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引领重卡电动化新时代 | 李立理:对重卡兆瓦超充的前瞻性思考与有关建议
2025-06-082

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202567日, 重庆便捷超充电动重卡高质量发展论坛在重庆悦来国际会议中心成功举行。本次论坛以”引领重卡电动化新时代”为主题,汇聚行业主管部门、领军企业、科研院所及产业链代表,共同破解电动重卡规模化发展瓶颈,绘制商用车低碳转型新蓝图。

作为第二十七届重庆国际汽车展览会的重要组成部分,此次论坛由庆铃汽车(集团)有限公司主办、重庆市汽车商业协会承办、重庆市超充基础设施建设工作专班指导,论坛聚焦 “续航焦虑、补能效率、规模化应用”三大行业痛点,通过政策解读、技术发布与产业对话三大板块展开深度探讨。

其中,清华四川能源互联网研究院光储直柔所副所长李立理带来主题演讲——《对重卡兆瓦超充的前瞻性思考与有关建议》以下为演讲内容摘录整理:


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尊敬的涂主任、尊敬的各位领导、专家、各位同行,大家上午好!非常高兴今天我们代表清华关于电动交通和车网的智库团队和大家一起分享我们团队近些年在电动重卡领域的一些思考。

我们团队简要介绍一下,我们根植于清华电机系,清华电机超充“一系两院”,有成都的四川院,还有北京院,我们定位于一个支撑国家战略决策的高端智库。目前我们在整个电动交通和车网互动领域做了两方面的工作:一方面,我们帮国家做了很多这方面的顶层设计,包括充电基础设施高质量发展的顶层设计相关文件,以及最近关于车网互动顶层设计文件和试点工作。另一方面,我们近些年也希望能够在支撑中央政府的情况下,加强跟地方政府合作,来实现央地协同推进。所以我们近些年跟整个电动交通发展先行地区都做了很多合作,比如去年我们支撑广州和海口成功申报国家首批城网互动试点城市,下一步我们也希望在重卡超充这个领域能够跟重庆有更多合作。

其实现在重卡全面电动化的转型任务已经到了一个新的阶段,这个阶段其实从左边这张图可以看得非常清楚,横轴是行驶里程分布,从短的0-40到长的大于600公里的日行驶里程,可以看到蓝色的线燃油重卡有两个峰,我们用的柴油重卡一端是短途运输、一端是长途运输,现在还有几条线,黑色的、红色的、紫色的分别对应氢燃料、电动汽车,充电电动汽车和换电重卡,他们都集中在短途的场景,相当于现在新能源重卡主要应用集中在短途场景,长途场景燃油重卡的场景还没有很好突破。大家其实知道,今年前几个月重卡的渗透率已经超过20%,实际上现在我们只在一半的市场里面达到了20%,剩下长途这一半的场景还没有真正启动电动化。所以下一步要把整个电动重卡进一步向前推进就必须推动长途干线的场景。

长途干线的场景如何突破?我们右边给出了三个要素:第一个续航能力要提升,要能支持高速行驶4个小时、休息20分钟;第二,充电速度要能够提升,需要30分钟能够补充300公里的续航;第三,需要有一个相对完善的充电设施网络支撑。这是从现在的短倒走向开放干线运输的三个必要条件。

续航能力的提升其实还有一点,跟峰谷电价有关系,因为重卡要有经济性,必须是在谷段,最多在平段充电,一定不能在峰段充电,所以那就必须要避开电网高峰的4个小时,然后在平段和谷段进行充电。所以这是几个基本的物理和经济的底层逻辑。

所以我们就以“行驶4小时,休息20分钟”来作为一个评价的极限标杆,什么时候我们的补能技术、补能体系达到这样一个指标,基本上我们就可以实现大规模全场景的应用。这样的要求对应的指标就是大概30分钟要补能续航300公里,300公里需要我们的电池容量达到600度以上,充电倍率必须大于2C,充电平均功率要达到900千瓦,峰值功率要达到1.35个兆瓦,所以我们看到华为推出的是1.44个兆瓦,跟我们这个指标是非常契合的。

第二个就要实现网络布局。网络布局我们认为充电就有一些优势,主要是接口更容易标准化,同时场站备用电池投入比较低,运维成本也更低,所以就能降低目前快速发展产业过程中一些资产搁浅的风险,也就是说试错成本比较低。当前我们在什么阶段呢?整个兆瓦快充技术已经进入到快速发展的关键时期,这实际是我们当时2023年通过广泛调研做出的一个判断,我们当时来看,在2023年实际上整个电池容量是比较小的,以282电池为主,充电倍率比较低,电压平台是600伏,一般是用风冷双枪,而且最大电流是500,用的标准是国标接口,跟乘用车接口是一样的。这样的情况下,实际只能做到30分钟补充续航100公里,跟我们说的30分钟补300公里有很大差距。所以我们判断从2024到2026年会进入一个新的阶段,就是电池会逐步上升到600度电左右,会实现1.5到2C的充电倍率,其实今年电池都已经出来了。电压平台会逐步从600上升到800,甚至更高。在充电的时候会把电容增大,我可以用风冷的方式,我用三枪甚至四枪来做这个事情,大家看比亚迪最近用四枪来做1000A,也有像华为用液冷双枪做到2400A,这个比我们当时设想的1600A还要更高。当时我们考虑也是用多枪的国标接口就能实现这样一个技术性能。所以当时我们认为多枪兆瓦级阶段在2024-2026年就会快速发展起来。再往后走可能会到一个单枪兆瓦级的阶段,一个枪头就能达到兆瓦级,这就是华为最新推出来的,应该说华为的技术进步比我们想的稍微更快一些,当然华为今年也是样板阶段,真的大规模做还要到2026、2027年。所以现在来看,到了那个阶段我们看到整个电池是600度以上,3C级更高充电倍率,电压平台可能会甚至达到1250,液冷的单枪就达到1000A以上,双枪可以达到2000A以上,整个就可以看到20分钟就能补充300-400公里的续航,所以这个技术路径演进非常清晰,而且产业链目前正在往这个方向走,只是我们需要给它一点时间。

有了这样一个明确的技术路径和目标之后,其实我们看下一步重卡经济性的提升就非常明确,当然这不只是充电的事情,重卡核心是经济型,我们认为中国电动重卡全面电动化的进程还会更快,因为它是一个纯经济性驱动的。所以这块我们认为有几个工作,第一个在整车企业要把风阻降下来、电耗降下来,从充电运营商和充电企业要把产品质量做好,把年限能够从现在5年延长到10年的运营周期,整车充电,这些充电设备补能成本就是把功率继续往上提,同时电池企业去开发更长寿命的电池以及更低成本的电池。另外有一个很重要如果可能做到可以做一些吨位豁免政策,因为600度的电池是很重的,多出的3吨左右的重量对于大宗货物运输就会影响收入,这块欧洲目前已经豁免了这几吨的重量,我们国家有没有可能作为一个探索,因为这个成本其实大概影响很多大宗运输10%的收入,这是没办法通过技术进步去弥补,很多时候需要靠政策来解决。

所以通过这样的策略我们简单汇报一下结果,在这样的情况下,整个重卡的经济性,我们从最左边的封闭场景到短途场景,再到右边的长途场景,其实我们发现最后电动重卡都是有优势的,而且不管是充电重卡有优势,换电重卡一样有优势,充电和换电,换电是最右边橙色的、充电是绿色的,换算成全成本、吨公里成本大家差别不大,换电稍微高一点,但是从整个成本影响来说并不是特别大。电动化的胜出是非常必然的趋势,其中兆瓦级快充在刚才的分析里面也是对降本起着非常重要的作用,主要体现在对场站端减少停车位资源,提高充电设备利用率,延长使用年限,降低充电服务费的成本,同时也能在用户侧提高用户运营效果,降低用户的时间成本,我们这个成本已经考虑用户充电时间等待的成本了。

在这样的情况下,我们其实做了一个推演,就是中国的重卡电动化进程会有多快。实际上我们看到,最左边的封闭期,即使换电通用性没有解决的情况下,仅靠兆瓦级导入,封闭场景基本在2030年就能达到82%的渗透率,基本上电动化进程已经接近完成。短途的话2030年应该能达到63%以上,到长途的话应该是达到60%左右的渗透率。到了2035年基本全部场景都会完成电动化的转型。所以如果兆瓦级充电跟换电双线突破的话,这个进程会进一步加速,尤其是长途干线可能到2030年就会达到64%。当然现在我们的预测还有可能保守,这样一个大的变化其实对我们后面说的补能设施的要求,包括电力设施的要求都是一个非常大的挑战。所以我们当时建议从国家来说,还是要尽快出台兆瓦级快充走廊规划,尤其要做好运营电力规划,以及场地资源的保障。因为现在我们的大功率兆瓦超充已经具备支撑电动重卡从短倒走向开放长途道路场景的条件,所以当务之急还是要研究“十五五”和中长期电动重卡兆瓦快充走廊。核心指标就是边界性,最好能够达到跟现在重卡加油站相当的水平,所以我们建议是分阶段的规划,2026年之前争取长三角、珠三角、京津冀,包括川渝地区,这样一个重要区域的走廊能够纳入国家重大项目支持范围,争取能在2030年之前重卡兆瓦充电和重卡目前加油站的比例能接近1:1,主要地区实现70%的覆盖,到2035年之前就要超过加油站,整个覆盖要接近95%。这样就需要考虑兆瓦级自动走廊和配电网协同规划的机制,从电力容量的设计,未来高速服务区重卡的充电容量、报装容量应该融合考虑,我们建议应该超前十年规划布局。另外就是要建立兆瓦级快充走廊用地保障机制,有可能服务区还需要做一些土地层面的增强才能满足需求。

另外,可能还有一些前瞻性的政策,我觉得很有必要在行业层面引起大家的讨论。

第一个就是兆瓦级超充的接口和位置统一的问题,因为现在的接口涉及到电接口,也涉及到液冷的接口,只靠电接口是解决不了车端的散热问题,在车上要解决几个兆瓦的散热,可行性是非常低的,所以我们需要靠地面系统来做一个接口。三个接口,我们说的电接口和液冷接口的标准化这是非常关键的问题,除了这个以外,接口位置在哪里也非常重要,因为大家知道电流非常大,如果位置不一样,导致枪线要很长其实也会影响整个体系的落地,包括整个损耗和效率都会受到影响。所以我们也是建议要尽快启动相关的接口和位置,国家行业标准的研制工作。其实这也为下一步自动充电和重卡充电的结合打下了基础。这是我们认为两个非常基础的标准。

第二个就是推动重卡吨位豁免的政策,因为大电池的主要需求其实是风火电价的引导,希望我在电网高峰的时候尽可能只是跑不充电,所以一定要有大电池去度过高峰的4个小时,然后在平段和谷段充电。3.6吨的重量导致少拉货,这个成本的损失是很难靠补贴长期补下来的,更主要还是要通过法规,通过安全法规来解决这个问题。目前在欧洲这个事情推得还是比较快的。

第三个建立规划和建设运营协同总量调控机制。大家知道中央现在已经说反内卷,反内卷最核心的就是四个字“总量调控”,总量调控一定要做好,做不好又变成计划经济,导致短缺,我们说有时候是个矛盾,管得太死了就会引起一些发展不够的问题,但是不管又导致一哄而上。所以这里面我们觉得总量调控非常关键,一定要基于行业的总体利用率以及行业总体规划,要结合备案、审批,甚至要引入年检,因为这是一个非常大容量的用电设备,对公共资源的占用、对场地资源占用非常大。

第四个是超前研究容量电费优惠有序退出措施。因为容量电费现在到2030年之前国家是优惠的,这其实对重卡来说每度电全社会电力用户补贴了1-2毛钱,在起步期没有问题,但等到2030年重卡已经全面电动化了,还由全社会其他电力用户为他每出1度电补贴1-2毛钱,这个事情也是不可持续的。但是如何实现一个有序的退出,尤其是重卡对于充电成本又高度敏感,也是建议从国家层面要提前考虑。

这就是我们,因为是国家智库的定位,我们希望能提出一些前瞻性的问题,帮政府提前来做一些政策储备和研究,也希望和大家一起推动重卡的全面电动化进程,推进以电代油,谢谢大家!


(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)




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