需要充电基础设施和供应商基础来鼓励使用8级电动汽车
电池技术的进步将使电池驱动重型车辆更加经济实惠。但能否普及取决于车队是否了解充电地点和成本。(图片:丹佛斯Editron)(编者按:在本系列文章的最后一篇中,我们将探讨公路电气化现状,重点关注充电能力和成本、电池和零部件的供应链以及电池技术效率提升的前景。)
人们迟迟不愿投资电动重型公路车辆,原因有很多,其中最主要的问题是能否保证车辆在长途运输中保持电量充足并持续运行。目前的充电基础设施远未达到大多数长途运输应用所需的普及水平。
埃里克·阿泽鲁尔“罗兰贝格不久前发布的一份报告指出,美国卡车运输业全面电气化将耗资约一万亿美元。而这仅仅是充电基础设施和公用设施基础设施的升级,”采埃孚商用车解决方案部门的肖恩·图米表示。“这是一个天文数字,卡车运输业当然不可能随随便便拿出一万亿美元来投入。”
“这确实是目前最大的限制因素,即使在乘用车领域也是如此,”丹佛斯Editron公路业务副总裁Eric Azeroual表示。“这是一个新兴市场。我们需要更多的充电基础设施。这几乎必须在客户购买卡车之前就落实到位,这样他们才能知道在哪里充电。”
充电能力和成本
电池技术的进步将逐步降低电池驱动重型车辆的成本。然而,正如阿泽鲁尔指出的那样,“只有当我们能够向个体经营者和车队运营商展示他们可以在哪里给卡车充电以及充电成本是多少时,电池技术才能真正带来改变。”
电动校车——通常在每班结束后返回车站或车库——目前正引领着商用纯电动汽车(BEV)的转型。但这些车辆的充电系统往往相对简单,通常由一个额定功率高达19千瓦的车载交流充电器组成,能够以相对较低的成本在一夜之间为200千瓦时的电池充电。
8级公路车辆所需的电池显然更大、更重,而且在更短的时间内需要消耗更高的功率。“如果你给卡车充电,需要300千瓦的功率,那么由于你在很短的时间内给电网造成了压力,所以会收取额外的峰值功率费用,”阿泽鲁尔说。“我们需要调整电价,确保电价能够得到调节,使卡车充电的成本不会高于加油的成本。”
直流快速充电站对于尽快为这类大型车辆充满电并使其重新上路至关重要。此类系统的安装——根据具体应用情况,可能需要对工厂、设施或仓库的电气系统进行大量改造——正是基础设施额外成本的主要来源。
Shaun Twomey,采埃孚集团商用车销售部全球市场与销售负责人国际清洁交通委员会的一项研究估计,直流快速充电桩的安装成本约为 28,000 美元至 140,000 美元,而交流充电桩的安装成本估计约为 6,000 美元。
政府立法中包含的补贴可以帮助抵消部分充电基础设施成本。“两党基础设施法案和其他项目……至少在某种程度上,其设计目的不仅在于抵消车队购买充电桩的成本,更在于从整体上完善基础设施,”图米指出。
虽然还需要提供更多补贴并根据实际应用情况进行调整,但这算是一个好的开始。
“如今,驾驶一辆8级纯电动汽车从达拉斯到洛杉矶,远不如驾驶内燃机汽车那样轻松,”图米说道。“但随着基础设施的不断完善——鉴于目前投入的资金,基础设施理应如此……这些都是好兆头,预示着未来基础设施能力将得到提升。”
本地供应
商业电动汽车普及面临的另一大挑战是缺乏本地或区域性的电池及关键生产材料的供应链。这增加了成本,并给车队和为其提供电池的原始设备制造商(OEM)都带来了不确定性。
阿泽鲁尔表示:“中国掌握着供应链。他们拥有全球最高的电池制造能力;他们拥有巨大的原材料供应。因此,美国的政策以及美中之间的对话对电动汽车领域至关重要。”
Thomas Heck,舍弗勒美洲地区重型客户大客户经理舍弗勒美洲地区重型客户大客户经理托马斯·赫克表示,美国目前依赖其他国家采购电池和其他电气化必需的元素,但像舍弗勒这样的公司正在寻求改变这种状况。
“像我们这样的系统供应商,正在审视我们区域内的布局,思考‘如何才能在这里拓展业务,确保我们拥有关键零部件和所需关键原材料的本地供应链’——无论是电池、电机、电机内部的磁体、电机专用特种钢等等,”赫克说道。“我认为,建立本地或区域供应链,减少我们对其他国家的依赖,对于让原始设备制造商(OEM)确信……这是正确的方向,至关重要。”
阿泽鲁尔认为,乘用车行业向纯电动汽车转型将有助于电池生产更快地实现区域化。他指出,福特和通用汽车等大型公司已经宣布在北美启动电池生产。
他表示:“这肯定会有帮助,因为卡车运输业会从中受益。他们会购买任何容易买到的电池,所以这有助于降低电池成本,提高电池的可及性。”
效率提升
电池技术的进步预计也将降低纯电动汽车车队的成本并提高运营效率。以固态电池为例。
目前,提高电动卡车的动力和续航里程意味着增加更多更重的电池组,这会对车辆的空间造成相应的限制,降低载货能力,并增加最终用户的总拥有成本。
“固态电池具有更高的能量密度,重量更轻,而且在防火等方面也更安全,”赫克指出。“我们认为许多电池制造商将继续朝着这个方向发展,这无疑将极大地惠及商用卡车行业。”
采埃孚对固态电池乃至整个电池技术的发展前景感到鼓舞。“例如,我们知道固态电池——甚至包括未来可能在本十年后半期大规模应用的后续技术——将有助于缓解一定程度的里程焦虑问题,”图米说道,“因为相同尺寸的电池组可以提供更高的瓦时容量,而且充电速度也更快。这些都是至关重要的改进。”
“与此同时,我们当然也期待基础设施能够得到改善,因为政府正在为该行业设立各种激励措施和项目,”他继续说道。“所有这些因素将共同作用,使重型电气化应用在未来更具竞争力。”
诚然,在电动汽车得到更广泛的普及之前,还有很多工作要做,现有技术仍有很大的发展潜力。
“内燃机技术远未发展到极致;它还有进一步优化的空间,可以减少温室气体排放,”赫克说道。“向纯电动汽车的转型不可能一蹴而就,而是一个需要多年才能完成的过程。我认为,优化现有技术与研发纯电动汽车新技术同等重要。”


