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原创 聊聊电动卡车和物流应用

2017-6-7 11:48 959 0 分类: 汽车电子

晓宇转会去辰韬资本去发文章了,我们把这篇《电动重卡,尼古拉·特斯拉的“姓”与“名”之争》里面摘一些精华出来(蓝色引用部分),然后仔细讨论一下电气化在生产资料类,重卡、轻卡物流领域里面的应用。


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:



  1. 低价入门级的个人汽车消费

  2. 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。


这里如晓宇所谈的,我们真的认为EC系列这类小车真的是全面占据大城市代步工具么,这里其实就是核心的利益诉求



  • 消费者看到的是成本低,可以拿来通勤,拿来挂牌,现在中国什么东西都要抢到手里才是真的

  • 交通服务运营商:可以利用低价车辆作为延伸,获取资本的投资和车企资本的投入,作为延伸的4S店

  • 车企:新能源积分税,在真正的竞争力产品出现前,能少罚一些是一些,做新能源有那么多不确定性,低成本和低投入跑量,数字好看,积分好看就行了

  • 你想想腾势这种年2000台车,和微车月2000台,效益不一样啊

    聊聊电动卡车和物流应用1


谈物流车,确实可以从美国市场先看,再来看中国市场


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。

聊聊电动卡车和物流应用2


这两款车中Tesla Semi应处于最高级别,重量大约在35000lbs

Nikola官网的数据显示Nikola one的重量在19000-21000lbs,应处于6级;

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。

聊聊电动卡车和物流应用3



  • 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。

  • 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


以下数据采集自Nikola官网,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。

聊聊电动卡车和物流应用4


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



  • Nikola one在马力和续航上都接近燃油车的一倍

  • 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


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。


我们考虑基本的问题在于,从工具本身角度来看


1)驾驶者体验,加速性、爬坡特性,其实并没有那么重要

2)在单次运输过程中,车辆的可靠性才是最为核心的

3)在产品生命周期里面,燃料电池的耐久性和可维护性,你怎么来保证


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

  • 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。



  • 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。


其实这么算1200kWh的电池包,用300kW充电,也需要4个小时以上。这个硕大的电池系统去拉货还是拉自己,你算一算合算么?

现有的120kW的超级充电站,在这个上面就太慢了。一重卡把停车点都占了,Model SX的车主怎么办^_^


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。 上图为从nikola官网上的截图,其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。


燃料电池的故事,其实大家都懂的。需要很好的系统保护,需要挺苛刻的热管理,在整个寿命上限制不小的,你把它放在重卡上去,现在去PK柴油车,从皮实角度来看,完败。


这些加氢站的投资和运营需要占据的运营资金可不低啊,有些东西我们没有刻意去评估整个燃油体系,两桶油和石油企业投资了多少钱去建立完整和便捷的配给体系,走氢燃料路线,必须是国家行为,行业都投不起。


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。


最后我们还是谈谈菜鸟物流的百万电动物流车的事吧,有些东西必须考虑到

聊聊电动卡车和物流应用5



  • 你要谈成本,综合使用成本、维护成本、因为故障产生的商业损失,整个寿命全周期的成本,电动化汽车PK柴油机完败,你想想这里还有一个最大的敌人,公司的运营风险,哪家货运公司从成本角度去尝试,就能给现在的工具给打败,一次不信任产生的损失


  • 在中国要谈的是未来城市配送的通行权,各种物流车未来进不了城市倒是一个大概率事情,未来可以清晰的看到中国会考虑Zero emission的走廊或者区域,在这个角度上来看,你没有,这门生意做不了,这个工具的成本就不在考虑范围内


聊聊电动卡车和物流应用6


我们要考虑的是,可靠性、耐久性还有整个系统的故障率,不让它产生对物流企业的商业风险,我相信这块需要更鲁棒性的设计,毕竟玩起来比乘用车还差的工程设计是没有出路的



  • 还有一个好玩的事情,就是这个商业化车辆的可以采取系统性的参数采集和控制,定制完整的数据通路,把这个工具完全内部数据化,这个意义就有意思了


  • 从运货工具到移动机器人,我们需要憧憬下部署自动驾驶系统在封闭区域物流再到限定区域,提高效率和可用性是关键,我是觉得这条演进道路是靠谱的,基于J1939上搞一个电子电器系统架构,完全为效率服务



小结:我们考虑的点应该从通行权出发,去做靠谱和牢靠的电气化工具,再进一步演化和加入自动化系统提高效率,而不是成本出发,成本你做不下来。核心是企业效率和所服务对象工作的效率!


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