三年内能省20万美元,特斯拉纯电重卡Semi真有这么香?

自2017年11月开始接受预定以来,历经多年开发与长期测试以及各方的反复争论,特斯拉Semi电动半挂卡车终于在日前向首批客户——百事可乐公司和和Frito-Lay休闲食品运输车队进行了交付。

与家庭用车等轻型车辆相比,重型卡车具有年行驶里程长、单位油耗高等特征,1辆柴油重卡的碳排放量相当于近100辆乘用车,因此被视为“污染大户”。以美国为例,尽管卡车仅占该国所有车辆总数的1%,但其温室气体排放占比却达到了20%,颗粒排放则高达36%。与此同时,柴油重卡会产生大量氮氧化物和颗粒物,排放量分别达到汽车排放总量85%和65%。

为了应对这一问题,各国政府纷纷出台了限制燃油车排放政策以及零排放重型车激励措施,旨在降低重卡污染,而商用车行业也在积极推进新能源车辆的研发和商业化进程。值得一提的是,不仅传统重卡制造商开始布局推出新能源重卡产品,就连乘用车主机厂、自动驾驶科技公司等许多跨赛道的“玩家”也在积极介入这个领域,而最有代表性的无疑就是特斯拉了。

目前新能源卡车的的主流技术路线包括:依靠充电电池组驱动、无辅助动力源纯电动卡车(BEV)和依靠氢燃料电池驱动的氢燃料电池卡车(FCEV),总体而言,选择纯电路线的厂商占据了主导地位,包括国外的戴姆勒(Daimler)、帕卡(Paccar) 、沃尔沃(Volvo)、特斯拉(Tesla)等,国内的一汽解放、东风、福田、宇通和比亚迪等强力“选手”均是如此。

当然了,尽管参与者众多,但纯电重卡最受行业质疑的还是其续航能力恐难适应长距离运输的要求,业内人士通常认为,“500公里”将是纯电重卡难以逾越的“门槛”。

不过,就在11月,一辆车货总质量37吨的特斯Semi纯电重卡完成了500英里(约合804.7公里)的真实道路测试,中间没有进行充电。结合特斯拉发布的视频和信息来看,这台测试车辆的运输场景包含了平原路段和路面起伏较大的路段,其中海拔落差最大的路段达到了“200英尺—4136英尺(61米-1260米)”,在最终驶过500英里(800)公里的路程后,特斯拉Semi纯电重卡还剩余4%的电量。

尽管特斯拉还未披露Semi的电池型号与电池容量,但有猜测认为这辆纯电重卡搭载了新型4680 tablesless电池;而根据该车在37吨总重情况下的电耗为“每英里不到2kW·h”,换算为百公里电耗约120度左右,这意味着想要做到800公里的续航里程,Semi纯电重卡很可能搭载了1000度左右容量的电池组。

在驾驶性能上,特斯拉Semi搭载了与Model S Plaid(配置|询价)相同的三个独立的碳纤维保护套筒电机,采用了1000V的高压架构。满载情况下Semi 百公里加速仅需20秒,使其在满载情况下也能灵活起步,爬斜坡、走山路也如同在高速公路上一样自如。

根据特斯拉的视频可知,Semi纯电重卡的6×4底盘使用了三个“Plaid”电机来直接驱动车辆:第一根驱动桥装配了2个驱动电机,第二根驱动桥装配了1个驱动电机;第一根驱动桥装配的两个驱动电机分别负责驱动左右车轮,并且采用了较大传动比,主要应对加速、爬坡等需要大功率输出的场景;第二根驱动桥配备了一个驱动电机,用于低能耗匀速行驶工况。

按照马斯克的说法,纯电重卡Semi始终有一个电机在运转,当爬坡需要更大的扭矩或需要更多的加速度时,其它的两个电机可以通过自动离合离合器系统,开始工作为车辆提供动力,并且整个过程可以做到“无缝衔接”。

据特斯拉介绍,纯电重卡Semi在专属充电桩Megacharger充电30分钟即可补充最高约560公里续航能量,一顿午餐的时间可再次启程。按照特斯拉的说法,Semi在每英里的充电成本,比使用柴油便宜约2.5倍,三年内即可省下高达20万美元(约合142万元人民币)的燃油费用。与特斯拉S3XY家族一样,Semi还可通过远程诊断、OTA空中软件更新等功能与更少的移动部件,让司机在车辆维修、保养上花费更少的时间和金钱。

需要指出的是,重卡产品的未来发展并不仅仅只有新能源化一个方向,高度智能化同样备受关注。业界普遍认为,通过自动驾驶和智能网联技术,实现安全、稳定、高效的无人化运营,有望从根本上提升重卡生产力、解放人类司机劳动力。与此同时,商用车线控的逐步成熟将会为自动驾驶在重卡的落地奠定良好基础,而集中化的电子电气架构设计可以在商用车领域实现“软件定义硬件”,实现汽车全生命周期的迭代升级。

据特斯拉介绍,Semi将装配特斯拉的“增强型自动驾驶仪”功能套件,其功能包括自动紧急制动、前方碰撞警告和自动车道保持辅助等。并且这套系统还拥有保险功能,就是当Semi长时间接收不到来自驾驶员的操作信号,它会在当前车道中缓缓减速停下,并自动拨打紧急电话号码。

得益于全电动架构,纯电重卡Semi的重心较传统燃油重卡更低,在减少翻车风险的同时,也能降低事故发生时零部件入侵驾驶室的几率。制动能量回收系统在充分节约回收能源的同时,也因为极大减少了下坡减速时刹车片的磨损,提高重卡在长途行驶时的安全性。特斯拉还为Semi专门打造了“接近核能级防爆能力”的玻璃以防止碎裂,相信海外媒体很快就要亲自试一试了。

在这里要多介绍一句:商用车由于载重大、工作条件恶劣,其制动系统以气压制动系统为主。现有的线控气压制动系统多为基于传统气压制动系统演化出的增加了线控功能的形式,通常称为电子制动系统(EBS)。EBS不是完全的线控制动系统,因为它虽然采用电控方式缩短了制动过程中前期的操控反应时间,但是后期驱动车轮制动器制动的方式依然是沿用压缩空气,升压存在滞后性。

而商用车线控制动下一代的发展方向是电动机械制动(EMB),即整个系统取消全套气压管路、刹车总泵和真空助力泵,改由电机直接驱动制动卡钳进行制动,是完全的线控制动系统,能从根本上解决商用车采用压缩空气作为控制和驱动介质实施车辆制动带来的先天性不足,大幅提升响应速度、缩短刹车距离。

为了进一步提高道路货物运输的安全,Semi上装配了牵引力控制系统,可以在一定程度上防止挂车发生侧滑、意外偏转等情况发生。尤其是挂车因为急刹、路面湿滑等原因出现摆动、扭转时,Semi将通过牵引力控制系统不断修正车辆角度,维持车辆平衡。

此外,Semi还可以选装自动轮胎充气系统(ATIS),这项技术已经获得了美国专利商标局对该技术的专利授权,可以自动修正轮胎压力并使其保持在最佳水平。

有趣的是,特斯拉开创性地取消了副驾驶区域,纯电重卡Semi只留下了位于座舱正中央的驾驶位,更开阔的视野有望进一步提升驾驶安全。驾驶位两侧分别设置一块超大触摸屏,显示车辆和道路信息、左右后视镜画面(当然传统的后视镜还是标配)和其他内容。Semi还为驾驶员配备了可调扶手和水杯架。当然了,特斯拉也可根据用户需要加装后排可调座椅。

懂论:

受制于不够成熟的技术和有限的产业规模,当前市场上绝大多数纯电动重卡仍然采用的是“油改电”方案,但长期来看,正向研发纯电重卡平台将是纯电动重卡性能提升的必由之路,也是领军企业共同选择的攻关方向。特斯拉纯电重卡Semi的正式交付,对于全球运输行业来说都是重要的里程碑,其在动力总成、底盘布局、车身外形等方面进行的大胆创新和深度优化,有望充分发挥纯电重卡的优势。不难预见,紧随其后的友商们也将在未来一两年内拿出更有竞争力的产品。

2022-12-06

2022-12-06