En elektrisk semi vil bestemt ikke fungere - men måske syv i træk

Mark Bremse / Stringer

Lige siden Elon Musk annoncerede sin ambitiøs plan for at udrulle den elektriske Tesla Semi sidste sommer, har industriobservatører og batterieksperter åbenlyst undret sig over, hvordan virksomheden kunne få planen til at fungere.

Forskere har længe hævdet, at nuværende lithium-ion-batterier er for tunge og dyre til at opfylde kravene til tung lastbilkørsel. men a Det skriver Reuters i august rejste en interessant mulighed: korrespondance mellem Tesla og regulatorer i Nevada Department of Motor Vehicles antydede, at virksomheden håbede på at teste flere lastbiler, der kørte i en delingsformation, baseret på autonom kørselsteknologi (se 10-4, Good Computer: Automated System Lader Trucks Convoy as One ).

Det grundlæggende koncept bag platooning er, at lastbiler, der kører tæt på hinanden, reducerer det aerodynamiske luftmod betydeligt, hvilket øger flådens samlede energieffektivitet. Tesla skal afsløre sin elektriske lastbil kl begivenhed i næste måned , som lover at kaste mere lys over virksomhedens strategi.

Men efter Reuters-rapporten besluttede batteriforskere ved Carnegie Mellon University at se nærmere på denne mulighed. De konkluderede, at platooning kunne gøre tunge lastbiler mere konkurrencedygtige, i det mindste med nok semi, ifølge et studie i ACS Energibreve offentliggjort torsdag. Det søde punkt ser ud til at være syv køretøjer, der kører sammen på ture, der er kortere end 300 miles, hvilket ville reducere det aerodynamiske luftmodstand med 50 procent. Længere strækninger vil på den anden side stadig få ublu omkostninger.

Venkat Viswanathan, en assisterende professor i maskinteknik ved Carnegie Mellon, foretog analysen sammen med Shashank Sripad og Matthew Guttenberg, kandidatforskere i afdelingen. I samme tidsskrift i juni såede Viswanathan og Sripad betydelig tvivl om den økonomiske gennemførlighed af en solo-betjent elektrisk semi, og konkluderede, at et sådant køretøj ville være begrænset til en køreafstand på godt under 600 miles, en lille nyttelastkapacitet og en uoverkommelig høj omkostning.

Så hvordan ændrer økonomien sig, når du sætter syv elektriske lastbiler sammen?

Hvis de kun behøver at rejse en rækkevidde på 300 miles, falder den nødvendige batteripakke fra 1.100 kilowatt-timer til 880 kilowatt-timer, og prisen på pakken falder fra omkring $200.000 til $158.000, hvilket er ret konkurrencedygtigt, siger Viswanathan. Som en bonus stiger den potentielle last faktisk i forhold til den gennemsnitlige lastvægt, fra 16 tons til 25,5 tons.

Til sammenligning er de samlede omkostninger for en gennemsnitlig dieseldrevet lastbil omkring $120.000, og køretøjet kan køre omkring 1.000 miles på en enkelt opfyldning.

Men økonomien ser stadig ikke ud til at fungere for langdistancekørsel med elektriske lastbiler, selv med forlænget platooning. En semi med 900 miles rækkevidde i et sådant scenarie ville kræve en 2.600 kilowatt-timers batteripakke, der ville koste omkring $420.000.

Hvorfor kan de 300-mile lastbiler ikke bare stoppe og genoplade oftere? Opladning af elektriske lastbiler tager meget mere tid end at genopfylde dieseltanke, hvilket øger tomgangsperioderne og underminerer leveringsøkonomien. At gøre 300-mile lastbiler konkurrencedygtige i langdistancescenarier ville sandsynligvis kræve batteriudskiftningsfaciliteter, som anvender robotteknologi til hurtigt at bytte friske batterier til brugte, siger forskerne. Tesla tidligere udforsket den mulighed for sine biler, før de slår sig ned på Supercharger-stationer.

Den gode nyhed her er, at kortdistance-trucking repræsenterer størstedelen af ​​leveringsrejserne, ifølge Bureau of Transportation Statistics, hvilket tyder på, at der kunne være et adresserbart marked for en lang række elektriske semibiler.

På den anden side ville det at sætte syv lastbiler sammen repræsentere noget avanceret platooning, sagde Bryant Walker Smith, en assisterende juraprofessor ved University of South Carolina, som fokuserer på autonom kørsel, i en e-mail. Det tal er langt ud over de to eller tre, som de fleste delingsudviklere i første omgang sigter efter, og mere end noget enkelt luftfartsselskab normalt rejser sammen på samme tid, tilføjede han.

Det tyder på behovet for samarbejde på tværs af luftfartsselskaber samt fælles standarder og koordineret logistik. Lange delinger kan også rejse sikkerhedsproblemer, især hvis syv lastbiler alle smelter sammen på motorvejen på én gang, eller en anden chauffør forsøger at passere så mange køretøjer.

Autonome kørselsfunktioner anses for at være et nødvendigt første skridt i forlænget platooning, hvilket gør det muligt for køretøjerne at køre sikkert og konsekvent tæt på hinanden over lange perioder.

Tesla har selvfølgelig allerede udviklet og implementeret sådanne funktioner i sine forbrugerbiler. Uber, Otter og Waymo arbejder alle også på autonom lastbilkørsel (se 10 Breakthrough Technologies 2017: Selvkørende lastbiler). I mellemtiden er nogle køretøjsproducenter som Daimler og startups som Peloton Technology allerede begyndt at udvikle og teste lastbiler, der er i stand til at køre i et begrænset antal.

Carnegie Mellon-undersøgelsen fremhævede en anden vigtig fordel ved platooning af elektriske semibiler: de lavere belastninger på batteripakkerne kunne forlænge deres levetid med yderligere 60.000 til 120.000 miles, hvilket i det væsentlige tilføjer endnu et års kommerciel brug i den høje ende. Det plus andre faktorer, som de lavere vedligeholdelseskrav til elektriske køretøjer, kan reducere levetidsomkostningerne for disse lastbiler betydeligt.

skjule