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尼古拉与特斯拉之争,都推出电动重卡

作者/来源:CNEV-X
2017-06-05 09:40:24

尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla),伟大的发明家,电力商业化重要推动者,在去世74年后,怎么也不会想到出现了分别以他姓和名命名的两家公司,在公路货运电气化领域争锋相对。

在成本越敏感的区域,一旦替代品有优势,越容易形成商品的替代。汽车消费市场中成本最敏感的领域也往往集中于两极,低价入门级的个人汽车消费和公路货运的商用汽车消费,而也正是在这“轻重”两极,电动车正快速“蚕食”着传统燃油车的市场份额。

在最“轻”端,对于消费者以较低的购置价格跨过了购车这道门槛,同时伴随着更低的使用忧虑,不用担心牌照,不用担心限行,不用担心油耗;而对于车厂,哪怕卖时亏一点点,依靠大量获得的积分也可以在政策落实的后面几年稳稳的赚回来。以上造就了国内市场今年以来,以北汽新能源EC系列为代表的“轻”型纯电动小车的全面爆发,当然已爆发多年“苦等转正”的低速电动车也是一个佐证。

而在最“重”端,在电动卡车攻占燃油卡车地盘时,欧美企业较国内企业动作更为大胆,在重卡领域将电气化的优势体现的更为淋漓尽致,本文将选取两个实力代表Nikola One和Tesla Semi与读者一起来分析这两家的“姓名之争”,也希望借分析他们能为我们自己的电动货运卡车之路上多一些灵感。

美国货运卡车的市场

首先我们来看看美国重卡的分级,按车俩总重量等级一共分为8级,据统计8类重型卡车(最大总质量超过15吨的车)运送了美国70%的物资,但同时也消耗了美国80%左右的柴油。

特斯拉与尼古拉

这两款车中Tesla Semi应处于最高级别,重量大约在35000lbs,而根据Nikola官网的数据显示Nikola one的重量在19000-21000lbs,应处于6级;我们再来看看美国的重型卡车市场,不同于中国市场物流业的蓬勃发展,美国的重卡市场是一个非常成熟的市场。以Class8为例,根据FTR的数据显示,可以说近10年以来的美国Class8重卡需求均在30万辆以下,且近年来波动很小基本在20万辆左右。

电动重卡,尼古拉·特斯拉的“姓”与“名”之争

电动重卡,尼古拉·特斯拉的“姓”与“名”之争

可以说这两家公司夺取的完全不是去开拓新的市场,而是从传统燃油卡车中去抢市场,那么他们相对于燃油卡车的优势到底有多少?

电动卡车与燃油卡车的优势

Nikola官网数据,且不说最后它的产品能否实现,单出数据来看几个重点考核指标上,Nikola One均有显著优势。

特斯拉与尼古拉

相对于燃油约58%的效率损失,电机驱动的电动卡车损耗大约只有14%,而每600公里对应的费用,电动卡车也只相当于同类型燃油车的三分之一,如果这些成本优势还不够的话,在驱动系统上电卡也有足够优势,上表为nikola one与传统燃油卡车的对比,Nikola one在马力和续航上都接近燃油车的一倍,而在加速上由于电机的恒扭矩输出特点使其在卡车这种需要极大牵引力启动上占净了优势,其6%爬坡最高速度得到了65mph,0-60mph加速也只用30s,时间是传统车的一半。

而我相信其最大的劣势还是在于加氢等配套设施的不成熟,这一点上nikola计划在2019前全美建364个加氢站,但即使这样恐怕还是不够的,况且这本身也将会是一个极大的支出。

两家电动卡车技术路线的比较

从电驱动技术上来看,特斯拉Semi并没有提供更多的技术细节,但是假如它依然采用的是一贯的纯电路线,对于一个半挂式卡车来说,每天大约要跑300-600英里,按照目前特斯拉pack的能量密度水平约240Wh/kg,根据下图George Bower的计算,每度电大概能跑0.503英里,那么600英里(大约1000公里)的续航大约需要1200kwh的电池,那么光电池成本就用到了25万美元,而电池本身的重量也将达到至少5t以上。对于燃油卡车本身重量约15t,售价仅12万美元的车来说以上数据显示是没有任何竞争力的。

因此,特斯拉未来极有可能采用21700的路线,配合4-5%的SiC负极的使用将能量密度提升到300Wh/kg,同时成本降到172USD/kwh(约1100-1200元每度电),这样能量密度提升大约20%的同时,成本在下降约9%,如此可能还不足够。如此大的包充电也将是个大问题,在充电模式是否会采用换电的模式,且看9月份特斯拉能否给出一个更大的惊喜。

另一点担心的就是,Tesla Semi将是一个巨型的高速公路上的“移动炸药包”,而从上面预览图中看到这是一个没有后视镜的电动重卡,联想到了特斯拉的autopilot,而马斯克多次强调的这款车的驾驶体验,很期待看到这款陆地上最重的自动驾驶怪兽。而瑞典正在推行的vehicle platnooning计划其实对于这类巨型移动高能量载体也能提供一种不错的方法。

相较于Tesla,Nikola在重量和成本的设计更为大胆,他采用了锂电与氢燃料电池的结合,对于大车而言既要减轻重量又要兼顾排放,似乎燃料电池成为了目前唯一的选择。

电动重卡,尼古拉·特斯拉的“姓”与“名”之争

从图上看出,主要的电驱动体系集中于3,4,6,7,Nikola one采用了交流感应电机,电机功率达到了1471kw,3处为功率电子转化设备,能为高达800V的直流电池提供功率转化;4为锂离子电池存放的地方,是由32000颗小电芯做的pack,一共320度电,假设电压是800V的话,容量应是400Ah,推测为150颗左右小电芯并联,则每节电池容量在2.67Ah,电压在3.6-3.7V之间,很大可能也用的是18650的电芯,大约为150并再213串,这也是Tesla Model S900D版本pack大小的3倍,可以说Nicola相当大胆;而更为大胆的是在6处Nicola利用了一个300KW的燃料电池电堆对锂离子电池进行持续充电,而位于7处的储氢装置使得整个车的综合续航达到了可怕的1200miles(约1900公里为Semi的两倍),接近于从北京到上海跑一个半来回不用加氢。加上Nicola正在积极推行的加氢站计划,以及宣传的1百万英里的免费氢燃料,相信无论是成本还是重量都使得这款产品非常有竞争力。

比较来看特斯拉Semi在行车安全,以及电气化技术成熟度上显然更有优势,而Nikola显然在想法上更为大胆,也造就了其在续航和使用成本上的进一步降低。而这两家颠覆货运卡车设计的汽车公司能否给国内正在积极跃进的电动物流车企业带来更多灵感呢?因为油耗和人力恰恰是公路货运行业作为关键的两大成本因素,而正对应着汽车浪潮中的电气化和智能化两个方向,会不会在这“重”的一端更快突破呢。

我们相信无论这两家最后的结果如何,都将引领了一个货运商用领域电气化颠覆的新时代,这也是一生致力于将电气商业化的尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)所乐于看到的。


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