在交通领域，重卡是碳排放大户，解决重卡车碳排放问题，已成为碳达峰和碳中和的关键所在，重型卡车向新能源方向转型迫在眉睫。

眼下，受行业转型引导和一系列利好政策的影响，整个商用车市场新能源渗透率加快提升，其中新能源重卡渗透率提升最快。

只不过，从用油进化到用电，仍有不少难点，电池贵、充电慢都阻碍着新能源重卡的推广普及。在此背景下，换电成为新能源重卡的破局之道，重卡换电站建设持续加速。重卡换电模式究竟有哪些优势？发展现状如何？有哪些政策支持？对此，充换电头条进行了梳理和总结。

图为重型卡车换电站  图片来源：康普斯顿

重卡换电站的定义及构成

一、重卡换电站的定义

换电站顾名思义是进行换电的设备，重卡换电站即是对新能源重卡进行换电的设备。

目前，新能源重卡主要分为三类，其中纯电动重卡受续航的影响，主要运用于短距离运输，比如港口物流、矿山运输、建渣清运等，大多为换电模式方便快捷。

近几年，在国家政策的推动下，我国新能源重卡行业发展得如火如荼，已经建立了完整的新能源重卡上下游产业链，配套企业快速成长。如今，重卡换电模式日趋成熟、渐入佳境，年年都有新成果、新气象，重卡换电站也成为来未来的重要发展趋势之一。

二、重卡换电站构成
重卡换电站端包含：

1、外壳：目前市场主流的方案是集装箱式的外壳，也有部分换电站使用的是钢结构建筑。

2、电池转移设备：具备将车端电池箱移动到充电位置，并将换电站内充满电的电池箱转移到车端的设备，目前主流的有顶吊和机械臂转移，也有部分是轨道运输。

3、充电设备：能够满足电池箱快速充电的设备，一般为外置充电机或内置充电机。

4、换电站内各个传感器和监控设备以及云视频平台。

5、通讯电源柜：整站通讯以及提供电源的设备，配备ups不间断电源，保证换电设备的正常运行以及故障停电的短时供电。

6、站控系统：换电站的核心，统筹整个换电行程以及进行换电控制，与BBOX换电控制器交互，识别身份，运行换电，进行充电等等。

7、AIBOX（智能云控终端）：换电站最终都将走向智能化，AI化，实现无人监管，不仅能够节省人工成本，还能提高安全系数。

图片来源：康普斯顿

重卡换电站云端包含：

1、视频云平台：监控换电站内部及周边的情况，实现远程监管，实时安全监控，预警报警的平台。

2、充换电运营平台：监控充电，换电情况，车辆监管，数据收集监控，收取营运费用等等的运营管理平台。

3、电池银行运营管理平台：在线监测电池的生命周期、使用情况以及位置信息，实现对电池的精细化管理平台。

4、无人值守平台：换电站远程监管，设备自动化的运营管理等等。

三、重卡换电站的工作流程

重卡换电站工作流程，图片来源：国海绿能

以国海绿能重卡换电站换电流程为例：换电重卡进入换电站换电位后，换电机器人通过精准定位技术识别卡车上的电池，然后通过顶部吊装，抓取旧电池进入电池仓，更换新电池后，再通过换电机器人安装 到卡车上，司机无需下车，只要通过手机进行扫描，系统自动识别车辆，整个过程在5分钟内就可以完成，高效而又安全便捷。

重卡换电站分类

重卡换电站的布置是电动汽车的最基础服务措施。当前市场电动重卡的电池安装方式多种多样，主流的换电技术路线包括整体单侧换电方案、顶吊式换电方案、整体双侧换电方案3种。

其中，顶吊式换电站属于技术简单、成本比较低、可行性比较好的换电方案，也是最早商用化的换电方案。

整体单侧式换电站的主体装备高度与车高相当，在城市建设时比较容易被定性为装备，可以免去临时建筑审批流程。

整体双侧式换电站由于整体双侧换电需要装备两套机器人及两套电池存储充电仓，其成本也相对较高。

重卡换电模式优势

新能源重卡换电模式的优势已经初现端倪，因此在新能源转型中，“换电为主，充电为辅”的路线被广泛采用，成功地积累了成熟商业模式，为新能源汽车行业的未来发展开启了更多新思路。

1、换电模式助力降本增效

在购车成本上，换电重卡可以减去电池成本，使单车成本下降40%左右。在补能效率上，单座重卡换电站完成单日可以120次左右换电，足以覆盖35辆重卡的换电需求，单车比普通充电模式补能时间节省80%，单车工作效率比充电模式提升15%。此外，重卡的电池养护成本也可以转嫁给换电站运营商，无需担心动力电池容量衰减和高额更换电池的成本问题。

2、助力电网削峰填谷善用换电站充配电系统，在用电谷段进行充电，避开高峰时段，降低集中充电对电网造成的冲击，有效平抑电力需求曲线。此外，换电模式更加适配V2G（双向充放电）技术，并能最大程度地发挥新能源汽车的储能优势。

图片来源：康普斯顿

3、重卡换电站的利用率优于充电桩

如今，充电桩平均利用率不高、“冷热不均”的现象越来越普遍。换电模式的优势在于补能时间短、效率高，特别是在商用车应用场景中体现得淋漓尽致。采取换电模式，只需不到5分钟就能更换满电电池，这样，不仅大大缩短了补能时间，还有助于保持电动重卡的连续运营状态，提升了盈利能力。

4、更高的盈利能力预计到2025年，换电重卡有望达到10万作业的销量，换电站的盈利能力也将进一步彰显。据专业人士测算，单个重卡换电站的利用率超过35%即可开始盈利，当单站利用率为100%时（即每日换电次数达到上限），回本周期不足1年。

5、换电模式下电池损耗小换电模式在数字化管理方面有优势，可以实现动力电池资产的实时性能评估、安全评估和故障诊断，从而降低安全事故风险。

6、动力电池利用价值采用换电模式，即车电分离的方式更为便捷，可以实现对电池余能的检查、分选和回收。运营电池资产，协同梯次利用，充分发挥动力电池的全生命周期价值，是从价值创造角度看，换电体系化运作的另一重要意义。

重卡换电站运营服务

重卡换电站主要应用于港口、钢铁厂、电厂、煤矿等区域短倒场景。在这些场景，作为运输主力的重型卡车，运输路线相对固定，车流量集中，换电站的落地运营，可以方便运输车辆尽快完成换电，提高整体运输效率。车辆加入换电站网络后，通过智能云平台系统，换电站对加入网络的电池进行统一监测和管理。

换电模式快速补能，与解决电动重卡续航焦虑需求相匹配。相比充电模式，补能时间达到分钟级，换电时间能够压缩至5分钟以内，在封闭、特殊应用场景下，换电方案能解决里程焦虑，保障运输效率。

新能源重卡“车电分离”模式，实现车辆与电池在物理层面和价值层面的双重分离，有效降低购置成本和使用成本。从产业化角度来说，对于运营稳定的场站，一辆电动重卡每年可节约使用成本15-20万元。对于用户，仅需要购买车身，通过电池租赁和换电服务使用重卡，大幅减少使用成本；对于车企，电池可以从“电池银行”租赁，为传统车企减轻了负担。

重卡换电站建设运营难点

不管是自建换电站还是公共换电站，电动卡车换电站的建设运营都面临着以下难点。

目前，重卡换电站网点布局面临选址困难及经营盈亏的问题。1、根据调研，不管是自建换电站还是公共换电站都面临网点布局选址困难的实际问题。因为有固定的运营路线，大型物流公司车队的换电卡车基本采用自建换电站的形式来运营。而这些卡车运营区域内场地一般都是寸土寸金，如果物流公司要在此地自建换电站，土地审批是一个较大的难题。

图片来源：玖行能源

2、换电站的选址非常关键，与日后运营中的盈利能力有高度的关联。选址建设涉及土地资源、环境污染、电力增容等诸多现实问题，这都需要政府主管部门审批、环保部门认同、国家电网许可。尤其是在换电模式试点期间，方方面面的关系尚未理顺，在责任不清、无法可依、无规可循的大背景下，解决好这些问题确实不是一件容易的事情。

需要注意的是，土地资源紧张、主管部门不清晰，审批难、无法可依，这些因素都会给自建换电站的选址和建设带来较大的难度。与自建换电站不同，散户运营的换电卡车采用的公用换电站在网点布局的选址方面就更为复杂。

重卡换电站相关政策

近年来，国家加大了对新能源中重卡市场的政策支持力度，推广区域货运重卡零排放试点，建立清洁运输限行区和先行引领区。钢铁、煤电、港口等高耗能企业积极响应政策，购置新能源重卡。

因此，新能源重卡市场需求不断增加。相应地，多部门出台支持换电产业发展的相关政策，启动换电模式应用试点工作，换电产业发展已进入政策红利期。

值得一提的是，2月20日，交通运输部发文称，原则同意国家电投在重卡换电站建设组网与运营示范、氢燃料电池研发与氢能交通运营平台应用、城市级绿能交通体系建设与应用等方面开展试点。

各省市响应顶层设计，积极出台换电相关支持政策，使得重卡换电模式已经成为多省市实现“双碳”的重要抓手，2022年以来支持政策频发，以补贴等形式鼓励换电产业良性发展。

重卡换电站应用案例

1、雄安新区首座中化重卡换电站投入运营

2024年5月20日，中化新能源雄安昝岗换电站顺利投入使用，该换电站采用顶部换电模式，配备10个充电仓位，可满足每日超过200次的换电需求。

图片来源：中国中化

2、晋城市首座新能源重卡充换电一体站投用

位于城区开发区街道耿窑社区，是晋城市首座新能源重卡充换电一体站，也是目前全省首座‘光、储、充、换’一体集合站，由山西晋电新能源科技公司和国家电投启源芯动力联合打造。车辆进站后，系统将自动识别启动换电，机械臂吊取车辆旧电池到空舱位，提取满电电池安装到车，可实现新能源重卡五分钟换电。

3、中国石化首座重卡换电站在四川宜宾建成投用

2022年7月，中国石化首座重卡换电站——百家旺综合加能站在四川宜宾建成投用。百家旺综合加能站位于256国道，占地面积2724平方米，地处宜宾城郊结合重要交通枢纽，可为广大车主提供加油、重卡换电、易捷服务等一站式体验。投营至今，百家旺重卡换电综合能源服务站已累计服务重卡换电26000余车次。

图片来源：中国石化

4、陕投集团在疆首座重卡换电站正式投运

2024年2月2日，陕投集团吉木萨尔发电换电站正式投运，实现了在新疆准东地区重卡换电“零”的突破。吉木萨尔绿色智慧换电站由陕投集团所属陕西陕能新动力科技有限公司投资、建设、运营，是陕投集团在新疆的首座换电站。该换电站采用4充电仓位布置，顶部吊装换电模式，补能时间约6分钟，项目投运后每年可节约燃油约100万升，减少碳排放约3186吨，相较于传统运输燃油车每年可节省运输成本超300万元。

图片来源：陕投集团

重卡换电站相关企业

1、启源芯动力

上海启源芯动力科技有限公司(简称:“启源芯动力”)是国家电力投资集团有限公司旗下专注“绿电交通”领域的综合智慧能源服务商，掌握核心换电专利技术，已在全国30余省市区全面布局近1000座重卡换电站，适配市面上百余款换电重卡，是国内领先的规模化换电服务品牌。

图片来源：启源芯动力

2、国海绿能

国海绿能（上海）能源有限公司，2019年起进入新能源重卡换电领域，深耕重卡换电科研一线，独立自主拥有多项智能换电站核心技术、生产工厂及管理团队，集新能源重卡换电站产、销、研于一体。通过近4年的技术创新与经验积累，国海绿能建立了一套完备的换电站建设与运维体系，产品涵盖重卡换电站、换电机器人、站控系统、车载底托、电池框架等，从换电站的规划设计、制造建设、安装调试到运营维护，国海绿能为客户提供综合完善的EPC总包、运营等全流程服务。

图片来源：国海绿能

3、玖行能源

上海玖行能源科技有限公司是一家专业从事新能源电动汽车充换电设备研发、生产、销售、运营为一体的高新技术企业。公司产品涵盖商用车换电站、动力电池总成、交直流充电桩、综合能源管理平台、充换电运营平台。玖行能源专注于创新的电动汽车充换电产品和系统解决方案，构建基于大数据、人工智能和物联网的电动汽车充换电基础设施。玖行能源致力于打造成为新能源汽车产业领域一流设备制造商和运营服务商。

图片来源：玖行能源

4、奥动新能源

奥动新能源汽车科技有限公司(以下简称“奥动”),全球换电模式开创与引领者。自2000年起,奥动一直专注于新能源汽车换电技术研发及换电站网络商业运营，致力成为全球领先的智慧能源服务平台。

图片来源：奥动新能源

5、智锂物联

智锂物联作为清华大学与欧阳明高院士团队专注于重卡数字化换电系统解决方案的重大科技成果转化企业，致力于向重卡换电运营商提供车载换电系统、换电设备、数字化换电运营平台、锂电大数据安全监控与运维平台、电池银行资产管理平台等全场景一站式解决方案。

图片来源：智锂物联

重卡补能到底选充电还是换电？

“重卡换电站好还是充电站好”是新能源重卡补能领域一直争论不休的话题，那究竟如何选择呢？

1、场地因素

场地的大小一般也是决定选择建设充电站还是换电站的一个主要因素，如果场地足够大，建设充电站和换电站都没有问题。如果场地较小，换电站则更有优势。因为重卡充电需要一定的时间，场地够大才能让多辆车同时进行充电，而换电模式在五分钟左右就可以完成补能，补能完成以后便可开走，对场地大小的要求相较于充电模式要小。

2、经济因素

充电重卡相对于换电重卡电池费用成本比较低，充电重卡在使用过程中使用的是大型锂离电池组，由于其数量较少、规格较大，因此单位电能的成本会比换电重卡中使用的电池单元更低。而对于换电重卡来说，为了保证24小时运营，需要拥有大量的电池单元，并且这些电池单元的规格相对较小，单位电能成本相对更高。

其次，充电桩建设相对更容易，成本更低，而换电站建设投资成本更高，并且换电行业仍然没有统一的标准。相比之下充电重卡应用范围更广，标准相对统一，充电站应用的范围更广。

图片来源：康普斯顿

3、时间因素换电站具有高效补能的优势，采用换电模式可以在5分钟左右完成补能，与传统燃油车加油时间持平，减少了车辆充电时的等待时间，因此在港口、电厂、矿区等24小时高速运转的集约式封闭场景有很大的优势。充电站在时间方面并不占据优势，目前重卡充电桩中即便是采用直流电大功率快充，一般充满的时间在1.5h—2h，慢充时间则在6—7个小时。对于需要快速补能行业这个充电的时间就显得特别漫长了。

4、使用场景
换电站的使用场景主要高度集约化封闭的作业场景。比如电厂、钢厂、港口、矿山等，重卡作业区域固定、作业路线不固定的特征。在该场景下重卡处于24小时连续作业的状态，使用换电重卡，建设换电站可以实现快速补能，满足对运输效率和作业强度的要求。充电站相对于换电站并无特殊的使用场景，只是相对应的充电站并不适合对效率有着高度要求的作业场景，更适合夜间休息的作业场景，因为夜间休息，可以利用谷期进行充电，节约运营成本。充电站使用场景更加广泛，技术相对于更加成熟，受众也更加广泛。

综上所述，重卡换电站与重卡充电站之间并无优劣之分，根据自身的使用场景，选择建设充电站还是换电站才是正确的。

内容资料参考来源： Hualoon华龙科技、国海绿能、康普斯顿等综合整理