如何為eTruck大部隊(duì)充電
麥肯錫估計(jì),到2030年,eTruck在不同車(chē)型上的使用率將超過(guò)30%:輕型商用車(chē)(LCV)、中型卡車(chē)(MDT)和重型卡車(chē)(HDT)。決定因素將包括:監(jiān)管、電動(dòng)卡車(chē)供應(yīng)、電池電力技術(shù)的改進(jìn),以及整體經(jīng)濟(jì)。
首先,監(jiān)管機(jī)構(gòu)將繼續(xù)推動(dòng)節(jié)能減排的實(shí)施,這將貫穿物流和運(yùn)輸行業(yè)的eTruck汽車(chē),這兩個(gè)行業(yè)目前的二氧化碳排放量占全球的3%至5%。歐盟等地區(qū)法規(guī)要求新卡車(chē)到2030年將二氧化碳排放量減少30%。各州和各城市也在推動(dòng)監(jiān)管。世界上有40多個(gè)城市已經(jīng)開(kāi)始在它們的城市中心禁止使用柴油和汽油內(nèi)燃機(jī)。
供應(yīng)方面?;谖覀儗?duì)汽車(chē)制造商未來(lái)產(chǎn)品計(jì)劃的分析,我們預(yù)計(jì)到2030年eTruck的供應(yīng)量將增加5 - 10倍。主要的OEM廠商已經(jīng)宣布了不同重量等級(jí)的新車(chē)型,預(yù)計(jì)到2040年將有30多款車(chē)型面世。
技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素也將發(fā)揮重要作用。電池和電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)的改進(jìn),包括與安全、能量密度、電池供應(yīng)和性能有關(guān)的技術(shù),正在提高汽車(chē)?yán)m(xù)航里程。隨著技術(shù)進(jìn)步,電池成本也在下降。在未來(lái)十年,許多eTruck車(chē)型的總擁有成本(TCO)將接近或優(yōu)于冰車(chē)的總擁有成本(TCO)。
這些因素將為eTruck在LCV、MDT和HDT段的采用創(chuàng)造良好的環(huán)境。對(duì)中國(guó)、歐洲和美國(guó)這三個(gè)主要市場(chǎng)的分析表明,到2025年需求將達(dá)到270萬(wàn)臺(tái),到2030年將達(dá)到1100萬(wàn)臺(tái)。
潛在用例
研究顯示,eTruck eTruck可以在多個(gè)用例中發(fā)揮作用,盡管這些用例會(huì)因車(chē)輛類別和應(yīng)用而有所不同(表1)。每個(gè)用例在所需的范圍、有效載荷、路線可預(yù)測(cè)性、基礎(chǔ)設(shè)施訪問(wèn)、模型可用性和對(duì)冷鏈(不間斷的一系列冷藏生產(chǎn)、存儲(chǔ)和配送活動(dòng))的需求方面都有所不同。我們預(yù)計(jì)三個(gè)商業(yè)用例將首先獲得支持:最后一英里交付、干貨配送和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)長(zhǎng)途運(yùn)輸。
用例1:輕型商用車(chē)輛進(jìn)行最后一英里交付
這些線路通常很短,每天不到100公里,而且不需要重型或冷藏有效載荷。今天的電池技術(shù)可以很容易地支持這些輕型小卡車(chē),通常不需要在路上充電。例如,100千瓦時(shí)(kWh)電池可以輕松支持LCV每天行駛約130公里。
用例2:分發(fā)干貨的中型車(chē)輛
這個(gè)用例在短期內(nèi)是可行的,因?yàn)閑Truck有一個(gè)定義和固定的路線,以及一個(gè)已知的平均每日行程約200公里。由于eTruck的固定路線在兩端的停靠時(shí)間都是已知的,因此它們可以在旅程開(kāi)始和結(jié)束時(shí)充電。
用例3:重型車(chē)輛點(diǎn)對(duì)點(diǎn)長(zhǎng)途運(yùn)輸
這個(gè)用例包括大型重型卡車(chē),它們長(zhǎng)途行駛將貨物從港口或生產(chǎn)設(shè)施運(yùn)送到大型配送中心或倉(cāng)庫(kù)。準(zhǔn)確的路線和距離保持高度可預(yù)測(cè)性,范圍在400公里或更多。這些eTruck通常使用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)程序可以連續(xù)運(yùn)行??紤]到極端的服務(wù)周期,這些用例很可能會(huì)持續(xù)出現(xiàn),并可能需要在預(yù)定的站點(diǎn)進(jìn)行沿途充電。
充電策略
雖然eTruck尚未大規(guī)模采用, 但我們已經(jīng)確定了五種不同地點(diǎn)、成本、可行性和靈活性的潛在充電選擇(表2)。每個(gè)充電解決方案的初始成本將包括充電器硬件、安裝、任何存儲(chǔ)或分布式發(fā)電設(shè)備、一次性現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)和電網(wǎng)連接成本,或一次性軟件開(kāi)發(fā)費(fèi)用。持續(xù)運(yùn)行成本將包括維護(hù)、電力、需求費(fèi)用和勞動(dòng)力。
對(duì)于使用有線充電的策略,有兩種技術(shù):
1.交流電(AC)充電,也稱為二級(jí)充電,速度相對(duì)較慢,功率在22千瓦以下
2.直流快速充電(DCFC),功率50千瓦以上
二級(jí)充電器要便宜得多,價(jià)格從2500美元到5000美元不等,而DCFC充電器價(jià)格從50千瓦到100千瓦不等,價(jià)格從15000美元到40000美元不等。
在這五種策略中,我們認(rèn)為過(guò)夜充電和夜間和中途充電是最可行的。這些具有可預(yù)測(cè)和可管理的預(yù)先資本支出和運(yùn)營(yíng)成本,并提供靈活性。其他的選擇仍然是小眾應(yīng)用,或者在商業(yè)上不實(shí)用。
按照這一策略,運(yùn)營(yíng)商可以在停泊的樞紐或倉(cāng)庫(kù)為車(chē)隊(duì)通宵充電。根據(jù)今天的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施,夜間充電是可能的,而且可能是最經(jīng)濟(jì)的充電解決方案。
考慮到較長(zhǎng)的休息周期,車(chē)隊(duì)可以在樞紐或倉(cāng)庫(kù)使用更便宜、更慢的二級(jí)充電器,這限制了他們的前期資本支出;此外,夜間充電的卡車(chē)可以在夜間電費(fèi)較便宜的時(shí)候充電?;蛘?,車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)商可以使用第三方充電基礎(chǔ)設(shè)施提供商并租賃充電設(shè)備——這一策略將避免資本支出,但可能會(huì)涉及略高的總價(jià)格。
夜間和中途充電
運(yùn)營(yíng)商可以在加油站給eTruck通宵充電,并在快速充電器上全天充電。中途充電器可以放置在私人休息站、目的地倉(cāng)庫(kù)、公共零售場(chǎng)所、公共充電站。如果電池容量不夠大,即使完全充滿電,也無(wú)法支持一天所需的電量,那么夜間和中路充電的策略可以解決。
這一策略的主要考慮因素包括中線基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)建或使用額外成本以及保證可用性的需要。同樣地,在中路使用公共充電站的運(yùn)營(yíng)商,每千瓦小時(shí)的電費(fèi)要比在樞紐站的電費(fèi)高。對(duì)于選擇使用公共網(wǎng)絡(luò)的車(chē)隊(duì),充電站必須在需要時(shí)可用并運(yùn)行,否則準(zhǔn)時(shí)性可能會(huì)受到影響。
總結(jié)
隨著汽車(chē)廠商準(zhǔn)備在全球市場(chǎng)推出一系列eTruck,汽車(chē)行業(yè)必須同時(shí)解決充電問(wèn)題。為了保持eTruck的強(qiáng)勁勢(shì)頭,由OEM、供應(yīng)商、車(chē)隊(duì)、服務(wù)提供商和市政當(dāng)局組成的擴(kuò)展生態(tài)系統(tǒng)必須與監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作,以確保充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展跟上eTruck的需求。如果沒(méi)有這個(gè)構(gòu)建塊,即使是最重要的用例也可能看不到什么進(jìn)展。