2021年的汽車市場，可以從乘用車、大巴和專用車幾個方向上來看。乘用車不用多說，大巴的市場一直比較平穩（或者說潛力基本用盡），專用車在2021年表現出來不俗的戰斗力。

目前從裝機量來看，純電動專用車占據了中國第二大車用動力電池市場，而2022年在重卡電動化在節能減排方面具有巨大的潛力。

表1 2022年主要市場的增長速度

重卡電動化跟乘用車電動化是有本質的區別，它是重卡生產工具，油電價差的存在使得電動化具備非常好的經濟性的基礎。但是這個里面仍有一些不利的因素，從傳統來看：

1.純電動重卡成本高：很貴，一臺100多萬比依靠發動機的傳統重卡（30萬）貴了2-3倍左右

2.純電重卡運營效率低：重卡比較重，裝完電池更重（比傳統車重2噸多），這使得純電重卡有效運力下降，收入會減少；更要命的是充電慢（一次最快一個小時），找不到充電樁可能耽誤兩三個小時，極大占用了運營時間。這使得純電重卡帶來的收益受到極大的打擊，經濟性沒有體現出來。

3.配套建設難度大：由于純電重卡體積大，需求充電功率大，充電廠站建設是很有難度的。

以上幾點使得重卡換電這個方案具備了很大的可能性。

從2021年的實際來看，重卡的換電變成了一個很好的破局點，主要依賴于車電分離的商業模式與換電的技術相結合：

首先通過金融手段設立公司，由電池銀行把重卡電池買走，再租給用戶，向用戶收電池租金（可分為按月收和按公里收等方式），換電運營商提供充電和換電服務，整車廠直接賣車。

圖1 換電模式的優勢（參考自換電對重卡電動化的關鍵作用和產業化探索）

Part 1 換電技術的現狀

根據立國之前的分類演講，國內重卡換電技術主要有三種：頂吊式換電、單側整體換電、雙側整體式換電。

圖2 三種不同的換電方式

● 頂吊式的換電方案：這種方案是使用鋼索來調運電池包，接近落座的時候，使用鋼索的柔性實現對位誤差兼容，特點是技術簡單、成本比較低，是最早商用化的方案。

● 整體側換的方案：采用機器人剛性的抓取機構，控制精度要求比較高。比較適合城市的公共型換電站，換電機器人需要視覺、激光雷達精密的定位裝置，這使得適應性很好、推廣起來更容易。其中雙側最大的優勢是電池不占貨箱空間，需要兩套機器人，兩套存儲充電倉。

圖3 重卡換電示意圖

從分解來看，電池的存儲充電倉，一般采用就地充電的方案。在環境惡劣情況下，也可以把后面的整套存儲充電倉裝在車上運輸，在特殊區域進行配件。這個里面核心部件就是換電機器人——對電池搬運設備，可以從側面抓取（通過激光雷達或者機器視覺進行精準定位），甚至是吊頂頂上抓取（定位平臺）。換電的車載系統一般是由一個車載的換電底座跟車固定在一起，有一個可更換的換電式電池系統總成，在車和換電站之間進行流轉。

圖4 換電裝置概覽

Part2 寧德時代的標準換電電池

這個工作，其實寧德時代和國家電投做了不少事情。

國家電投旗下的玖行能源公司提供整套換電機構，玖行能源也可建設換電站。在純電重卡的車輛底盤上安裝了對接換電電池包的底座，底座上安裝兩個充電連接器和放電連接器，在電池包上也有相對應的插接器，由于換電過程中會頻繁的插拔，對充電連接器和放電連接器的可靠性和耐久性要求相當的高，插拔次數要求也是極高的。

圖5 重卡標準電池包

這個電池包設計的方案，是并聯擴展的方案，從282kWh最大擴展到350kWh。我的理解，在做乘用車換電的同時，重卡換電和標準電池方案已經跑了一段時間了。

圖6 換電重卡的換電連接器部分

小結：我在想就換電連接器和充換電之間的差異，可以測算下總體的容量，隨著換電作為一種方案嘗試在各個領域推廣，需求還是在有序增長的。

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