可充電的電動卡車應用
2017-6-8 9:46:58??????點擊：
在成本越敏感的區域，一旦替代品有優勢，越容易形成商品的替代。汽車消費市場中成本最敏感的領域也往往集中于兩極：
1、低價入門級的個人汽車消費
2、公路貨運的商用汽車消費
而也正是在這“輕重”兩極，電動車正快速“蠶食”著傳統燃油車的市場份額。
在最“輕”端，對于消費者以較低的購置價格跨過了購車這道門檻，同時伴隨著更低的使用憂慮，不用擔心牌照，不用擔心限行，不用擔心油耗；而對于車廠，哪怕賣時虧一點點，依靠大量獲得的積分也可以在政策落實的后面幾年穩穩的賺回來。以上造就了國內市場今年以來，以北汽新能源EC系列為代表的“輕”型純電動小車的全面爆發，當然已爆發多年“苦等轉正”的低速電動車也是一個佐證。
而在最“重”端，在電動卡車攻占燃油卡車地盤時，歐美企業較國內企業動作更為大膽，在重卡領域將電氣化的優勢體現的更為淋漓盡致，本文將選取兩個實力代表Nikola One和Tesla Semi與讀者一起來分析這兩家的“姓名之爭”，也希望借分析他們能為我們自己的電動貨運卡車之路上多一些靈感。
這里如曉宇所談的，我們真的認為EC系列這類小車真的是全面占據大城市代步工具么，這里其實就是核心的利益訴求
消費者看到的是成本低，可以拿來通勤，拿來掛牌，現在中國什么東西都要搶到手里才是真的
交通服務運營商：可以利用低價車輛作為延伸，獲取資本的投資和車企資本的投入，作為延伸的4S店
車企：新能源積分稅，在真正的競爭力產品出現前，能少罰一些是一些，做新能源有那么多不確定性，低成本和低投入跑量，數字好看，積分好看就行了
你想想騰勢這種年2000臺車，和微車月2000臺，效益不一樣啊
談物流車，確實可以從美國市場先看，再來看中國市場
美國貨運卡車的市場
首先我們來看看美國重卡的分級，按車倆總重量等級一共分為8級，據統計8類重型卡車(最大總質量超過15噸的車)運送了美國70%的物資，但同時也消耗了美國80%左右的柴油。
這兩款車中Tesla Semi應處于最高級別，重量大約在35000lbs
Nikola官網的數據顯示Nikola one的重量在19000-21000lbs，應處于6級；
美國的重型卡車市場，不同于中國市場物流業的蓬勃發展，美國的重卡市場是一個非常成熟的市場。
以Class8為例，根據FTR的數據顯示，可以說近10年以來的美國Class8重卡需求均在30萬輛以下，且近年來波動很小基本在20萬輛左右。
這兩家公司奪取的完全不是去開拓新的市場，而是從傳統燃油卡車中去搶市場,那么他們相對于燃油卡車的優勢到底有多少？
電動卡車與燃油卡車的優勢
以下數據采集自Nikola官網，且不說最后它的產品能否實現，單出數據來看幾個重點考核指標上，Nikola One均有顯著優勢。
相對于燃油約58%的效率損失，電機驅動的電動卡車損耗大約只有14%
而每600公里對應的費用，電動卡車也只相當于同類型燃油車的三分之一
如果這些成本優勢還不夠的話，在驅動系統上電卡也有足夠優勢
Nikola one在馬力和續航上都接近燃油車的一倍
加速上由于電機的恒扭矩輸出特點使其在卡車這種需要極大牽引力啟動上占凈了優勢
其6%爬坡最高速度得到了65mph
0-60mph加速也只用30s，時間是傳統車的一半
最大的劣勢還是在于加氫等配套設施的不成熟，這一點上nikola計劃在2019前全美建364個加氫站，但即使這樣恐怕還是不夠的，況且這本身也將會是一個極大的支出。
我們考慮基本的問題在于，從工具本身角度來看
1）駕駛者體驗，加速性、爬坡特性，其實并沒有那么重要
2）在單次運輸過程中，車輛的可靠性才是最為核心的
3）在產品生命周期里面，燃料充電機充電電池的耐久性和可維護性，你怎么來保證
兩家電動卡車技術路線的比較
從電驅動技術上來看，特斯拉Semi并沒有提供更多的技術細節，但是假如它依然采用的是一貫的純電路線，對于一個半掛式卡車來說，每天大約要跑300-600英里，按照目前
特斯拉pack的能量密度水平約240Wh/kg
George Bower的計算，每度電大概能跑0.503英里，那么600英里（大約1000公里）的續航大約需要1200kwh的充電機充電電池，
那么光充電機充電電池成本就用到了25萬美元，而充電機充電電池本身的重量也將達到至少5t以上。
對于燃油卡車本身重量約15t，售價僅12萬美元的車來說以上數據顯示是沒有任何競爭力的。
特斯拉未來極有可能采用21700的路線，配合4-5%的SiC負極的使用將能量密度提升到300Wh/kg,同時成本降到172USD/kwh(約1100-1200元每度電），這樣能量密度提升大約20%的同時，成本在下降約9%，如此可能還不足夠。
如此大的包充電機充電也將是個大問題，在充電機充電模式是否會采用換電的模式，且看9月份特斯拉能否給出一個更大的驚喜。
另一點擔心的就是，Tesla Semi將是一個巨型的高速公路上的“移動炸藥包”，而從上面預覽圖中看到這是一個沒有后視鏡的電動重卡，聯想到了特斯拉的autopilot，而馬斯克多次強調的這款車的駕駛體驗，很期待看到這款陸地上最重的自動駕駛怪獸。而瑞典正在推行的vehicle platnooning計劃其實對于這類巨型移動高能量載體也能提供一種不錯的方法。
其實這么算1200kWh的充電機充電電池包，用300kW充電機充電，也需要4個小時以上。這個碩大的充電機充電電池系統去拉貨還是拉自己，你算一算合算么？
現有的120kW的超級充電機充電站，在這個上面就太慢了。一重卡把停車點都占了，Model SX的車主怎么辦^_^
相較于Tesla，Nikola在重量和成本的設計更為大膽，
他采用了鋰電與氫燃料充電機充電電池的結合，對于大車而言既要減輕重量又要兼顧排放，似乎燃料充電機充電電池成為了目前唯一的選擇。 上圖為從nikola官網上的截圖，其主要的電驅動體系集中于3，4，6，7，Nikola one采用了交流感應電機，電機功率達到了1471kw，3處為功率電子轉化設備，能為高達800V的直流充電機充電電池提供功率轉化；4為鋰離子充電機充電電池存放的地方，是由32000顆小電芯做的pack，一共320度電，假設電壓是800V的話，容量應是400Ah，推測為150顆左右小電芯并聯，則每節充電機充電電池容量在2.67Ah，電壓在3.6-3.7V之間，很大可能也用的是18650的電芯，大約為150并再213串，這也是Tesla Model S900D版本pack大小的3倍，可以說Nicola相當大膽；而更為大膽的是在6處Nicola利用了一個300KW的燃料充電機充電電池電堆對鋰離子充電機充電電池進行持續充電機充電，而位于7處的儲氫裝置使得整個車的綜合續航達到了可怕的1200miles（約1900公里為Semi的兩倍），接近于從北京到上海跑一個半來回不用加氫。加上Nicola正在積極推行的加氫站計劃，以及宣傳的1百萬英里的免費氫燃料，相信無論是成本還是重量都使得這款產品非常有競爭力。
燃料充電機充電電池的故事，其實大家都懂的。需要很好的系統保護，需要挺苛刻的熱管理，在整個壽命上限制不小的，你把它放在重卡上去，現在去PK柴油車，從皮實角度來看，完敗。
這些加氫站的投資和運營需要占據的運營資金可不低啊，有些東西我們沒有刻意去評估整個燃油體系，兩桶油和石油企業投資了多少錢去建立完整和便捷的配給體系，走氫燃料路線，必須是國家行為，行業都投不起。
比較來看特斯拉Semi在行車安全，以及電氣化技術成熟度上顯然更有優勢，而Nikola顯然在想法上更為大膽，也造就了其在續航和使用成本上的進一步降低。而這兩家顛覆貨運卡車設計的汽車公司能否給國內正在積極躍進的電動物流車企業帶來更多靈感呢？因為油耗和人力恰恰是公路貨運行業作為關鍵的兩大成本因素，而正對應著汽車浪潮中的電氣化和智能化兩個方向，會不會在這“重”的一端更快突破呢。
最后我們還是談談菜鳥物流的百萬電動物流車的事吧，有些東西必須考慮到
你要談成本，綜合使用成本、維護成本、因為故障產生的商業損失，整個壽命全周期的成本，電動化汽車PK柴油機完敗，你想想這里還有一個最大的敵人，公司的運營風險，哪家貨運公司從成本角度去嘗試，就能給現在的工具給打敗，一次不信任產生的損失
在中國要談的是未來城市配送的通行權，各種物流車未來進不了城市倒是一個大概率事情，未來可以清晰的看到中國會考慮Zero emission的走廊或者區域，在這個角度上來看，你沒有，這門生意做不了，這個工具的成本就不在考慮范圍內
我們要考慮的是，可靠性、耐久性還有整個系統的故障率，不讓它產生對物流企業的商業風險，我相信這塊需要更魯棒性的設計，畢竟玩起來比乘用車還差的工程設計是沒有出路的
還有一個好玩的事情，就是這個商業化車輛的可以采取系統性的參數采集和控制，定制完整的數據通路，把這個工具完全內部數據化，這個意義就有意思了
從運貨工具到移動機器人，我們需要憧憬下部署自動駕駛系統在封閉區域物流再到限定區域，提高效率和可用性是關鍵，我是覺得這條演進道路是靠譜的，基于J1939上搞一個電子電器系統架構，完全為效率服務
小結：我們考慮的點應該從通行權出發，去做靠譜和牢靠的電氣化工具，再進一步演化和加入自動化系統提高效率，而不是成本出發，成本你做不下來。核心是企業效率和所服務對象工作的效率！
- 上一篇：【DIY】10KW 雙向直流電源DC—DC實驗平臺 2017/6/8
- 下一篇：《微電網接入電力系統技術規定》《光伏發電站并網運行控制規范》 2017/6/8
