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科普 | 重卡补能,选充电?还是换电?

来源:充换电头条

时间:2024-09-29


编辑 | 充换电头条团队

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在新能源重卡领域,关于“换电站与充电站哪个更好”的讨论持续不断。要深入这一话题,我们首先需要明确充电重卡与换电重卡的基本概念及其补能方式的差异。

本期科普,充换电头条(微信公众号:chd2005s)对充换电重卡优势、应用场景、代表企业等进行了梳理和总结。

什么是重卡

重卡即重型卡车,指的是车和货物总质量14吨以上的载货汽车或用于牵引货物的半挂牵引车。重卡本质属性是国民产业经济生产资料,重卡保有量反映宏观经济的运力总需求,是行业存量指标。

来源:宇通重卡

充电、换电重卡概览

1、充电重卡

这类重卡自带电池,通过外接充电设备进行能量补给。充电过程耗时较长,但电池成本相对较低,适用于广泛的运营场景。

2、换电重卡

采用“车电分离”模式,即车辆与电池分开,通过快速更换电池来实现高效补能。换电过程迅速,但要求较高的场地管理与电池维护标准。

应用场景

换电站的适用场景聚焦于高强度、高频次的工业活动,诸如电力生产、钢铁冶炼、海港物流、矿业开采等,这些特定环境如同精密编排的工业剧目,换电模式成为保障物流效率无缝连接的关键元素。

充电站,则以其普及性与适应性,广泛服务于多样的社会经济领域,夜间充电不仅经济高效,也象征着对可持续未来的默默贡献。

利弊分析

1、场地因素分析

场地大小是决定建设充电站或换电站的关键因素之一。在场地充足的情况下,两种模式均可实施。然而,对于空间受限的场地,换电站因其快速补能的特性,展现出明显优势。换电站能在极短时间内完成电池更换,对场地面积的需求相对较小。

2、经济成本考量

从经济角度来看,假设一台柴油重卡在重载下坡场景下一年行驶15万公里,那么它每年的燃油成本可以通过以下方式估算:


一台柴油重卡百公里载货油耗约为40L,柴油价格为7元/L。因此,每公里的燃油成本为2.8元。那么,这台柴油重卡一年下来,其燃油成本约为42万元。如果使用电动重卡,假设每公里的载货电耗为1.5度,每度电费为1.3元。那么,这台电动重卡一年下来,其电力成本约为29.25万元。因此,相比柴油重卡,电动重卡在重载下坡场景下一年能够节省12.75万元。


显而易见,因此新能源重卡市场近年来呈现快速增长的态势。作为新能源重卡中绝对主力的电动重卡,贡献可谓“居功至伟”。补能方式带来的成本影响各有优势。


充电重卡的电池成本相对较低,因为其使用的是大型锂离子电池组,单位电能成本较低。相比之下,换电重卡需要储备大量规格较小的电池单元,单位电能成本较高。然而,换电站的集中监测和管理有助于延长电池寿命并提高安全性。


另外,电动重卡的电池质保年限决定了重车跑到多少公里电池就开始衰减!然而,换电站的集中监测和管理有助于延长电池寿命并提高安全性。


此外,充电设施的建设成本相对较低,技术成熟稳定。而换电站的建设则需要更高的投资成本,包括设备、运营和维护成本。换电站的供电和电池管理需要符合国家规定的资质,增加了运营的复杂性。


来源:启源芯动力

3、标准化与兼容性问题

目前,换电行业尚未形成统一标准,导致不同车型的电池布局、尺寸和接口存在差异,限制了换电重卡的广泛应用和换电站的推广。相比之下,充电重卡和充电站的标准化程度较高,应用范围更广。

4、时间效率比较

换电站在补能效率上具有明显优势,能在5分钟左右完成补能,满足24小时连续作业的需求,特别适合港口、电厂、矿区等高效率作业场景。而充电站的补能时间相对较长,不适合对快速补能有高要求的行业。

5、使用场景适配性

换电站更适合高度集约化、封闭的作业环境,如电厂、钢厂、港口、矿山等,这些场景下重卡作业区域固定,对运输效率和作业强度有较高要求。充电站则适用于更广泛的使用场景,技术成熟,受众广泛。

投运案例

1、重卡充电站 

①江西石油首座重卡充电站运营

7月4日,江西石油首座重卡充电站在新余石油河西加能站正式落地试运营。该站位于江西樟树市清江大道168号,临近樟树河西港,重卡货运车流大。该站作为全省首座重卡充电站,共设置10把160千瓦直流一体式大功率充电枪,可双枪同充,最快50分钟即可为一辆新能源重卡充满电,日均可为50台新能源重卡提供便捷高效的能源补给。

②宝鸡市首座重卡充换电站项目一期建成投用

8月6日,麟游西电重卡充换电示范项目一期正式建成投用,该项目是宝鸡市首座重卡充换电站。据了解,该项目一期总投资约2500万元,占地5亩,建设有“7+1”标准换电站1座、充电工位9个,其中重卡快速充电桩4个,轿车快速充电桩5个,可以同时满足11辆重卡车的充换电需求。

2、重卡换电站

①华润电力首座重卡充换电站投运

8月16日,华润电力首座重卡充换电站在广州市南沙区正式投运。该站位于广州市南沙区东涌镇励业路,占地面积约2000平方米,配置一座2MW重卡换电站和一套480kW柔性充电堆。换电站采用全自动换电系统,具备智能调度、远程监控、自动报表等先进功能,车辆换电过程仅需5分钟,极大节省了电动重卡补能时间。除此以外,换电站自带电池组具备虚拟电厂功能,通过需求侧响应,实现电力的个性化定制和多样化消费。

来源:华润电力广州公司

②雄安地区首座中化重卡换电站投入运营

5月20日,雄安新区昝岗换电站顺利投入使用。该换电站采用金茂绿建旗下金茂智慧交通自主研发的3.0“驿系列”产品,具有高效、智能、稳定、安全、扩展性强的特点,采用顶部换电模式,配备10个充电仓位,可满足每日超过200次的换电需求。

来源:金茂绿建

销量分析

终端上牌数据显示,2022年换电重卡占据电动重卡54.8%的份额,成为电动重卡市场的主体部分。

然而,换电重卡并未就此”一飞冲天”,反而出现了持续走低的趋势。终端上牌数据显示,2023年9月开始至2024年3月换电重卡销量同比增速已经连续7次跑输新能源重卡市场大盘,换电重卡占据电动重卡的份额也从54.8%下降到48.4%,再下降到42.2%

从2022年到2024年一季度,换电重卡占据电动重卡的份额累计下降了12.6个百分点。换言之,充电重卡占据电动重卡的比例从2022年的45.2%逐年升高到2024年一季度的57.8%。

相关政策

2024年2月20日,交通运输部发文原则同意国家电投在重卡换电站建设组网与运营示范、氢燃料电池研发与氢能交通运营平台应用、城市级绿能交通体系建设与应用等方面开展试点。预期成果包括到2026年推广换电重卡不少于20000辆,建成“甘肃—内蒙古—山西—河北”千公里级重卡换电走廊和干线换电网络。

2024年6月7日,交通运输部、发改委、工信部等十三部门印发《交通运输大规模设备更新行动方案》。有序推广新能源营运货车。鼓励各地结合道路货运行业发展特点、区域产业环境和新能源供应能力,推动新能源营运货车在城市物流配送、港口集疏运、干线物流等场景应用。鼓励有条件的地方,因地制宜研究出台新能源营运货车的通行路权、配套基础设施建设等政策,积极探索车电分离等商业模式。科学布局、适度超前建设公路沿线新能源车辆配套基础设施,探索超充站、换电站、加氢站等建设。

代表企业

1、重卡充电站①万马股份针对电动重卡充电功率大、运营环境恶劣、运营场景集中的特性,万马新能源提供了综合性充电解决方案,为各类特定应用场景下的电动重卡提供便捷、快速的充电服务。目前,万马新能源的重卡充电解决方案已在北京、山东、四川、武汉等地广泛应用,用户数量和充电桩数量持续快速增长。图片来源:万马爱充ICHARGE②特来电凭借其在电力设备领域的技术优势,研发出高功率的重卡充电桩产品,在市场上具有一定的竞争力,其单机输出功率1.8兆瓦充电桩已在鄂尔多斯市巴音孟克纳源煤矿投入使用。图片来源:特来电③盛弘股份盛弘股份充电桩依托优异的防护性和稳定性,有效解决各种恶劣环境下的工程机械和重卡等专用车充电难题,如内蒙古圣圆新能钢联智慧物流有限公司投资的“圣圆钢联海勒斯壕充电站”由盛弘股份完成整体方案设计和交付,站内拥有55套240kw 双枪直流一体机、1套800kw 拖10枪柔性共享充电堆。图片来源:盛弘电气④湖北中能绿慧新能源提供多种类型的重卡充电桩产品,在湖北等地区有一定的市场份额,产品涵盖不同功率和功能的充电桩,以满足客户的多样化需求。⑤德利邦新能源2024年,德利邦新能源在重卡充电桩领域取得了新的突破,分别在瑞丽市勐卯镇、大理市永平县成功部署了320KW重卡充电桩并投入使用,不仅展示了重卡设备与运输业、工厂的完美结合,还为云南的绿色物流和基础设施建设提供了强有力的支持。图片来源:德利邦新能源2、重卡换电站①启源芯动力上海启源芯动力科技有限公司(简称:“启源芯动力”)是国家电力投资集团有限公司旗下专注“绿电交通”领域的综合智慧能源服务商,掌握核心换电专利技术,已在全国30余省市区全面布局近1000座重卡换电站,适配市面上百余款换电重卡,是国内领先的规模化换电服务品牌。图片来源:启源芯动力②国海绿能国海绿能(上海)能源有限公司,2019年起进入新能源重卡换电领域,深耕重卡换电科研一线,独立自主拥有多项智能换电站核心技术、生产工厂及管理团队,集新能源重卡换电站产、销、研于一体。通过近4年的技术创新与经验积累,国海绿能建立了一套完备的换电站建设与运维体系,产品涵盖重卡换电站、换电机器人、站控系统、车载底托、电池框架等,从换电站的规划设计、制造建设、安装调试到运营维护,国海绿能为客户提供综合完善的EPC总包、运营等全流程服务。图片来源:国海绿能③玖行能源上海玖行能源科技有限公司是一家专业从事新能源电动汽车充换电设备研发、生产、销售、运营为一体的高新技术企业。公司产品涵盖商用车换电站、动力电池总成、交直流充电桩、综合能源管理平台、充换电运营平台。玖行能源专注于创新的电动汽车充换电产品和系统解决方案,构建基于大数据、人工智能和物联网的电动汽车充换电基础设施。玖行能源致力于打造成为新能源汽车产业领域一流设备制造商和运营服务商。图片来源:玖行能源④奥动新能源奥动新能源汽车科技有限公司(以下简称“奥动”),全球换电模式开创与引领者。自2000年起,奥动一直专注于新能源汽车换电技术研发及换电站网络商业运营,致力成为全球领先的智慧能源服务平台。图片来源:奥动新能源⑤智锂物联智锂物联作为清华大学与欧阳明高院士团队专注于重卡数字化换电系统解决方案的重大科技成果转化企业,致力于向重卡换电运营商提供车载换电系统、换电设备、数字化换电运营平台、锂电大数据安全监控与运维平台、电池银行资产管理平台等全场景一站式解决方案。图片来源:智锂物联

发展走势

换电重卡终端市场推广受阻,以及动辄几百万的换电站建设、多车型之间电池无法互换、换电策略多样等客观因素,影响了换电重卡推进进程;充电重卡的快速发展也给换电重卡带来巨大压力。行业信息显示,目前一些企业的超快充电池已经解决充电速度、能量密度、安全性、寿命和成本五大问题,超快充技术已经具备了商业化前提;2023年我国超快充重卡也取得突破发展,东风、陕汽等超快充重卡车型已经量产,并可以实现充电15分钟作业4小时。与此同时,充电重卡整包带电量最高已经超600kWh。

如此可见,充电重卡正在通过快速技术迭代降低整车和电池成本,超快充技术减少充电时长,分布式驱动技术提升能效,电池技术升级提升能量密度等方式,让自己变得更轻、充得更快、跑得更久。而反馈到终端市场,自然会挤占换电重卡的发展空间。

写在最后

总结而言,重型卡车能源补给方式的选择,是一个涉及多维度综合评估的复杂决策过程,需考虑场景适应性、经济合理性、时间效率及应用多样性等因素的和谐统一。充电站以标准化、普遍适用的特性铺陈于广泛的基础设施网络;换电站则以其在特定领域的高效运作与精确匹配,成为行业内的亮点。每种方案的选择,都是对智慧洞察与实际需求深度理解的体现,唯有精准自我定位,方能实现最优方案的采纳。

内容资料参考来源:康普利、共创慧充电、

苏州天星能源有限公司等综合整理

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会议预告


国能网·2024第九届产业年会

——2024年充换电产业大会(CCSIF1st


10月14日-16日  北京


同期活动:2024年度·充换电品牌榜发布(CSBL1st)


会议主题:传承 新质 共享 
主办单位:国能能源研究院 光伏头条 储能头条 氢能汇 充换电头条
会议活动:


时间地点:2024年10月16日  北京
参会主体:产业主管部门、央国企电力/能源集团、行业组织、科研院所、金融机构、规划设计院、产业链装备制造、工程施工、运维服务、分销商、电站开发商等电力新能源产业全链的相关负责人、专家、管理者、代表等

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