电动货车电池：越大越好？

作者：Pierre-Louis Ragon，Albert Alonso-Villar

2024年，国际清洁交通委员会（ICCT）研究员Carolina Poupinha和Jan Dornoff发表了研究文章《电动汽车电池：越大越好？》。这项研究深入分析了为在乘用车配置更大容量电池所带来的实际环境和经济影响。研究发现，大容量电池虽可在偶发长途出行中减少充电次数，但同时需付出两方面代价：一是更贵的成本（TCO），二是更高的能耗与温室气体排放。

所以对于电动乘用车来说，结论已经比较清晰：电池并不是越大越好。那问题来了：放到电动货车上，这个结论还成立吗？

电池未能充分利用，成本却因此增加？

对于重型卡车车队来说，“续航焦虑”是一个非常现实的问题，因为车辆持续运行的能力直接影响业务是否能持续运转。更长的续航里程可带来更短的停运时间和更高的灵活性。这也是为什么柴油货车不存在“续航焦虑”，因为柴油货车加油用时短且续航能力长。但到了电动货车这里，事情就没那么简单了。由于电池比较贵，所以电池的价格直接限制了电动货车（BET）能够装多大的电池，所以相比柴油货车，电动货车的续航通常较短，而这也要求车队在货运运营上制定更为周密的规划来确保运输能够顺利进行。

随着纯电货车在实际运输中用得越来越多，车队也在摸索一个问题：电池到底该配多大，才能在续航和成本之间找到平衡？

厂商给出的续航数据往往基于典型场景，如城市配送，但未必能够准确反映特定车队在实际工况下的表现。我们最近与欧洲清洁卡车联盟合作的一项研究发现：由于每个车队的路线、载重情况都不一样，所以在某些场景下，电动货车的实际续航甚至可以超过标称值。好消息是，现在不少厂商已经开发了车辆实际续航预测工具，可以根据车队的具体运营情况来预测电动货车的真实续航能力。这一步对采购决策非常关键。

尽管如此，很多车队还是倾向于把电池配得更大，主要有两方面原因：其一，是按最高负荷场景来设计，也就是按照每月最忙、跑得最远、能耗最高的那几天的情况来配置电池。为了应对这类情况，车队往往会选择更大的电池，相当于是在用更高成本换取电动货车的运营灵活性。其二，是对电池衰减的不确定性。电池用久了会衰减，但到底电池性能会下降多少，大家并不确定。于是，一些车队干脆多留点余量，甚至按比保守估计更差的情况来做规划。

问题在于，如果按照少数的高强度场景来配电池，那么在大多数时间里，这块电池实际上并未得到充分利用。我们的研究发现：电动货车电池的平均放电深度只有44%。换句话说，大部分时间里，超过一半的电池容量其实是闲置的。这就带来一个很直接的问题：运营者有可能在为并不常用的电池容量付出额外成本。这也将直接拉高电动货车的总拥有成本（TCO）。

小容量电池是否能够满足运输需求？

我们开展了一项研究，想知道当车辆配置了容量更小更便宜的电池时，是否可以在满足典型日常运营需求的前提下降低车辆的TCO，在分析过程中我们已将电池衰减影响纳入了考虑。本次分析采用了我们近期报告中的一组数据：一辆用于区域配送的40吨半挂牵引车，每周运营5天，平均每天行驶约350公里，在运输强度最高的一天，行驶距离可达510公里。

基于该拖车一个月的运营数据，我们对三种不同的电池方案（以厂商“标称容量”来计量）进行了评估，包括车队当前使用的默认电池，以及容量分别缩小约25%和30%的两种方案。在三种情景中，我们假设车辆的能耗保持不变，并通过增加载货量来抵消使用小电池比使用默认电池节省下来的能耗。

为了模拟不同电池容量的可行性，我们基于真实货运情况做了前情设定。第一，车辆每晚充满电后再开始第二天的运输任务。第二，如果夜间充电无法满足全天的耗电需求，则需要在白天的运营途中进行充电，例如在车队基地、客户站点或公共充电设施进行补电，充电功率设定为350 kW。

我们想知道，如果电动货车的电池容量缩小，是否需要在驾驶员日常工作中原本预留的充电时间之外，额外增加充电时间。按照规定，司机每连续驾驶4小时需休息45分钟，假如有30分钟可以用来充电，按照平均车速60公里/小时来计算，卡车充满电后，在普通运营日需行驶6小时，在最高负荷情况下约行驶9小时。据此测算，车辆在日常运营中所需的中途充电时间为：普通运营日约30分钟，最高负荷情况下约60分钟。

图1展示了该货车在普通运营日和最高负荷情况下需要进行中途充电的时长，并将其与司机休息时间内可用于中途充电的最低时长进行对比。当充电时间超过规定的休息时间时，车辆就会因为额外停留而产生时间成本。

图1. 不同电池容量下，为满足日平均（上）和日最高负荷（下）行驶距离所需的充电时长

注：图中的红色横线表示司机规定休息时间内可用于充电的时长，红色区域则表示由此产生的额外时间成本。

在默认电池配置下，车辆可以在司机的休息时间内进行补电，并按时完成当天的运输任务。当电池容量缩小25%时，在普通运营日同样不需要额外增加中途充电时间，但在最高负荷情况下会增加约7分钟的充电等待时间。当电池容量缩小30%时，普通运营日会增加1分钟的充电等待时间，而在最高负荷情况下增加约14分钟。

假如额外停留时间在15分钟以内对总成本的影响其实并不大，稍微调整一下车队的行驶路线就能把这些“额外的”充电时间很好地安排进运营时间里，这样就不会影响整体运营效率。与此同时，车队还能在很大程度上节约成本。正如图2所示，缩小电池容量可以降低车辆的购置成本，让TCO比使用标准电池的成本低9%。即使考虑到中途充电成本较高的情况，用小容量电池相较于用默认电池仍可以节约5%–6%的成本。此外，更小的电池也意味着前期投入更低，对于资金有限的车队来说，这是推动电动货车应用的一大关键因素。

图2. 电池容量缩减对5年TCO的影响

注：本分析未将额外充电时间产生的成本记入其中。对于货车中途充电的电价，我们设置了两种情景：（1）与夜间在车队基地充电的电价相同（0.274欧元/千瓦时），即假设中途充电同样在基地完成，且白天充电的价格和夜间一样；（2）使用当前公共重卡充电市场的价格，电费相对更贵（0.40欧元/千瓦时）。

成本优化的路径：电动货车的电池健康与转售价值

对于使用默认电池容量的车辆，满电状态下的货车可以在不产生额外时间成本的情况下完成大部分运输任务，即使在考虑电池衰减的情况下，货车的行程覆盖率也只是从95%降至70%。而对于电池容量缩小的车辆，虽然时间成本有所增加，但最长也只是从14分钟增加到约31分钟，处于可接受范围内。

那么，这些额外的时间成本对电动货车的运营效率究竟意味着什么？答案很大程度上取决于车队的管理方式。弗劳恩霍夫系统与创新研究所（Fraunhofer ISI）的一项最新研究表明：通过在车队层面进行路线重规划，特别是在柴油与电动混合车队中同时优化运输路径和充电安排，可以在无需大幅调整运营时间的情况下，实现更高的电动化比例，并更有效地降低成本，而不是简单地用电动货车直接替代柴油车。

另一个关键影响因素是电动货车的转售价值。由于缺乏过往的电动货车转售数据，金融公司很难准确地判断电池在使用寿命末期的衰减程度，所以通常假设电动货车几乎没有残值。这样的估算方式让一些车队倾向于配置更大容量的电池，希望以此来提高车辆未来的转售价值，而这也在一定程度上推动了电池“做大”的趋势。如果未来能够更清晰地掌握电池在真实运营中的衰减速度，不仅可以更准确地评估电动货车的残值，让车队根据实际运营需求而非转售顾虑来配置电池，还将有助于优化电池设计与使用方式，从而进一步降低总拥有成本。

结论到底是什么？

和乘用车类似，电动货车的电池并不是越大越好。如果电池容量能够更贴近日常运输需求，车队反而能够节约TCO。随着车队对电动货车运营的经验越来越丰富，他们对电动货车的实际续航能力和电池衰减的认识也会更加清晰，从而进行更合理的电池配置，并优化车队的运营调度与规划。与此同时，随着电池成本持续下降、能量密度不断提升，以及快充技术的加速应用，电动货车也有了更多的灵活性，不再以牺牲高利用率和TCO为代价。

归根结底，未来电动货运的发展，不在于谁的电池更大，而在于谁能把电池配置得更合理。