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　　3月29日，在首屆中國商用車論壇上，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高分享了對新能源重卡的技術(shù)路徑分析與展望。

　　歐陽明高表示，2022年，新能源乘用車市占率達到25%，商用車相對比較低，重卡更低，所以從目前新能源發(fā)展形勢來看，重卡是最后的堡壘。

　　新能源重卡有三條技術(shù)路線。第一是純電動重卡，包括充電重卡和換電重卡，充電又分為快充（300千瓦以上）和超級快充（兆瓦級的充電-1000千瓦以上）。目前總體看有三條技術(shù)路線：第一是換電；第二是氫燃料電池重卡；第三是零碳內(nèi)燃機混合動力重卡，其中零碳內(nèi)燃機包括氫內(nèi)燃機、甲醇內(nèi)燃機，還有生物柴油內(nèi)燃機等。

　　三條技術(shù)路線的研發(fā)實踐和發(fā)展趨勢

　　歐陽明高認(rèn)為，純電動重卡的快充、超充站和換電站的成本比較，超充站投資其實是比換電更高，當(dāng)然快充比較低，但是它很慢。當(dāng)站點利用率低的時候不怕慢，這時快充有優(yōu)勢。但是一旦利用率上來之后，換電就是最好的。

　　按150萬公里壽命計算，由于油電差價大于電池投資成本和充電時間成本之和，換電重卡的綜合噸公里成本低于柴油重卡換電的綜合噸公里運行成本。換電相比于快充和超充補電時間最短，噸公里車輛運行成本最低。站利用率提高到40%及以上，換電模式下站投資和電池投資噸公里成本下降，車站總噸公里成本最低。

　　換電重卡與柴油重卡經(jīng)濟性比較，可以看看在鄂爾多斯運煤場景下的具體數(shù)據(jù)：換電重卡賣車不賣電池，換電重卡車價與柴油車價差不多，但是換電重卡維修費用很低，電動車型的好處是維修費用低，所以總的持有成本比柴油重卡低6萬元。從使用成本看，在柴油價格6.3元/升時，干線運輸能耗成本年節(jié)省5.2萬，短倒運輸能耗成本相對來說節(jié)省得少一點，因為裝卸貨時間偏長，年節(jié)省約1.5萬元。

　　換電現(xiàn)在有兩種換法，一種是機器人側(cè)抓側(cè)換式，還有一種是頂抓側(cè)換式?，F(xiàn)在新一代電池可以兼容兩種換法，即側(cè)抓頂抓兼容車載換電系統(tǒng)。智鋰物聯(lián)開發(fā)的輕量化高耐久車載換電系統(tǒng)可以同時適應(yīng)這兩種換法。

　　為了在全國公路干線推廣普及換電重卡，還在做三件事：第一是實現(xiàn)互聯(lián)互通的換電標(biāo)準(zhǔn)，中國換電重卡聯(lián)盟牽頭編寫的換電電氣接口和換電機構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布。推動龍頭企業(yè)啟源芯動力、玖行能源和智鋰物聯(lián)等開展互換性換電合作，寧德時代和智鋰物聯(lián)開展頂?shù)鮽?cè)換兼容互換示范，換電連接器龍頭企業(yè)開展互換性產(chǎn)品開發(fā)合作。

　　第二是開發(fā)互補型換電與超充一體化能量補給站。互補就是重卡快換與轎車快充互補?，F(xiàn)在轎車用350千瓦快充，5分鐘可以充200公里，功率太大，直接從電網(wǎng)取電對電網(wǎng)穩(wěn)定性沖擊很大，而且容量增容成本很高，所以需要通過儲能電池放電來解決大功率超充問題。正好換電站的備用重卡電池包可以給它換電，這樣構(gòu)成一個互補型加電站，轎車、卡車都可以在一個站里快速解決能量補給。為此，清華團隊和殼牌去年合作開發(fā)了全球首個集超充、重卡換電、轎車超充、速熱速冷、光伏發(fā)電、智能微網(wǎng)一體的綜合示范平臺。實現(xiàn)5分鐘充200公里，重卡5分鐘換電，冬季每分鐘加熱7攝氏度。

　　第三是數(shù)字化換電能源運營及站網(wǎng)互動平臺。換電重卡的商業(yè)模式是電池租賃，電池持有者可以開設(shè)電池銀行，電池資產(chǎn)管理公司對電池實現(xiàn)全生命周期智能管理，所有的換電站可以鏈接起來和與電網(wǎng)互動，形成虛擬電廠，作為整個電力系統(tǒng)的儲能方式。當(dāng)換電站網(wǎng)絡(luò)形成規(guī)模后就可以在購電和采購電池方面具有極大的議價能力。這樣可以使每度電的成本極低，也可以使電池成本極低，還可以回收電池材料，大型央企已經(jīng)全方位介入。

　　基于以上分析，歐陽明高對純電重卡做了展望。去年新能源重卡銷量共2.5萬輛，換電重卡大概1.5萬輛，換電車型接近一半，2025年預(yù)計達到10萬輛，2030年達到35萬輛，換電車型預(yù)計會占70%。

　　換電重卡的續(xù)航里程也會不斷增加，現(xiàn)在換一次150公里，2025年會到300公里，2030年到450公里，相應(yīng)的電池性能也會提升，現(xiàn)在是普通磷酸鐵鋰電池，下一代是高能密度磷酸錳鐵鋰電池，或者中鎳三元電池。2030年可能是長壽命高比能量三元電池和鋰硫電池。隨著續(xù)航里程提升，滿足換電重卡150萬公里總里程的電池循環(huán)壽命要求反而會降低。現(xiàn)在150公里續(xù)航需要1萬次循環(huán)，磷酸鐵鋰電池可以做到，2030年450公里續(xù)航只需3300次循環(huán)。下一代鋰硫電池估計2030年比能量可達到500瓦時/公斤，最適合用于重卡?，F(xiàn)在的換電重卡是改裝車，下一步是專用底盤，最后過渡到滑板底盤?，F(xiàn)在主要是運行在封閉場景，下一步重點是干線運輸，節(jié)省成本更大、效益更好。

　　2025年新能源重卡市場滲透率超過10%

　　歐陽明高談到氫燃料電池重卡時表示，截至2022年6月，我國已經(jīng)推廣1萬輛燃料電池汽車，今后幾年由于政府的推動，財政部正在補貼城市集群，預(yù)計2024年底會增加到兩萬輛?，F(xiàn)在我國有260座加氫站，但遠遠不夠，加氫站是制約燃料電池重卡發(fā)展的重要因素。

　　目前，燃料電池重卡與換電重卡比，成熟度和商業(yè)化還處于初期，離目標(biāo)還有一些距離，比方說壽命要到3.5萬小時，目前只有一半。額定效率目標(biāo)提高到60%，目前只是接近50%。還有成本、系統(tǒng)功率等問題，所以后續(xù)要四步走。首先是成本降低：燃料電池成本去年已經(jīng)降低到3000元/千瓦，今年會繼續(xù)降，2025年估計到1000元/千瓦，降本主要是通過關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化。還有車載儲氫瓶成本也需要大幅降低。第二是加大功率，燃料電池部分負荷效率比額定負荷效率要高，加大功率可以把常用工況點移到高效區(qū)。第三是額定點效率提高，從45%到50%，再到55%?，F(xiàn)在的燃料電池重卡氫耗還偏高。第四是壽命延長，從目前1.8萬小時左右提高到2025年的2.5萬小時，最終到2030年做到3萬到3.5萬小時，滿足行駛里程120萬-150萬公里。這是國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)壽命，國際最好水平已可以達到這一指標(biāo)。

　　歐陽明高表示，燃料電池重卡去年銷量是1500輛，續(xù)航里程現(xiàn)在達到350公里。下一步希望到2025年年銷量達到2萬輛，至少1萬輛。2030年希望到10萬輛，至少5萬輛。

　　對新能源混合動力重卡來說，很重要的是驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)。常州易控是目前國內(nèi)車用柴油機行業(yè)唯一一家自主電控零部件供應(yīng)商。從驅(qū)動系統(tǒng)類型看，將分步推出產(chǎn)品，目前是中央集中電機驅(qū)動和同軸并聯(lián)混合動力系統(tǒng)，下一步是單電機分布式電驅(qū)橋，最后是輪轂電機驅(qū)動橋。同時電壓平臺會提升，現(xiàn)在商用車電壓平臺偏低，也是其電耗偏高的一個原因。49噸的車輛，國外每公里電耗1.2度，國內(nèi)要1.6度，這跟電壓制式有關(guān)系，下一步要提高到1000伏，減少電流，減少損耗。

　　歐陽明高預(yù)計，到2025年，新能源重卡市場滲透率會超過10%，2030年會接近50%，這與歐洲新能源重卡的目標(biāo)相同。我國新能源乘用車的滲透率大大超過歐洲和美國市場，重卡不能落后，所以要力爭實現(xiàn)這個目標(biāo)，預(yù)計純電重卡會占到新能源重卡的70%，達到35萬輛，其中換電重卡又會占到純電重卡的70%-80%，2030年銷售10萬輛燃料電池汽車是我國要力爭的目標(biāo)，5萬輛的零碳內(nèi)燃機混合動力重卡現(xiàn)在還不具備確定性，但是我們希望能夠做到，所以三條技術(shù)路線并行，換電重卡是主體。（中國工業(yè)報記者祁曉玲整理）（來源：中國工業(yè)報）