重卡用换电技术解析

文章来源:汽车动力总成 发布时间:2022-01-17
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本文将针对玖行能源的换电技术进行解析,玖行能源主要深耕重卡的换电,应用场景主要有港口运输、矿山砂石骨料运输、钢铁运输和煤炭运输等。换电技术主要有换电站和换电电池模块组成。

换电模式无疑在2021年新能源汽车行业当中是最热门话题之一,国家更是对换电模式出台政策支持,如2021年10月发布的《关于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知》政策明确提出推广换电车辆10+万辆,换电站1000+座的目标。换电模式是我国对新能源汽车技术路线的一次探索,也表明了我国对新能源汽车技术发展的持有开放性,政策的支持无疑是对换电模式发展最好的支持。下文将针对玖行能源的换电技术进行解析,玖行能源主要深耕重卡的换电,应用场景主要有港口运输、矿山砂石骨料运输、钢铁运输和煤炭运输等。换电技术主要有换电站和换电电池模块组成。


01 解决的关键痛点问题


换电模式解决了纯电动重卡规模化投放的关键痛点:(1)解决了充电缓慢的问题,充电的纯电动重卡由于电量基本在200度以上,充电时间长,基本在2小时左右。(2)解决了运营低效的问题,由于充电占用运营时间,限制车辆出勤率,且纯电动重卡本身体积就大,若后面加上个挂车,车辆停靠也需要占用大面积场地,导致充电站需要占用大面积土地资源。(3)解决了里程焦虑的问题,超大电量配置,但仍无法避免里程焦虑。(4)解决了价格高昂的问题,车辆初次采购成本是同级别燃油车的3倍以上。(5)解决了载货减少的问题,换电重卡相比充电重卡配备的电池电量要少,整车自重下降,避免了大幅降低车辆载货能力。(6)解决了安全隐患和电池衰减的问题,电池频繁快充,存在安全隐患。且电池快充加速衰减,影响梯次利用。


02 换电站


玖行能源采用的是顶部吊装换电站,也有其他公司采用的是侧部换电站。换电站采用高强度铝合金外壳,耐腐蚀耐盐雾,有效使用寿命超过20年。弧形外观设计,有效减少风阻,最高抗风等级达到14级。全站密封设计,有效防尘,提高提高设备使用寿命。独特的整站热设计,充分利用充电机排除热量对整站电池保温,有效节能。


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顶部吊装换电站由调度区、车行区和设备区三大模块区域组成。调度区主要用来监控电池的的运行情况如充电温度、充电时间、电流和电压等以及发送换电指令等。设备区用于电池存储及充电。


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设备区用于电池存储及充电,充电系统模块结构根据现场需求进行设计,一组系统为交换区,其余系统均为充电系统。根据实际使用情况,配置5~19组备用电池包。以每次换电时长3分钟计算,最大换电能力可达20次/小时。


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车道宽度设计3.5米,可通行车宽2.5米的重卡,司机停车方便勿需车辆姿态控制,同时有激光引导停车,有明显的激光显示,方便司机进行停车示意。激光引导偏差,自动修正5度差距。换电电池吊装设备夹具自适应精准找到电池包位置。


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换电重卡车上装有玖行的车载终端,在到换电站的时候通过WIFI进行交互确认;车子的停车位置会有激光射到主驾侧玻璃窗上,该位置根据每个车不同不一样;电池包的横向定位:在换电站设有两个激光传感器,照射到电池包位置时进行定位,吊具根据定位进行移动;驾驶室里选装开关,司机确认可以换电后按下开关,就可以执行换电动作;司机在听到气缸放气(固定)声音后,即可进行启动上电。


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03 换电电池模块


换电电池模块主要由换电电池包、电池包框架、电池包底座、电池接插件和限位机构,目前匹配的厂家有华菱、一汽解放、北汽福田、北奔和三一等重卡厂家。


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换电电池包采用的是宁德时代的标准包,电量282kWh,后背在重卡的驾驶室后面。尺寸2500*800*2305m,重量约3吨。


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电池包框架的振动试验采用高台架标准,三倍于《GB/T 31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分:安全性要求与测试方法的严苛台架安全性能测试》。


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整个换电底座结构由三部分构成:一是托架底座骨架:主要由方通焊接构成;二是电池接插件:包含了通讯连接,使用寿命1万次;三是限位机构:主要由6个限位座及4个定位销组成。白色气缸处有位置传感器,检测到信号后,气缸顶出限位柱进行固定;从底盘储气筒取气。


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04 总结


玖行能源快速吊装换电的优点:(1)高效。3-6分钟换电作业,堪比加油的服务体验,保证电动重卡运营效率。(2)降本。车电分离销售,购车成本骤降,基本与传统燃油车持平。(3)灵活。可根据工况需要灵活换装不同电量电池包,降低车身自重,提升电池资产有效利用率。(4)安全。充电集中管理安全可控,延长电池使用寿命超过20%,提升梯次利用价值。(5)集约。城市土地资源利用率高,避免长时间充电占用大面积土地,减少备用车配置,且充电方式平稳可控,对电网友好。


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