之前談到中國(guó)開(kāi)始進(jìn)行換電重卡的嘗試,與此同時(shí),特斯拉、歐洲和美國(guó)也開(kāi)始了一系列高功率充電基礎(chǔ)設(shè)施的準(zhǔn)備。和乘用車不一樣,在2B業(yè)務(wù)中,整個(gè)運(yùn)行效率是考慮在第一位的,如果沒(méi)有補(bǔ)能設(shè)施的落地,卡車的電動(dòng)化是沒(méi)辦法推進(jìn)的。在去年年中,代表歐洲汽車行業(yè)協(xié)會(huì)的ACEA發(fā)布了一個(gè)卡車充電基礎(chǔ)設(shè)施的需求概覽,如下圖1所示。
卡車的電氣化滲透率非常低,歐洲到 2025 年,大約 40,000 輛電動(dòng)中型和重型卡車將投入使用。到 2030 年,中大型卡車將增加到大約 270,000臺(tái)。對(duì)應(yīng)的充電基礎(chǔ)設(shè)施,根據(jù)ACEA測(cè)算, 2025 年在歐盟范圍內(nèi)建立 10,000-15,000 個(gè)高功率公共充電點(diǎn), 2030 年建立40,000-50,000 個(gè)充電點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際需求,2030 年還需要至少 40,000 個(gè)低功率的(100 千瓦)、設(shè)置在高速公路沿線卡車停車場(chǎng)的公共夜間充電樁。
面向卡車的充電功率分為三個(gè)功率類別:350 kW 以下、350-500 kW 和 500 kW 以上。
▲圖1. 歐洲2030年需求的充電基礎(chǔ)設(shè)施
Part 1 車企所做的充電網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)
從當(dāng)前的態(tài)勢(shì)來(lái)看:
●歐洲
歐洲三大商用車制造商(沃爾沃、戴姆勒和大眾集團(tuán)斯堪尼亞和 MAN 品牌)簽署協(xié)議,將于 2022 年在歐洲建立合資充電網(wǎng)絡(luò),將部署和運(yùn)營(yíng)一個(gè)用于重型長(zhǎng)途卡車高性能公共充電網(wǎng)絡(luò),將總共投資5億歐元,每個(gè)企業(yè)將向合資企業(yè)出資1.67億歐元。
▲圖2. 歐洲的卡車充電網(wǎng)絡(luò)
●美國(guó)
Daimler Truck North America、NextEra Energy Resources 和 BlackRock Renewable Power就如何解決美國(guó)卡車充電問(wèn)題,簽署MOU,目標(biāo)也是成立合資企業(yè),設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、部署和運(yùn)營(yíng)一個(gè)全國(guó)性的高性能充電和加氫網(wǎng)絡(luò),計(jì)劃于 2022 年開(kāi)始運(yùn)營(yíng),投入資金約 6.5 億美元,由三方平分。
▲圖3. 美國(guó)的充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
●特斯拉
特斯拉比較實(shí)在,車輛開(kāi)發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施是同步建設(shè)的,從目前的數(shù)據(jù)來(lái)看,這些為Semi Truck開(kāi)發(fā)的充電樁最高功率可能達(dá)到了1.6MW,通過(guò)并聯(lián)的方式給車輛電池進(jìn)行充電。
▲圖4. 特斯拉的Semi Truck
從現(xiàn)有的信息來(lái)看,給800kWh的電池4組電池,可能是以4路并聯(lián)充電的方式進(jìn)行的,按照400kW*4的做法,這個(gè)系統(tǒng)的配線設(shè)計(jì)和整體的邏輯也就并不復(fù)雜。
備注:從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)看,可以看到這個(gè)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度在電氣上主要是不同的電池組可以靈活驅(qū)動(dòng)不同的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
▲圖5. 特斯拉Semi Truck的電池
Part 2 卡車領(lǐng)域的充電和換電
和乘用車一樣,卡車領(lǐng)域也出現(xiàn)了換電和快充充電(慢充對(duì)卡車無(wú)意義)兩種不同的路徑,我個(gè)人覺(jué)得在當(dāng)前已經(jīng)實(shí)行的路徑上,是需要為卡車(商用車)快充做更多的考慮。
(1)換電:第一步已經(jīng)走到了部分場(chǎng)景,在中長(zhǎng)距離的背景下,標(biāo)準(zhǔn)化也制約著換電走到下一步。
(2)快充:快充能覆蓋的車型會(huì)更多一些,瓶頸如上所說(shuō)的還是充電站。由于干線高速公路的負(fù)荷問(wèn)題,可能需要和分布式發(fā)電弄在一起,在高速公路附近堆一些光伏和儲(chǔ)能站可能是最好的辦法。由于快充哪怕是1MW以上,通過(guò)分離的接口設(shè)計(jì),如果在車內(nèi)也做液冷線路設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)兩端同時(shí)液冷,降低充電線的重量,通過(guò)并聯(lián)設(shè)計(jì),這個(gè)路最大的瓶頸是當(dāng)前鐵鋰的快充特性。
▲圖6. 2C以上快充的鐵鋰電池是當(dāng)前瓶頸(之前在大巴上落地效果不好)
從標(biāo)準(zhǔn)和路徑來(lái)看,歐美基于SAE J3105已經(jīng)走了一段路,而且和乘用車充電做了一些借鑒和調(diào)整。由于高功率快充,在充電領(lǐng)域可能一步到位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理,這方面和換電的想法是一致的。
▲圖7. SAE J3105的三種不同方式
小結(jié):由于卡車這塊的電動(dòng)化滲透率比較低,未來(lái)3-5年按照目前的政策需求和技術(shù)成熟態(tài)勢(shì),空間是很大的。