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2025-08-20
1 纯电动重卡销量趋势
在全球汽车行业向电气化转型的大背景下,纯电动重卡因其显著的环保优势,如噪声小、零排放和能量来源多样化而受到广泛关注。2017~2024年国内纯电动重卡销量呈加速增长趋势,如图所示(中国数据来源于中汽协),且表现出大电量、多种布置方式并存的特点。电量方面,400kW·h左右最受欢迎,600kW·h及以上电量车型逐渐增多。因重卡的使用场景、载重属性,电池系统的高效布局及其制造技术是决定纯电动重卡性能的关键因素。
本文将重点讨论充电车与换电车的动力电池布置形式,深入分析这些布置形式对应的产线技术特点及其投资决策的考量因素,并对不同的换电方式进行详细的技术和经济分析。考虑到纯电动重卡市场的小批量多品种特性,本文还将探讨如何在这种情况下进行合理的投资决策。
2 国内纯电动重卡生产企业现状及特点
基于出行行业向绿色化、低碳化转型的背景下,国内各类企业纷纷进入纯电动重卡领域。其中,工程车辆企业也已转型纯电动重卡,如徐工集团、三一集团,特点是借助已积累的客户群迅速抢占市场,纯电动重卡专属产线生产,无须解决共线和改造问题。
传统燃油、燃气重卡企业扩展新能源车型,如中国重汽、陕汽集团、一汽解放和东风集团,特点是具备成熟的重型卡车生产经验,但需考虑与原有非纯电动重卡的共线问题,生产约束条件较多,产能提升缓慢。
乘用车加入纯电动重卡行列,如吉利汽车、特斯拉、比亚迪,特点是资金实力强,但产品营销渠道薄弱,纯电动重卡的多车型、定制化生产模式不适应。
新势力跨界加入纯电动重卡行列,如DeepWay、零一汽车,特点是新技术应用能力强,重卡产品场景研究不足,制造能力偏薄弱。
图2017~2024年纯电动重卡销量增长趋势
3 动力电池结构、布置与整车综合性能的关系
3.1 动力电池结构类别
动力电池作为核心部件之一,其设计和集成方式直接影响整车性能、成本以及安全性。动力电池包的结构形式是电池系统设计的重要环节,常见的结构形式包括模块化设计(Module-to-Pack,MTP)、无模组设计(Cell-to-Pack,CTP)以及最新的滑板底盘集成(Module-to-Body,MTB)等。各种结构集成方式在能量密度、容量利用率和成本等多维度上的对比见表1。
动力电池包结构形式的演进反映了电动汽车技术的不断进步。从传统的MTP到创新的CTP和MTB,每种形式都有其独特的优势和适用场景。未来,随着材料科学、制造工艺和智能化技术的发展,动力电池包将进一步向轻量化、高能量密度和高安全性方向迈进。
现有重卡动力电池主要采用MTP(模块化设计)和CTP(无模组设计)。
MTP形式技术成熟(可在不改变传统燃油车布置形式的情况下快速转型新能源产品)、维修方便、灵活性强,适合大多数重型卡车。
CTP形式能量密度高、成本低、续驶长,逐步应用于高端或特定需求车型,其能量密度主要影响因素有正负极材料、封装技术等,在此不做详述。其他技术如MTB/CTC和固态电池集成,因复杂度高或尚不成熟,属于重卡下一阶段重点突破方向。未来随着技术进步,固态电池可能会逐步推广,初步预估2027~2028年能够初步产业化,2030年能量密度400W·h/kg、800W·h/L固态电池实现量产,2030~2035年能量密度500W·h/kg、1000W·h/L固态电池将在新一代产品批量应用。
3.2 动力电池布置对比
因细分市场需求,纯电动重卡动力电池布置形式存在多样性,如车架中部布置、车架两侧布置、后背布置和组合布置等,不同布置形式也存在各自的优劣势,设计人员可根据实际运营需求、维护便利性、安全性和成本效益需求选择合适的布置方案,见表2。
对于换电车型,根据其电量和应用车型其布置形式与充电车型类似,可采用后背、侧置或前后车桥之间横向贯通式布置(又称“底部换电”),具体电池梳理根据需要可进行增减。
4 纯电动重卡生产转化关键制约因素
纯电动重卡不同于电动乘用车,其应用场景主要为载重,因此对于其动力电池储能量要求较高,从而增加了整车自重,常见的400kW·h动力电池容量纯电动重卡整车质量大约10~14t(差异主要影响因素为整车设计最大载质量),600kW·h动力电池容量纯电动重卡最高甚至可以达到18t以上,各主机厂内部也在进一步研发1000kW·h以上车型,其二类底盘总重将达到20t。大容量动力电池对产品带来的影响较多,如高压线连接增多、动力电池冷却系统功率增大、车架需增强变厚(主要为侧置动力电池)和动力电池与车架连接螺栓多(如某600kW·h纯侧置动力电池与车架连接螺栓达到88颗),部分动力电池布置难度大(如中置动力电池),这些产品变化对传统重卡装配产线的适应性带来了前所未有的挑战,主要表现在如下4个方面。
4.1 产线承载
传统...