论18轮电动卡车的技术经济不可行性

寂静回声

6月2日消息，据《连线》网站报道，两位电池专家在经过一番分析研究称，特斯拉CEO伊隆·马斯克（Elon Musk）打造电动卡车的计划可能行不通。距离马斯克公开其在打造电动轿车的基础上再打造电动公交车和电动卡车的计划，已经过了近一年时间。他没有具体透露制造18轮电动卡车相关的信息——定下的发布时间是9月——只是说它将使用跟即将推出的Model 3一样多的发动机，颠覆一个造成四分之一的美国交通相关温室气体排放量的产业。
如果说有谁的项目不应受到质疑，那他就是马斯克。然而，除非他储备了某种极端的电池技术，否则他甚至可能连可替代美国公路上的柴油卡车的长途卡车都造不出来。那是卡内基梅隆大学的两位研究者合著论文的一个关键发现，他们认为，由电池供能的大卡车会受限于300英里的续航里程和昂贵的价格，载货容积也有限，因为重量问题，以及需要大量的技术来支持它长途行驶。
与同事肖申克·斯里帕德（Shashank Sripad）合作展开该项研究的文卡特·维斯瓦纳坦（Venkat Viswanathan）说道，“他们面临的挑战难度不亚于制造电动飞机。”《连线》事先查看了该经过同行评议的研究论文，它将于几周内在美国化学学会的材料能源类杂志ACS Energy Letters发表。
两位研究人员考虑了多个方面的数据，包括卡车的平均装载量、平均行驶距离以及一连串特定货车运输相关的物理常数，如阻力系数、滚动阻力、空气密度和传动系统的整体效率。马斯克想要打造的那种全尺寸拖拉机挂车每天平均行驶300英里到600英里。
根据特斯拉现有车型所具备的技术，假定特斯拉卡车运行的锂离子电池系统的电池每公斤带来243瓦时，那要在不中途停下来充电的情况下连续行驶600英里，该卡车需要14顿的电池。行驶900英里则需要大约22顿的电池。根据目前的价格行情，那些电池组的成本将会在29万美元至45万美元之间。而性能相当的、使用柴油的卡车售价约为12万美元。
价格并不是唯一的问题：联邦规定将卡车的毛重限定在40顿以内。考虑到电池组、驾驶室、拖车、轮子等组成部分的重量，研究员估计，可行驶600英里的特斯拉卡车可能只能够运载9顿的货物。该数字只有当前卡车16顿的平均载货量的三分之二左右。在一个效率至上的行业，即便电力推进能够减少运营成本和节省燃料，也无法抵消掉这一劣势。与此同时，给大量的电池充电也会大大减慢营运过程，尽管充电时间可能会跟长途卡车司机强制性的休息时间重合。
“我们的论文指出，鉴于现有锂离子电池的能量密度，使用更大的电池组来提高最大装载量是不可行的。”维斯瓦纳坦表示，“300到350英里的续航里程可能就是特斯拉卡车的设计标准。超过那一续航里程范围的话，所需的电池重量会很重，而且成本非常高昂。”
的确，那种续航里程适合短途的重复性路线——比如在港口和配送中心之间穿梭。就连丰田也在针对这一使用案例开发200英里续航里程的零排放氢能卡车。不过马斯克没打算限制特斯拉卡车的使用范围——他的目标是让它能够贯穿全美各地。
特斯拉官方拒绝透露其开发计划的具体细节。当然，该公司的工程师也有可能找到了可行的解决方案，毕竟马斯克出了名能够证明外界是错误的。维斯瓦纳坦估计，下一代的电池组技术或许能够提供600英里的续航里程，成本约为18万美元。这类技术可能能够让续航里程为300英里、600英里和900英里的净载货量分别达到20顿、16顿和12顿。（他坦言，还不清楚特斯拉在其位于内华达州的超级电池工厂扩大锂离子电池产量的举动，可能会带来什么成本效益。）
然后，剩下的问题就是马斯克是否也有足够多的神奇魔力来做成电动卡车。