編輯：楊夢迪| 校核：王坤，李昂| 審核：龍志剛

引 言

在碳達峰碳中和研究加快、公轉鐵和公轉水運輸結構調整、國六排放全面實施的大背景下，短倒運輸需求增加，進而拉動電動重卡市場的增長。而換電重卡在一定程度上能夠解決早期電動化重卡購置成本高、充電時間長等問題，引起了行業的廣泛關注。為推動我省重卡貨運轉型發展，特就換電重卡及充換電設施展開分析與研究，計劃發布上、下兩篇研究成果：

關于換電重卡的相關研究（上）：概述與發展現狀

關于換電重卡的相關研究（下）：應用場景及發展建議（點擊鏈接閱覽）

一、概述

換電概念及模式

換電模式是指純電動汽車等新能源汽車直接在充換電站更換動力電池進行電能補給的一種清潔模式，一般包含對電池的集中充電和儲存、電池更換及換電服務等環節，也可稱作為“車電分離”模式。

物理上的“車電分離”主要有頂式換電模式、整體單側換電模式和雙側換電模式。頂式換電是最早商用化的換電方式，采用鋼索吊裝電池包，其特點是技術簡單，成本較低。但由于頂換模式定位技術簡單，對司機的駕駛技能要求較高，且由于抓具在頂部導致設備總高度較高，審批相對復雜。側向換電對智能化要求更高，需裝備激光雷達及視覺傳感器，產生較高的成本，優點是對司機換電停車專業性要求低，可適用于多類車型，是目前應用最廣的換電方式，漢馬科技、徐工、北奔重汽等都是采用的單側換電模式。雙側換電最大的特點是電池不占貨箱的空間，但是由于需要兩套機器人及電池存儲充電倉，成本也是三種換電形式中最高的。

資產上“車電分離”是指通過換電站和電池租賃等創新的商業模式，借助第三方對電池資產的專業化運營，通過向終端用戶租賃電池和收取換電服務費用收回電池的購置成本，實現對電池資產的統一的專業化的管理與維護，使電池在生命周期內得到更高效的利用。

換電站運營模式

國內換電站較多采用“硬件+充換電”運營模式，換電站運營商與整車制造商、電池生產商合作提供產品和服務，換電站運營商通過收取月租提供電池，依靠充換電服務費用和電池租賃費用獲取收益。依據換電場所的不同功能劃分為充換電結合模式和集中充電、統一配送模式。集中充電、統一配送模式下，電池更換后配送至集中充電站進行充電、維護和統一配送，集中充電主要在夜間進行，利用低谷電力，可同時降低購電成本和減少電池損耗，并能對電力系統起到削谷填峰的效果，促進電網平穩運行。充換電結合模式下，換電站將充電功能和換電功能進行集成，電動汽車在換電站直接進更換電池，無需建設電池的配送物流體系，節約運輸成本，但是增加了換電站的建設成本和投資成本。

換電重卡模式優勢分析

工信部副部長辛國斌曾公開介紹換電模式的成本低，安全性高，快速便捷等優勢。本文結合相關現狀及研究，分析總結換電重卡的六大優勢所在：一是降低購車成本，實行車電分離，電池可以采取租賃的辦法，降低購車成本，促進規模化應用；二是補能效率高，將補能時間從充電2小時左右縮減至換電的3至5分鐘，提高了電動重卡使用效率；三是延長電池壽命及提高其安全性，電池由專業公司擁有、管理、維護、梯次利用和報廢后資源再利用，減少了對動力電池的損傷和容量的衰減，延長了使用壽命；四是可以節省能源，調節電網峰谷差降低電費，同時客戶根據行駛里程選擇對應電量的電池，使車輛能輕裝上陣節省能源；五是減少污染，實現電池閉環管理，防止廢舊電池污染環境；六是享受技術升級，電池可持續升級，消費者可享受技術迭代紅利。換電重卡可以有效解決封閉場景下續航里程問題，今后在港口、礦山、鋼廠、城市渣土等倒短運輸的目標市場中推廣潛力巨大。

二、換電相關政策

初次提出換電模式

近年來，隨著對環保問題的日益重視，我國開始陸續推出政策支持新能源汽車的推廣和換電模式的發展。2010年正處我國新能源汽車推廣初期，國家電網也曾提出“換電為主，插充為輔，集中充電，統一配送”的發展思路，但到2013年國家電網宣布開放充電市場，從而暫停了換電業務推廣步伐。

重新推行換電模式

自2019年開始，換電模式重新被提起。2019年底《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》中提出合理布局充換電基礎設施，鼓勵開展換電模式的應用。2020年國家新能源汽車補貼政策中明確“換電模式”新能源車輛不執行補貼前30萬元限價要求。2020年、2021年全國兩會多次提出有關加大充換電設施建設，積極支持充換電商業模式創新，加快建設動力電池回收利用體系等方面內容。2021年10月，工信部印發《關于啟動新能源汽車換電模式應用試點工作的通知》，確立8個綜合應用類、3個重卡特色類試點城市。2022年3月工業和信息化部在《2022年汽車標準化工作要點》中提出加快構建完善電動汽車充換電標準體系，開展電動汽車大功率充電技術升級方案研究和驗證，加快推進電動汽車傳導充電連接裝置等系列標準修訂發布。

三、發展現狀

換電重卡發展現狀

2019年以來國內電動重卡逐步開始銷售，為實現換電模式在“重載、高頻”交通細分領域的大規模市場化應用，我國換電重卡市場上已涵蓋 34 款換電重卡、鏟車、叉車等工程機械產品，全方位匹配電廠、港口、鋼廠、礦區、城市渣土、水泥攪拌等場景的電動化應用需求。在一次運距較短、作業時間有間歇性、環保要求較高的場合，換電重卡正在逐步推廣并迅速擴大。

根據工信部2021年全年的《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》數據，換電重卡推薦車型款數呈現出整體大幅上升趨勢，下半年總推薦車型122款，遠高于上半年的 37款，預示著換電模式可能會成為未來純電動重卡克服續航里程和充電時間等短板的主要路徑之一。目標用途方面，在第12批次的數據顯示，上榜的換電牽引車13款，占比半壁江山，居第一；換電自卸車上榜7款，占比26.9%；攪拌車和自卸式垃圾車均上榜3款，占比均為11.5%。

重卡換電站建設及運營現狀

目前，重卡換電站主要集中布局在北京、廣東、浙江、江蘇、福建、山東、上海等經濟發達的沿海港口城市。2020年7月首批北汽新能源換電重卡車輛交付儀式在京舉行，中國首個換電重卡商業化應用場景正式落地。2020年10月，國內首套電動重卡智能換電系統在內蒙古煤電露天礦通過100天高強度試運行，開啟了我國大型工程車輛的電氣化進程。2020年11月，國內首個換電重卡商業化應用場景在北京密云正式落地，大宗物資通過“鐵路干線+換電重卡接駁”實現了市內零排放綠色運輸。2020年12月，國家電網江蘇電力公司和徐工集團強強聯合，共同推進國內首個城市新能源渣土車換電示范運營項目落地。同月，國家電投山西鋁業正式投運充換電站，包含“電動重卡+充換電站”、智慧物流、光伏發電等3個子項目。到2020年底，國家電投已落地換電重卡、工程機械累計突破5000臺，充換電設施分布在北京、上海、江蘇等14個省市，換電站布局落地簽約66座，其中換電站建成交付11座。2021年2月，河南省首個純電動重卡充換電站在鄭州高新區啟用，每天最多可充電100輛，實現24小時無人值班不間斷運營。