng)是可以不用做土建，在地面硬度達(dá)到的情況下，只要做基本的地平，使換電站成為一個(gè)裝置而不是建筑，所以使制造速度和安裝速度都達(dá)到了前所未有的程度，所以我們每天都有新的站能夠在國(guó)家的各個(gè)場(chǎng)景角落屹立起來(lái)，這是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程。

 

同時(shí)，我們?cè)谘邪l(fā)第九代和第十代的站，我們叫900系列和1000系列，正在投入的站總目標(biāo)還是將換電時(shí)間，大家一般知道重卡換電時(shí)間是3-5分鐘這樣一個(gè)節(jié)拍，我們可以進(jìn)一步使換電時(shí)間縮短，同時(shí)我們要使換電的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)一步提高。因?yàn)樵诤芏鄨?chǎng)景都是24小時(shí)三班不停運(yùn)行的，這個(gè)對(duì)換電的穩(wěn)定性和可靠性有極高的要求。然后我們還會(huì)將這些換電站做成更多的IOT，我們叫物聯(lián)網(wǎng)化，所以使這些換電站能夠?qū)崿F(xiàn)少人化和無(wú)人化，朝著無(wú)人化的方向來(lái)演進(jìn)，所以后續(xù)的900和1000系列的換電站，我們會(huì)持續(xù)發(fā)布，敬請(qǐng)期待。

 

三、數(shù)字化及新能源汽車國(guó)家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟

 

我會(huì)重點(diǎn)講一下玖行在數(shù)字化方面和新能源汽車國(guó)家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟的合作。從能源管理平臺(tái)角度，我們玖行電動(dòng)重卡數(shù)字能源運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)主要包括三個(gè)部分，包括電池管理平臺(tái)，充換電運(yùn)營(yíng)平臺(tái)和智能運(yùn)維平臺(tái)。它們都通過(guò)玖行的站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)，與各種各樣的設(shè)備，包括架載機(jī)、換電設(shè)備、啟停設(shè)備、照明安防、配電設(shè)備等，發(fā)生通信和交互。同時(shí)我們?cè)陔姵叵溆信c電池進(jìn)行信息交互的B-Box，和在車輛端控制車輛的T-Box，整個(gè)系統(tǒng)在系統(tǒng)層和硬件層都有非常完備的支持。

 

其中，換電運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，提供運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的細(xì)顆粒度的概覽，包括電量、接入車輛、服務(wù)車次、換電次數(shù)、設(shè)備數(shù)量等等相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，以及換電站的分布、區(qū)域、電量排名、分時(shí)段電量占比等。站點(diǎn)分布、實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控，站內(nèi)場(chǎng)景云端的3D展示，大家可以看到這個(gè)圖，是個(gè)3D展示，并采用區(qū)塊鏈技術(shù)，使整個(gè)體系的數(shù)據(jù)達(dá)到更加安全和可靠。因?yàn)榇蠹乙仓?，這幾天某供應(yīng)商也發(fā)生了數(shù)據(jù)安全方面的一些問(wèn)題，被黑客盜取數(shù)據(jù)，從而索取贖金這種事情，我們也會(huì)在這方面對(duì)數(shù)據(jù)的安全有一個(gè)更高的要求。

 

電池管理平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，提供運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的細(xì)顆粒度概覽，包括電池箱總數(shù)、累計(jì)減少碳排放量、累計(jì)充電量、累計(jì)放電量等相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以及電池箱的分布、服務(wù)車輛品牌排名、故障提醒等等。系統(tǒng)包括了，大家可以看到右邊這個(gè)圖，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的3D影像的展示，我們可以監(jiān)控每一塊電池，它里面用虛擬現(xiàn)實(shí)的方法，從全方面監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)。其中包括了電池的壽命預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)健康狀態(tài)預(yù)測(cè)、衰減趨勢(shì)預(yù)測(cè)。包括告警判斷，電氣故障，電化學(xué)的異常反應(yīng)等等，可信的電池殘值評(píng)估，SOH等全生命過(guò)程數(shù)據(jù)，利用區(qū)塊鏈管理，增加信息的可信性。

 

下面講一下我們?cè)趺锤鷩?guó)家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟發(fā)生合作，首先是重卡換電的差異性，使我們對(duì)數(shù)據(jù)反映在平臺(tái)上也會(huì)有差異，跟傳統(tǒng)的新能源充電車輛相比。因?yàn)槌潆娷囕v大家都知道車與電池是固定的，我們可以用簡(jiǎn)單示意圖看一下車號(hào)1、2、3，上面背的電池箱是A、B、C，它幾乎是永久性的配對(duì)在一起，除非發(fā)生了事故，電池出現(xiàn)了殘損，需要改變這個(gè)配對(duì)，但是絕大多數(shù)情況下，A配1，B配2，C配3，這種配對(duì)方式是永久性的。

 

換電車輛不是，車與電池是自由組合的，所以一開始的時(shí)候可能是1、2、3號(hào)車配A、B、C號(hào)電池，換電后，配對(duì)的方式就發(fā)生變化，你再換電又發(fā)生了變化，這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，三輛車三塊電池，如果是30輛車，30塊電池，當(dāng)然換電站內(nèi)還有備用電池，所以相互之間的排列組合情況會(huì)非常復(fù)雜，這個(gè)是重卡換電的差異性。

 

這個(gè)圖想給大家介紹一下，接著上一個(gè)圖，我要是想知道這個(gè)電池全生命周期的狀態(tài)，僅監(jiān)控這輛車只能達(dá)到一定的目標(biāo)，就是因?yàn)樗赡軗Q，在它換的時(shí)候，我就為了能知道充和換會(huì)結(jié)合在一起這個(gè)電池的總體狀況，所以我需要從一個(gè)電池的視角來(lái)進(jìn)行跟蹤。怎么從一個(gè)電池的視角，這就是一個(gè)電池，我們實(shí)際挑出來(lái)電池號(hào)，它的SOC的分析。可以看到它一天從0點(diǎn)再到0點(diǎn)，這一天它一共充過(guò)兩次電，換過(guò)兩次電。為什么我們能看到它換過(guò)兩次電，中間這個(gè)綠色曲線，是這塊電池在我換電站里面進(jìn)行換電的時(shí)候我的站控系統(tǒng)檢測(cè)下來(lái)。黃色的線是充電槍充電。

 

當(dāng)然這樣的圖并不是很多，這個(gè)圖就是給大家表明，你如果監(jiān)控這塊電池，它不進(jìn)行換電，它就中間都是這個(gè)黃線，你是能知道這塊電池這四次充放電所謂全生命周期一天的全生命。但如果牽扯到換電，這兩條綠的線是不知道的，你不知道缺失的電池在充電站里是怎么充電。對(duì)于一個(gè)電池來(lái)講它是怎么進(jìn)行充電，怎么進(jìn)行有序充電的，從多少SOC充到多少，它將近充滿的時(shí)候，它是用什么樣的算法來(lái)保護(hù)這個(gè)電池，它中間有沒(méi)有溫度、電流、電壓的激變，從而產(chǎn)生對(duì)電池的影響，這就需要全生命周期的觀測(cè)。現(xiàn)在跑在路上大概3萬(wàn)多塊電池，都能夠有這樣完美的曲線，每天都能看到這個(gè)曲線，然后連接在一起，我們就能夠更好地管理電池健康，和對(duì)它的安全隱患做出預(yù)測(cè)。

 

換電的差異性還表現(xiàn)在，相對(duì)于乘用車，它電池能量更大，它是個(gè)生產(chǎn)工具，對(duì)換電的依賴程度更強(qiáng)。動(dòng)力電池箱和換電標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)它更好統(tǒng)一，剛才各位講標(biāo)準(zhǔn)的專家們也都說(shuō)到了，因?yàn)楫吘宫F(xiàn)在還是一個(gè)相對(duì)來(lái)講并不是很多需要統(tǒng)一的地方，所以相對(duì)還是比較好統(tǒng)一。場(chǎng)景相對(duì)固定，便于布局管理。參與方多，模式更加復(fù)雜。

 

對(duì)于重卡換電還有一個(gè)，與金融多點(diǎn)結(jié)合，關(guān)聯(lián)性比較強(qiáng)。數(shù)據(jù)整合難度比較大，就像剛才那個(gè)圖展示的，需要各方的數(shù)據(jù)整合在一起，因?yàn)樗y度大，所以整合出來(lái)的數(shù)據(jù)價(jià)值會(huì)更高。

 

相對(duì)于單純的充電，重卡換電差異性表現(xiàn)在：車與電池分離，形成多對(duì)多的關(guān)系，剛才我們展示過(guò)三對(duì)三。然后出現(xiàn)的新的生態(tài)主體，例如電池銀行。還有電池用于不同的車輛，潛在的風(fēng)險(xiǎn)未知，這是不同車配備不同電池的時(shí)候，因?yàn)檐囆筒灰粯?，電池也不一樣，所以它產(chǎn)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)是更加未知。然后給配套的金融方案提出了新的挑戰(zhàn)，包括銀行類的金融方案，當(dāng)然也包括了保險(xiǎn)類的金融方案，包括最近我們也跟很多保險(xiǎn)公司在進(jìn)行這方面的交流。由于數(shù)據(jù)的交叉和整體的難度更大，所以數(shù)據(jù)的價(jià)值更高。

 

基于以上這些論點(diǎn)，我們發(fā)起成立了一個(gè)叫重卡換電工作小組，為解決行業(yè)痛點(diǎn)，促進(jìn)自身業(yè)務(wù)發(fā)展，在“新能源汽車國(guó)家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟”的支持和幫助下，2022年11月玖行能源在聯(lián)盟之下發(fā)起成立了一個(gè)重卡換電工作組，并任組長(zhǎng)單位。工作組將在政策建議、互通共享、專項(xiàng)服務(wù)商聚集成員優(yōu)勢(shì)。同時(shí)平臺(tái)將聯(lián)合重卡換電行業(yè)上下游生態(tài)企業(yè)，制定行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、使用、安全等方面標(biāo)準(zhǔn)，為新能源汽車數(shù)據(jù)的合法合規(guī)使用奠定良好基礎(chǔ)，從而進(jìn)一步推動(dòng)商用車的電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化。

 

目前來(lái)看，重卡換電工作組包括了很多主機(jī)廠商、能源巨頭、電池企業(yè)、設(shè)備制造方、金融資本、屬地政府等客戶，也歡迎與會(huì)的各界同仁能積極參與重卡換電工作組的工作，我們都是開放的，歡迎所有同行、同業(yè)的同事們來(lái)參與。

 

四、市場(chǎng)預(yù)測(cè)及建議

 

下面我簡(jiǎn)單講一下從玖行角度看到的市場(chǎng)預(yù)測(cè)和建議。

 

從新能源重卡換電市場(chǎng)前景，我們預(yù)計(jì)到2025年，新能源重卡滲透率有望達(dá)到20%，其中換電重卡占比預(yù)計(jì)可達(dá)70%，比剛才李總預(yù)測(cè)更激進(jìn)一些。對(duì)應(yīng)2025年換電重卡的銷量將超過(guò)20萬(wàn)輛，換電重卡需求增加，將帶動(dòng)換電站和動(dòng)力電池等多方價(jià)值主體需求。預(yù)計(jì)2025年新增重卡換電站規(guī)模將達(dá)到4500座以上，當(dāng)年新增設(shè)備市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)超過(guò)200億，整體市場(chǎng)規(guī)模可能突破千億大關(guān)。

 

重卡換電站的主要應(yīng)用場(chǎng)景，在現(xiàn)在來(lái)講主要在熱力電廠、港口短駁、礦山、城市渣土、建筑垃圾、中短途干線、鋼廠短駁、電動(dòng)船舶、城市公共服務(wù)等。

 

中短途干線我想重點(diǎn)講一下，它這個(gè)商業(yè)模式探索和普及對(duì)重卡換電具有非常重要的意義。從玖行角度來(lái)講，我們現(xiàn)在已經(jīng)參與兩條中短途干線的建設(shè)工作，分別會(huì)有數(shù)百公里的規(guī)模。關(guān)鍵點(diǎn)剛才也有其他同事提到了，電池互換，在不同運(yùn)營(yíng)主體之間電池怎么換，如果換電主體不是一家，而是多家，那它們之間電池的標(biāo)準(zhǔn)和物理結(jié)構(gòu)是不是能夠互換，電池的管理和追蹤，我們得有一個(gè)體系能知道這塊電池在任何時(shí)候走到什么地方，所以對(duì)體系里面任何一塊電池要能夠有追蹤的機(jī)制，以及清分清算在這個(gè)體系中如何進(jìn)行。

 

最主要的還是要制定一個(gè)商業(yè)規(guī)則，各個(gè)參與方能接受的商業(yè)規(guī)則，就會(huì)在大家都共同認(rèn)可的商業(yè)規(guī)則下，解決大家想的新?lián)Q舊、舊換新等問(wèn)題，我的新電池被別的舊電池?fù)Q走了，然后計(jì)費(fèi)，我的電量是怎么計(jì)量，當(dāng)然電量后面加上計(jì)費(fèi)幾毛幾分，這些賬都要算，所以這個(gè)規(guī)則非常重要，參與的各方必須得坐下來(lái)，在同一個(gè)規(guī)則的支持下探討這個(gè)事情。大家都知道這個(gè)的重要性，換電重卡能夠在干線物流，從中短途直接到中長(zhǎng)途，有朝一日可能在京滬之間有這樣一條干線跑起來(lái)，這都是大家希望看到的。我就講這么多，謝謝大家。