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2024年全球卡车行业研究报告:电池电动卡车正在崛起(

交运设备2024-09-01Dr. Jörn Neuhausen、 Jan-Hendrik Bomke、 Dr. Philipp Rose思略特一***
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2024年全球卡车行业研究报告:电池电动卡车正在崛起(

电池-电动卡车在上升 卡车研究2024 2024年9月 电池电动卡车平台的专一化与多元化将决定道路电动化转型的下一阶段。 执行摘要 1 监管驱动因素正在向电池电动卡车推进,而OEM提供越来越多的BET产品. 进一步的卡车电气化需要满足不同客户需求的新平台和用例。 2 通过创新促进在电池系统、电池化学、eDrive和HV架构中启用了各种用例.卡车特定的发展对于电池和eDrive将是决定性的差异化因素。 <<< <<<<<<<<< 3较高✁初始投资仍然是一个挑战–yetTCO明显推动电气化. 4 BET效率、充电基础设施利用率以及正确选择电池化学作为关键TCO驱动因素。 By2030,我们期望超过20%的运输需要电气化。超过2040年1,700GWh,卡车电池增益重要性,withLFP越来越重要。 5 电气化的影响in物流and交通运输不仅需要重大投资在公共和私人基础设施方面,还更新了运营模式。 6 To使BET过渡成功,需要跨行业努力-从监管,通过汽车和能源到金融服务促进的物流。 电池电动卡车正在崛起战略& 2024年9月2 2024年9月 3 目录 123456 法规和客户要求动力总成技术TCO分析 市场开发 过渡元素 Recommendations 电池电动卡车正在崛起战略& 1法规和客户要求 监管驱动因素是 推向蝙蝠- 电动卡车,而OEM 提供一系列BET产品。 进一步的卡车电气化 需要满足不同客户的新平台需求和用例。 电池电动卡车正在崛起战略&战略& 监管动机 欧盟法规将卡车OEM的路径设置为减少新车队的排放至少90%by2040到2030年将达到45%,进一步推动商用车的脱碳和电气化。 从首批试点到新兴的BET投资组合 随着新一代BET进入市场,更多 用例已启用,但完整的投资组合支持 需要进一步的卡车化. 多样化的客户要求 根据用例,需求变化很大 关于范围和充电速度需要满足。 未来平台需要提供给满足客户的灵活性要求. 2024年9月 4 排放法规是推动卡车电动化的重要驱动力——严格的减排目标促使各相关市场采取行动。 全球CO法规和经济激励措施 2 84 62 57 50 55 46 30 6 -90% -40% 强大的监管压力 -35% 国际CO排放卡车车队目标2 )tkm/ 2 100 特定CO 2排放量(gCO 50 20122016202020242028203220362040 评论 •个人CO排放目标 2 不能直接比较,但是 需要使用适当的代理进行转换 中国有最温和的CO排放 2 法规,欧盟平均 CO排放限值,以及美国 2 实•在施欧最盟严大格幅的降规低定其CO排放目标的同时,中国和 2 美国只实施了适度的削减 然而,低排放卡车的监管压力从2030年起强制电气化 欧盟第5组长途美国级8天驾驶室-低车顶中国27t拖拉机已计划 电池电动卡车崛起战略& 假设: 欧盟基线情景,拖拉机组别为5类长距离卡车;美国DaycabClass8驾驶室带低顶;中国27吨牵引头的油耗为2.6kgCO₂/l柴油,载重13吨。 2 2024年9月 5 随着新一代BET进入市场,更多应用场景得以启用,但要实现全面的产品组合启用仍需进一步的卡车化改造。 BET生成概述 峰值充电功率(kW) 1,000 900 800 700 600 eActros600 II MANeTGX III 特斯拉半LR 卡车世代 I 第一次发行和特价 •首批原型产品•利用改造后的BEVs(电池电动车辆)•由于续航和充电速度的限制,仅限于分发和特殊用途 第一线运输 II •初始针对卡车的开发•适用于日常使用,具 500 400 300 沃尔沃FMX电动沃尔沃FM电动沃尔沃FH电动 Scania45R/P 备中等范围和充电速度•使长距离运输应用场景更具实用性 比亚迪8TT200I eEconic MANeTGM100 斯堪尼比亚亚2迪5PETM6 eActros300 eActros400 沃尔沃FL电动 III 第一次长途运输 •首批长途产品问世•强劲的发展和技术创新•全面的产品组合开发 范围和充电速度 0比亚迪ETH8 0100200 3004005006007008009001,000 到2021年2021to2023From2024 电池电动卡车崛起战略& 来源:战略与分析,公司网站 范围(公里) BET-电池-电动卡车 2024年9月 6 全球卡车市场可以根据六种应用场景进行划分,最高排放影响来自长途运输、半长途运输和配送运输。 用例和原型概述 重型卡车重型和中型卡车Bus 用例 长途 运线 Distribution 特价 教练 Urban •“经典”长途 •重复运输 •包裹和邮件 •道路建设 •线路交通 •城市服务巴士 带半挂车 •物流和工业 带半挂车 •物流和工业 •Industries•Food•市政(垃圾, 消防员,公用事业etc.) (自卸车、水泥混合器等) •特殊应用 , •Ondemand •Eventshort-range运输 生产音量共享 年度里程 11% 22% 34% 22% 6% 5% 150,000100,00050,00040,000100,00050,000 28% 31% 22% 12% 5% 2% (km) Annual排放份额 电池电动卡车崛起战略&2024年9月7 来源:战略与分析 在这些应用场景中,预计将会提供标准范围和长距离范围的选项以满足客户的需求灵活性。 客户相关BET平台规范(2030) 用例连续电源范围变化充电速度 InkW客户要求的范围(公里) 450 200 2 运线 1长途 450 400km 600km 3 Distribution 300km 600km 1000km >1MW 1MW 500km350kW 4 特价 400 250 200 200km350kW 300km 5 教练 400km>1MW 600km 6 Urban 300km350kW 400km 电池电动卡车正在崛起战略& 最低用例要求最大用例要求 2024年9月8 2动力总成技术 通过创新促进 电池系统,电池化学, 启用了eDrive和HV架构用例。 针对电池和eDrive的卡车特定开发将是决定性的差异化因素。 电池电动卡车正在崛起战略&战略& 需要持久耐用的电池 电池电动卡车有高要求关于 寿命和电池退化。循环稳定性和电池组能量密度是关键的差异化因素,而电池已准备好兆瓦充电。 将开发高效的eDrive概念 First卡车化eDrive概念进入市场.中央电机与轴集成电机相比具有类似的架构,但在BET特定的设计方面具备优势。 尚未使用的关键电池改进驱动因素 AsBET目前充电速度有限主要是由于 基础设施方面,预计随着MCS充电技术的应用,主要的充电时间将显著减少。细胞仍然具有降低成本的潜力,而细胞到包装提供了增加范围的潜力. 2024年9月 9 一个典型的BET有多个电池组,一个差异化的集成eDrive和HV组件 BET体系结构 BDU BMS 可视化(线路运输示例) Description Battery DC/DC 主包/主BMS I 逆变器 Battery模块 eDrive Axle Battery模块 副包/副包 BMS II 逆变器 eHeat 逆变器 Axle 副包/副包BMS ePTO eComp 高压体系结构 PPDDUUDC/DC DC A-PDU III 非车载 eA/CeHeateCompePTO 电机 电机 Battery模块 电机 eA/C eBrake A-PDU PPDDUU Battery模块 BDUBMS •多层多层 分布式电池组横跨车辆-垂直或水平驾驶 方向 •中央eMotor或车轴-集成eMotor •逆变器或集成 在eMotor、车轴或HV中 组件 •高压组件 集成或分布式跨车辆 •辅助高压部件集成或 分布在车辆上 BDU BMS BMS BDU 电池电动卡车崛起战略&2024年9月10 电动卡车的电池组由多层和电池组组成-电池需要高循环稳定性和范围 I 电池组和电池概述 电池组特性 电池特性和要求 多层电池 1 循环稳定性 •电池由z维的多个层组成•层由多个子模块组成 高达5k •长卡车寿命和高 里程数需要长电池 寿命和高循环稳定性 范围 多电池组电池 2 •电池由多个 单个电池组 •电池组可以分布在车辆上 长达1,000公里 重量 最多5吨 •定制的细胞化学需要 •长距离旅行 需要高电池范围 •运营计划需求最小化充电and停机时间 •Highimportanceof有效载荷需求最小车辆 重量 空间利用 3 •高电池重量需求最小细胞重量 Cost •电池为最大的设计空间利用率进行了优化 •E/E通常位于外部 高达100k€ •HighimportanceofTCO需求最低车辆成本 •电池成本高需求最小电池成本 电池电动卡车崛起战略&2024年9月11日 虽然不同的电池化学成分会导致相似的电池包能量密度,但重量和成本也是重要的特性。 I 电池优化杠杆 /l)Wh电池组能量密度( 电池和电池组能量密度概述外卖 500 450 400 350 300 250 200 150 100 0.9 0.8 0.7 C2P比 LMFP NMC/NCA LFP Na 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 •NMC/NCA细胞有最高cell能量密度 •However,alow细胞与包装(C2P)比率NMC/NCA小区的TP安全性要求电池组能量密度NMC/NCA类似于LMFP和LFP单元•没有主导技术可以在市场上观察到•开发多化学平台 具有相同的单元格格式可以是合理的多样化 •细胞化学不仅取决于所需的能量密度-费用and重量是进一步的主要因素 200250300350400450500550600650700750800850900 电池能量密度(Wh/l) 电池电动卡车崛起战略&2024年9月12 未来,钠基化学物质适用于短程应用,而L(M)FP和NMC化学物质适用于远程应用。 I 细胞化学用例组合2030 Distribution2) 范围 线路-运输2) Long-Hau2l,3) 外卖 •Na-离子化学只适用于短程变体•远程长途只能是 实现NMCandLMFP •WhileNMC有高成熟度,LMFPis requirement Na-离1子) 300Wh/l LFP 420Wh/l LMFP1) 480Wh/l NMC 800Wh/l 300km 500km 400km 600km 600km 1000km 成本(欧元/千瓦时) 60...65 70…75 65...70 85…90 正在开发中 •LMFP具有重要意义成本优势比较NMC •LFP成为不✎重要onceLMFP 为市场做好准备 •开发一个多化学平台可以合理地覆盖完整的投资组合并提供各种段 超出目标范围在目标范围内超额完成 电池电动卡车崛起战略& 1)当前的技术成熟度不足-发展仍在进行中;2)假设的电池体积:分布:1600升,线运:2300升,长运:3700升。 3)基于美国卧铺车辆概念 2024年9月 13 电池电动卡车eDrive可以是轴集成或中央-效率,成本和功率是主要关注领域 II eDrive概述 eDrive配置 中央电机车轴集成电机 发展重点和要求 效率 Upto90% •HighimportanceofTCO需求 最低运营成本 •较大的影响eDrive效率关于运营成本的要求 最大eDrive效率 •位于市中心 电力电子和齿轮箱 电动马达, •集成后轴 电力电子和齿轮箱 电动马达, Power 高达600kW •重载和高车辆 重量需要高功率 •陡坡