可充電的電動卡車應(yīng)用
2017-6-8 9:46:58??????點(diǎn)擊：
在成本越敏感的區(qū)域，一旦替代品有優(yōu)勢，越容易形成商品的替代。汽車消費(fèi)市場中成本最敏感的領(lǐng)域也往往集中于兩極：
1、低價入門級的個人汽車消費(fèi)
2、公路貨運(yùn)的商用汽車消費(fèi)
而也正是在這“輕重”兩極，電動車正快速“蠶食”著傳統(tǒng)燃油車的市場份額。
在最“輕”端，對于消費(fèi)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(dān)心牌照，不用擔(dān)心限行，不用擔(dān)心油耗；而對于車廠，哪怕賣時虧一點(diǎn)點(diǎn)，依靠大量獲得的積分也可以在政策落實(shí)的后面幾年穩(wěn)穩(wěn)的賺回來。以上造就了國內(nèi)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(fā)，當(dāng)然已爆發(fā)多年“苦等轉(zhuǎn)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(yè)較國內(nèi)企業(yè)動作更為大膽，在重卡領(lǐng)域?qū)㈦姎饣膬?yōu)勢體現(xiàn)的更為淋漓盡致，本文將選取兩個實(shí)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(yùn)卡車之路上多一些靈感。
這里如曉宇所談的，我們真的認(rèn)為EC系列這類小車真的是全面占據(jù)大城市代步工具么，這里其實(shí)就是核心的利益訴求
消費(fèi)者看到的是成本低，可以拿來通勤，拿來掛牌，現(xiàn)在中國什么東西都要搶到手里才是真的
交通服務(wù)運(yùn)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(chǎn)品出現(xiàn)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(shù)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(shí)可以從美國市場先看，再來看中國市場
美國貨運(yùn)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(jù)統(tǒng)計(jì)8類重型卡車(最大總質(zhì)量超過15噸的車)運(yùn)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(yīng)處于最高級別，重量大約在35000lbs
Nikola官網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示Nikola one的重量在19000-21000lbs，應(yīng)處于6級；
美國的重型卡車市場，不同于中國市場物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，美國的重卡市場是一個非常成熟的市場。
以Class8為例，根據(jù)FTR的數(shù)據(jù)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(tǒng)燃油卡車中去搶市場,那么他們相對于燃油卡車的優(yōu)勢到底有多少？
電動卡車與燃油卡車的優(yōu)勢
以下數(shù)據(jù)采集自Nikola官網(wǎng)，且不說最后它的產(chǎn)品能否實(shí)現(xiàn)，單出數(shù)據(jù)來看幾個重點(diǎn)考核指標(biāo)上，Nikola One均有顯著優(yōu)勢。
相對于燃油約58%的效率損失，電機(jī)驅(qū)動的電動卡車損耗大約只有14%
而每600公里對應(yīng)的費(fèi)用，電動卡車也只相當(dāng)于同類型燃油車的三分之一
如果這些成本優(yōu)勢還不夠的話，在驅(qū)動系統(tǒng)上電卡也有足夠優(yōu)勢
Nikola one在馬力和續(xù)航上都接近燃油車的一倍
加速上由于電機(jī)的恒扭矩輸出特點(diǎn)使其在卡車這種需要極大牽引力啟動上占凈了優(yōu)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(tǒng)車的一半
最大的劣勢還是在于加氫等配套設(shè)施的不成熟，這一點(diǎn)上nikola計(jì)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(yàn)，加速性、爬坡特性，其實(shí)并沒有那么重要
2）在單次運(yùn)輸過程中，車輛的可靠性才是最為核心的
3）在產(chǎn)品生命周期里面，燃料充電機(jī)充電電池的耐久性和可維護(hù)性，你怎么來保證
兩家電動卡車技術(shù)路線的比較
從電驅(qū)動技術(shù)上來看，特斯拉Semi并沒有提供更多的技術(shù)細(xì)節(jié)，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(jì)算，每度電大概能跑0.503英里，那么600英里（大約1000公里）的續(xù)航大約需要1200kwh的充電機(jī)充電電池，
那么光充電機(jī)充電電池成本就用到了25萬美元，而充電機(jī)充電電池本身的重量也將達(dá)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(shù)據(jù)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(fù)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(jī)充電也將是個大問題，在充電機(jī)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(diǎn)擔(dān)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(yù)覽圖中看到這是一個沒有后視鏡的電動重卡，聯(lián)想到了特斯拉的autopilot，而馬斯克多次強(qiáng)調(diào)的這款車的駕駛體驗(yàn)，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(jì)劃其實(shí)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(shí)這么算1200kWh的充電機(jī)充電電池包，用300kW充電機(jī)充電，也需要4個小時以上。這個碩大的充電機(jī)充電電池系統(tǒng)去拉貨還是拉自己，你算一算合算么？
現(xiàn)有的120kW的超級充電機(jī)充電站，在這個上面就太慢了。一重卡把停車點(diǎn)都占了，Model SX的車主怎么辦^_^
相較于Tesla，Nikola在重量和成本的設(shè)計(jì)更為大膽，
他采用了鋰電與氫燃料充電機(jī)充電電池的結(jié)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(jī)充電電池成為了目前唯一的選擇。 上圖為從nikola官網(wǎng)上的截圖，其主要的電驅(qū)動體系集中于3，4，6，7，Nikola one采用了交流感應(yīng)電機(jī)，電機(jī)功率達(dá)到了1471kw，3處為功率電子轉(zhuǎn)化設(shè)備，能為高達(dá)800V的直流充電機(jī)充電電池提供功率轉(zhuǎn)化；4為鋰離子充電機(jī)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(shè)電壓是800V的話，容量應(yīng)是400Ah，推測為150顆左右小電芯并聯(lián)，則每節(jié)充電機(jī)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(dāng)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(jī)充電電池電堆對鋰離子充電機(jī)充電電池進(jìn)行持續(xù)充電機(jī)充電，而位于7處的儲氫裝置使得整個車的綜合續(xù)航達(dá)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(jì)劃，以及宣傳的1百萬英里的免費(fèi)氫燃料，相信無論是成本還是重量都使得這款產(chǎn)品非常有競爭力。
燃料充電機(jī)充電電池的故事，其實(shí)大家都懂的。需要很好的系統(tǒng)保護(hù)，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(xiàn)在去PK柴油車，從皮實(shí)角度來看，完敗。
這些加氫站的投資和運(yùn)營需要占據(jù)的運(yùn)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(yè)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(yè)都投不起。
比較來看特斯拉Semi在行車安全，以及電氣化技術(shù)成熟度上顯然更有優(yōu)勢，而Nikola顯然在想法上更為大膽，也造就了其在續(xù)航和使用成本上的進(jìn)一步降低。而這兩家顛覆貨運(yùn)卡車設(shè)計(jì)的汽車公司能否給國內(nèi)正在積極躍進(jìn)的電動物流車企業(yè)帶來更多靈感呢？因?yàn)橛秃暮腿肆η∏∈枪坟涍\(yùn)行業(yè)作為關(guān)鍵的兩大成本因素，而正對應(yīng)著汽車?yán)顺敝械碾姎饣椭悄芑瘍蓚€方向，會不會在這“重”的一端更快突破呢。
最后我們還是談?wù)劜锁B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(hù)成本、因?yàn)楣收袭a(chǎn)生的商業(yè)損失，整個壽命全周期的成本，電動化汽車PK柴油機(jī)完敗，你想想這里還有一個最大的敵人，公司的運(yùn)營風(fēng)險，哪家貨運(yùn)公司從成本角度去嘗試，就能給現(xiàn)在的工具給打敗，一次不信任產(chǎn)生的損失
在中國要談的是未來城市配送的通行權(quán)，各種物流車未來進(jìn)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(qū)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(nèi)
我們要考慮的是，可靠性、耐久性還有整個系統(tǒng)的故障率，不讓它產(chǎn)生對物流企業(yè)的商業(yè)風(fēng)險，我相信這塊需要更魯棒性的設(shè)計(jì)，畢竟玩起來比乘用車還差的工程設(shè)計(jì)是沒有出路的
還有一個好玩的事情，就是這個商業(yè)化車輛的可以采取系統(tǒng)性的參數(shù)采集和控制，定制完整的數(shù)據(jù)通路，把這個工具完全內(nèi)部數(shù)據(jù)化，這個意義就有意思了
從運(yùn)貨工具到移動機(jī)器人，我們需要憧憬下部署自動駕駛系統(tǒng)在封閉區(qū)域物流再到限定區(qū)域，提高效率和可用性是關(guān)鍵，我是覺得這條演進(jìn)道路是靠譜的，基于J1939上搞一個電子電器系統(tǒng)架構(gòu)，完全為效率服務(wù)
小結(jié)：我們考慮的點(diǎn)應(yīng)該從通行權(quán)出發(fā)，去做靠譜和牢靠的電氣化工具，再進(jìn)一步演化和加入自動化系統(tǒng)提高效率，而不是成本出發(fā)，成本你做不下來。核心是企業(yè)效率和所服務(wù)對象工作的效率！
