李立國：重卡換電互換標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程和趨勢

2023年3月28日-29日，首屆中國商用車論壇在湖北十堰舉辦。本屆論壇由中國汽車工業(yè)協(xié)會、湖北省經(jīng)信廳、東風(fēng)公司和十堰市人民政府共同主辦，以“應(yīng)變 求變 謀變——共創(chuàng)商用車發(fā)展新局面”為主題，共設(shè)“1場閉門峰會+1個大會論壇+4個主題論壇”，旨在聯(lián)合能源、交通、信息等各方力量，共同探討商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，推動商用車高質(zhì)量發(fā)展。其中，在3月29日下午舉辦的“商用車新能源轉(zhuǎn)型”主題論壇上，中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進(jìn)聯(lián)盟秘書長李立國發(fā)表精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場發(fā)言實(shí)錄：

各位領(lǐng)導(dǎo)大家下午好，我是重卡換電聯(lián)盟的秘書長李立國，非常榮幸介紹換電標(biāo)準(zhǔn)的工作。下面我從產(chǎn)業(yè)背景，技術(shù)現(xiàn)狀，互換性標(biāo)準(zhǔn)三個方面進(jìn)行匯報。

剛才有嘉賓已經(jīng)做了全面介紹，目前換電重卡銷量已經(jīng)達(dá)到1.2萬輛，已經(jīng)得到市場的廣泛認(rèn)可，我們認(rèn)為換電是重卡電動化的必由之路。換電重卡的換電站，目前已經(jīng)建成運(yùn)行300座以上，遍布各個省，驗(yàn)證了在各種氣候環(huán)境和場景情況下的普遍適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性，并且已經(jīng)出現(xiàn)多條200公里到400公里不等的中短途干線換電網(wǎng)絡(luò)，重卡換電正從短途、封閉的運(yùn)行場景走向中長途干線場景，并且創(chuàng)造了更好的經(jīng)濟(jì)性，使得建立全國統(tǒng)一的互換性標(biāo)準(zhǔn)體系的重要性和緊迫性日益凸顯。我們與行業(yè)專家和車企交流，大家普遍樂觀估計，在互通互換體系達(dá)成的前提下，2025年換電重卡有望達(dá)到10到15萬的銷量。

下面我匯報一下?lián)Q電的技術(shù)現(xiàn)狀，以及互換性標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)可行性。

首先看換電設(shè)備，目前主要側(cè)抓側(cè)換、龍門頂?shù)鹾晚斪?cè)換三種動作方式，對電池來講有頂抓和側(cè)抓兩種抓取方式，分別作用于電池框架的頂面和側(cè)面，由于抓取裝置結(jié)構(gòu)非常簡單，成本低，所以我們可以通過將不同的抓取接口布置在同一個電池框架上，實(shí)現(xiàn)電池對不同的換電設(shè)備的兼容。

這是車載換電系統(tǒng)，電池框架的整體基本上都是規(guī)則的長方形，而且尺寸偏差基本上在5%~10%左右，當(dāng)然高度的變化比較大，是因?yàn)殡姵仉娏坎煌?，層?shù)不一樣，所以從投影截面來講還是具有較好的條件。但是底座差異性比較大，不能互換，這是各個企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)壁壘所在，所以在互換性標(biāo)準(zhǔn)化方面，不僅有技術(shù)障礙，也有非常大的產(chǎn)業(yè)協(xié)同合作的互信的障礙。

這個是鎖機(jī)構(gòu)，是換電接口最核心的技術(shù)點(diǎn)，也是技術(shù)原理差異最大的點(diǎn)，后面我會解釋我們的解決思路。八個鎖方案，上面一排叫插銷式，或者擺勾式，他們都是要作用于一個被鎖的斜面上；左下兩個都是下壓式，他們是垂直向下壓在鎖塊上；右下的兩個，一個是轉(zhuǎn)鎖，一個是鋼珠，這兩個能夠兼容的可能性就比較小。

這是電池系統(tǒng)與車輛連接的換電連接器，也是換電非常關(guān)鍵的一個部件，目前市場最廣泛采用的是乘用車換電連接器的四個連接器并聯(lián)方案，下一代換電連接器都普遍采用了電壓電流和浮動范圍更大的單連接器方案，因?yàn)楦呒苫欠掀囆袠I(yè)的發(fā)展趨勢。下面我匯報換電聯(lián)盟在汽標(biāo)重卡換電互換性標(biāo)準(zhǔn)中的方案和產(chǎn)業(yè)服務(wù)的工作。

我們都知道互通互換能源基礎(chǔ)設(shè)施是必然選擇，也是我們車企的共同愿望和期待，早在2020年，工信部和能源局就關(guān)注到互通互換對重卡換電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性，由歐陽明高院士，中電聯(lián)，中汽研，中汽院，寧德時代等標(biāo)準(zhǔn)主管部門和行業(yè)龍頭企業(yè)共同發(fā)起了重卡換電產(chǎn)業(yè)促進(jìn)聯(lián)盟，致力于推動互換型標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和產(chǎn)業(yè)合作。這是我們聯(lián)盟近期關(guān)注的互換性標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)工作，主要是推動車端互換接口的標(biāo)準(zhǔn)制定。經(jīng)過兩年努力，我們積極參與了中汽研商用車車載換電系統(tǒng)互換性標(biāo)準(zhǔn)的制定，并牽頭了其中換電機(jī)構(gòu)部分，在換電接口方面做了大量的工作。該標(biāo)準(zhǔn)有5個部分，完整規(guī)定了電池包的外形，重量，電壓，電氣接口，機(jī)械接口，冷卻接口和邏輯接口，它的技術(shù)描述非常清晰，技術(shù)特征具有唯一性，大家使用的時候不會產(chǎn)生很大的迷惑性，具有很強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新的開放性，所以我們認(rèn)為已經(jīng)具備很強(qiáng)的技術(shù)可行性。

這是換電電氣接口，主要特征簡述：具有800安的容量和1500V的最高電壓，我們跟車廠的技術(shù)人員進(jìn)行溝通，大家認(rèn)為具備滿足未來十年重卡動力系統(tǒng)電氣平臺升級的潛力，而且目前四家牽頭連接器企業(yè)已經(jīng)簽署了互換性質(zhì)保協(xié)議，可以保證車企對供應(yīng)鏈的安全性要求。汽標(biāo)在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)上做了優(yōu)化，我認(rèn)為這一點(diǎn)也是對我們汽車行業(yè)的汽車發(fā)展方向有一定的引領(lǐng)作用，設(shè)置了電池包與整車端的一個冷卻液交換接口，可以將電池水冷機(jī)轉(zhuǎn)移到車端，這樣增加我們換電框架上的電池裝載量，增加了續(xù)航里程，我們現(xiàn)在換一次電基本上150公里左右，把它下移之后，可能會增加到200公里。同時，也可以將電機(jī)余熱進(jìn)行回收，用于電池加熱，提高車輛的冬季續(xù)航里程，這一點(diǎn)對我們電動重卡在北方的應(yīng)用也是非常重要的，一直受到客戶的關(guān)注。

左側(cè)是我們收集的行業(yè)內(nèi)的換電底座的方案，我們對它們進(jìn)行分析，我們先做了一個疊加，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)是找共性，求同存異的工作，我們疊加完以后發(fā)現(xiàn)粗定位和鎖機(jī)構(gòu)都在兩個紅框的位置，所以它比較集中，我們對它進(jìn)行了一部分的抽象，用藍(lán)色小格子代表了粗導(dǎo)向和鎖機(jī)構(gòu)占用的空間。規(guī)劃出來四個位置，只要大家把粗導(dǎo)向和鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計在這個邊界里面都算滿足標(biāo)準(zhǔn)，在互換時不會發(fā)生干涉。然后在連接器、精導(dǎo)向以及水冷接口方面，必須具有唯一性，確實(shí)不具備有多種方案去兼容的可能性，所以我們把精導(dǎo)向，電氣接口和水冷接口明確了具體位置以及朝向等詳細(xì)技術(shù)參數(shù)，它具有唯一性。

這樣的話我們通過抽象底座空間占用模型，約束了底座設(shè)計的邊界，通過電池框架的避讓模型約束了電池框架的接口，就可以實(shí)現(xiàn)一個不互相干涉的互換標(biāo)準(zhǔn)化接口，同時最大限度的釋放了底座鎖機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新空間。

對于剛才講到的最難的鎖機(jī)構(gòu)問題，就是要在底座約束空間之內(nèi)進(jìn)行設(shè)計，另外一點(diǎn)必須明確鎖機(jī)構(gòu)的作用點(diǎn)。在電池框架上，我們要有一個約束，就是鎖機(jī)構(gòu)必須要把作用力壓在三面鎖塊上面。把行業(yè)有的插銷鎖、內(nèi)擺勾、外擺勾和下壓式四種鎖緊方式，作用點(diǎn)合在一個三面鎖塊上，不同的廠家鎖機(jī)構(gòu)可以自由選擇鎖緊面，以及可以自由創(chuàng)新鎖機(jī)構(gòu)類型，這樣可以保持各個廠家原有技術(shù)路線的延續(xù)性。這一點(diǎn)也是標(biāo)準(zhǔn)討論中爭議最多的：我是橫插，我是勾的，大家說到底用誰的方案。如果從中選一個，其他家不得不被迫進(jìn)行調(diào)整，這樣會給技術(shù)路線和產(chǎn)品的適應(yīng)性開發(fā)帶來很大的損失，所以我們通過這種方式解決關(guān)于鎖機(jī)構(gòu)的爭議。

在加速標(biāo)準(zhǔn)推廣方面，通過按照汽標(biāo)制定地標(biāo)的方式，加速換電在試點(diǎn)城市的應(yīng)用。同時我們也加強(qiáng)行業(yè)間的協(xié)同，積極參與中電聯(lián)組織的換電國標(biāo)修訂，保持車端與基礎(chǔ)設(shè)施的兼容。當(dāng)然行業(yè)里面已經(jīng)有很多不同技術(shù)路線的換電車輛存量在運(yùn)行，我們推動互通互換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，要充分考慮和尊重現(xiàn)有的各個廠家做的積極的行業(yè)探索，這個是我們應(yīng)該盡量去保護(hù)的，所以我們就需要考慮標(biāo)準(zhǔn)平穩(wěn)過渡的方案，如何最大限度降低標(biāo)準(zhǔn)迭代過程對行業(yè)的負(fù)面影響。我們提出一個共享換電站的概念方案，這個只是概念方案，可能有細(xì)節(jié)不合理。一個換電站里面設(shè)置多種充電座，統(tǒng)一電池包的抓取接口和抓具，實(shí)現(xiàn)一個網(wǎng)點(diǎn)服務(wù)多種車輛，我們可以根據(jù)該網(wǎng)點(diǎn)服務(wù)車輛的不同類型和流量配置不同的備用電池。隨著老版本車越來越少，新版本車輛越來越多，老的底座慢慢撤掉。更換底座充電接口很簡單，一兩萬塊錢就可以解決了，這樣大家不會覺得這是一個很大的損失。

產(chǎn)業(yè)合作方面，去年示范了頂?shù)鹾蛡?cè)換兼容共享電池包和車輛，也促成了行業(yè)龍頭互換性產(chǎn)品的開發(fā)推廣合作。預(yù)計今年能夠推出兩個品牌、甚至三個品牌的車載換電系統(tǒng)和換電設(shè)備廠家能夠?qū)崿F(xiàn)交叉互換的兼容車載換電產(chǎn)品，包括傳統(tǒng)的四連接器和滿足汽標(biāo)的單連器接口的產(chǎn)品。在換電連接器和水冷接口方面，我們也推動達(dá)成了一個互通互換互保的協(xié)議合作，剛才介紹了連接器，現(xiàn)在在水冷接口方面也在做相應(yīng)工作。并且正在建立一個互換運(yùn)營質(zhì)量監(jiān)測平臺，通過接口唯一追溯碼，協(xié)助運(yùn)營商進(jìn)行質(zhì)量追溯，互換使用條件下讓質(zhì)量問題可管可控可追溯，最后充分保證各個合作方互換合作過程中不會因?yàn)槟骋环交蛘咭粋€劣質(zhì)產(chǎn)品影響破壞整個互換的合作前景。

我們對未來也進(jìn)行了積極的展望，預(yù)計在2022年和2023年能夠完成車端和站端標(biāo)準(zhǔn)體系編制；在2023年-2024年，能夠?qū)崿F(xiàn)或者努力促成滿足跨品牌互換性的換電站和車載系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)、市場驗(yàn)證以及商業(yè)合作；在2024-2025年建立互通互換清分結(jié)算的規(guī)則和系統(tǒng)平臺，打通跨運(yùn)營商、跨電池平臺的互通互聯(lián)運(yùn)營的商業(yè)模式。2025年有望打通全國一張網(wǎng)的重卡換電干線網(wǎng)絡(luò)。至此，我們認(rèn)為為中國換電重卡鋪平了高速發(fā)展的道路。

最后我們聯(lián)盟會建立一個重卡換電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室和咨詢團(tuán)隊(duì)，為行業(yè)企業(yè)提供互換性方面的免費(fèi)咨詢和低成本的測試服務(wù)，通過這樣的方式，加速技術(shù)交流、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)合作，希望能夠與行業(yè)各方共同推動互通互換換電網(wǎng)絡(luò)的快速建設(shè)。

謝謝各位。