馬斯克宣佈旗下電動卡車Semi即將量產,特斯拉股價飛昇到1091億美元,超越了豐田成為地球上市值最高的汽車公司。正當行業為這一訊息歡呼雀躍之時,物流公司的王老闆卻高興不起來,因為他真的要買一批電動卡車。
卡車使用者的電動車憂慮 本質是對生計的憂慮
由於不少城市對環保的要求越來越嚴格,紛紛出臺了限行措施限制燃油卡車進城。王老闆準備將公司的一批燃油卡車替換為電動卡車,他知道電動卡車更加環保、使用成本低,但有兩個憂慮的地方讓他一直不敢下手。
首先是車輛使用壽命,物流公司的利潤並不豐厚,王老闆需要控制好每個環節的成本。其中車輛購置成本是一個大頭。在過去,燃油卡車的使用壽命為6年左右,使用6年後,車輛毛病逐漸增多,此時出售還能收回部分殘值。而電動卡車的使用壽命只有大約20萬公里,差不多壽命只有3年。當電池損耗到一定程度後,車輛再無殘值可言。另一個憂慮是效率,電動卡車充滿電時間需要差不多兩個小時。在幾乎人停車不停的物流旺季,每天充兩次電,意味著少拉一趟貨。
在現實中,不只一個王老闆。許多物流企業的老闆、個人司機都得面對這個難題。對於電動卡車,他們有同樣的需求,也有同樣的憂慮。他們的痛點,馬斯克顯然沒有看到。區別於乘用車,卡車是他們生活的工具,是很多企業盈利的工具。300公里續航乘用車車主可以用一個星期,但對於他們而言可能用不了一天。他們對於電動卡車的憂慮,本質上是他們對於生計的憂慮。
短板之痛
不論是電動卡車還是其他電動車,組成它們最主要的部件無非都是車身、底盤、電機、電池。車身、底盤和電機的壽命都足夠長,制約電動車發展的主要原因是電池。
即使是特斯拉所使用的松下電池,滿充滿放的情況下EPA迴圈超過12萬公里時,電池容量就已經低於80%。而這一里程可能僅僅是電動卡車一年的行駛里程。另一方面,電池的充電速度到達了一個瓶頸,在保證安全的情況下,短期內充電速度不太可能有一個大幅度的提升。
電動車不等於低效率
要解決電池的制約,其實一直存在另外一種能量補充方式——換電。早期的特斯拉也曾設想過採用換電的方式,但後來並未採用。蔚來雖然採用換電模式,但無法從中獲益太多。除此之外,我們發現大部分車企都沒有采用換電這一方式。但這並不代表換電不可行,而是換電並不適合乘用車。
乘用車和卡車最大的區別在於工作強度,一輛卡車的使用時間和行駛里程可能是一輛乘用車的十倍甚至幾十倍。這使得在乘用車中看起來不可行的換電模式,在卡車中找到了非常大的價值。上面提到的物流企業在購置電動卡車時的憂慮,通過換電模式可以立即解決。首先是通過車電分離的方式,用車企業不用擔心電池殘值的問題,因為每一次換電都必然可以獲得一塊效能良好的電池。其二以目前的技術,換電時間大約是5~10分鐘,這一等候時間和燃油車加油的時間並無差別。
由於電動卡車的高頻使用,換電的優勢被放大數十倍。同樣是電動卡車,在等待時間方面,採用換電模式比採用充電模式，每十萬公里能夠節約將近1000小時。
換電需求背後 是充電站的土地矛盾
幾乎可以肯定的是,採用換電模式之下的電動卡車一定比充電更加有優勢。但我們不得不考慮換電站的經營問題,如果像一些乘用車換電站那樣虧本經營,那註定沒有辦法規模化,換電也只能停留在小範圍的試驗階段。
接下來我們分析一下換電站的建設運營成本。首先在選址上,由於卡車的活動範圍和行駛線路相對固定,換電站不用遍地開花。換電站只需要緊挨物流園和一些主要路線,就可以保障卡車的換電需求。
而在土地使用方面,一個一天能夠提供200輛(車/次)充電的充電站至少需要20個車位。一個標準卡車車位需要30㎡,20個就是600㎡。再加上車位之間的間隙,行車的通道,倒車的空間以及休息室、配電房,這樣一個充電站的土地使用面積在1300㎡左右。
而同樣效率的換電站,只需要提供2~4個車位,電池由於可以立體堆放,所佔的空間也不大,採取一進一出的管理方式,一個換電站的佔地空間在300㎡以內。佔地面積不到充電站的四分之一。
電池管理是換電模式的核心
對於換電站而言,“換”只是最後的一個步驟,而背後更重要的是對電池的管理。在充電模式下,一輛車配備一塊電池。而在換電模式下,一輛車需要配備1.2~1.5塊電池,才能做到有電可“換”。這樣一看,換電模式的成本是增加的。但我們可以通過對電池的管理,來降低這個成本。
一塊電池的壽命,由使用時間、充放電次數、充放電深淺度以及充放電電流的大小決定。在實際應用中可以發現,兩輛使用時間一樣、行駛里程一樣的車,電池的剩餘壽命卻有很大的區別。原因是充放電深淺度和電流大小不一樣,而換電站可以通過控制充電電流,由於換電站充電的時間沒有那麼迫切,可以根據需要降低充電速度以提升電池壽命。只需要將電池管理好,使其衰減速度更慢,通過提升每塊電池的價值,降低成本。
除了電池的壽命外,快速迭代也是導致電池貶值速度快的主要原因。在新能源汽車快速發展的短短几年,從磷酸鐵鋰電池到三元鋰電池,三元鋰電池從523到622再到811,然後又到高鎳、無鈷,再到最近很流行的無模組磷酸鐵鋰,電池更新速度幾乎每隔半年就提升一代。而最初的電池到現在已經一文不值。而換電模式就是和電池研發搶時間,換電模式能夠更高效地使用電池,即在更短的時間使用更長的里程,減少電池迭代帶來的貶值影響。
卡車換電關注度正在提升
換電模式的關注度正在發生變化,越來越多的政府部門、車企、電池企業關注到這個領域。在兩會中,電池龍頭企業寧德時代董事長曾毓群提議加快工程機械和重卡電動化;工信部部長苗圩在兩會中提出鼓勵換電模式;徐工汽車推出了全套的換電車型；以上事件都體現出換電模式越來越受行業的關注。
換電模式將釋放電動工程車輛需求
換電模式除了能夠徹底提升電動卡車的使用便利性、降低使用成本之外,還將釋放電動工程車的需求。以環衛、渣土、市政、礦區等工程車輛為例,這些車輛要麼需要在城區工作、要麼燃油能耗極大,都有電動化的需求。但過去一直受制於充電模式,成本降不下來,效率提不上去。換電模式的普及將提升這些車輛的優勢,使電動工程車成為主流。
集思廣益 來一次不一樣的電動化之旅
特斯拉推出Semi,希望讓電動卡車再次征服市場。然而這是一個與乘用車完全不一樣的市場,卡車使用者不會為情懷和炫酷買單。這個市場很務實,必須提供看得見的好處。而換電模式為電動卡車提供了這樣的機會,提高了電動車的優勢,消去了電動車的憂慮。在這方面,徐工汽車做得顯然更加務實,他在現階段已經拿出了全套的換電車型。換電模式有很好的前景,但還需要更多專家學者的進一步討論和行業使用者的真實聲音。6月15日~16日,全國新能源換電模式物流車輛解決方案研討會將在徐工汽車總部徐州召開,邀請了江蘇省、徐州市等地區主管部門領導;中國汽車工程協會領導、中化集團中國金茂集團控股有限公司領導,全國各重點市場區域相關主管單位領導,清華大學等專家、教授,廣東國鴻、寧德時代、法士特等戰略合作單位的主要負責人,京東物流、貴州吉星行等重點企業主要負責人。從政策、技術、應用場景等進行關於卡車、工程機械換電的全方位探討。將從“充換電政策、運營模式、產品及關鍵技術”等方面進行權威探討。同期舉行徐工成套新能源物流裝備暨智慧換電產品釋出會,將從資深主機廠角度進一步演示新能源物流車換電模式,全面展示徐工成套新能源物流裝備,包括:城市配送、場地短駁、各類倉儲、市政環衛、非公路等多個應用場景下的解決方案,裝、運、卸、灑、掃、拌,功能齊全。徐工是中國乃至全球迄今為止一次釋出新能源產品最多的品牌。