En elektrisk semi kommer definitivt inte att fungera - men sju i rad kanske

Mark Broms / Stringer

Ända sedan Elon Musk tillkännagav sin ambitiös plan för att rulla ut den elektriska Tesla Semi förra sommaren, har branschobservatörer och batteriexperter öppet undrat hur företaget kunde få planen att fungera.

Forskare har länge hävdat att nuvarande litiumjonbatterier är för tunga och dyra för att möta kraven på tunga lastbilstransporter. Men a Det rapporterar Reuters i augusti togs upp en intressant möjlighet: korrespondens mellan Tesla och tillsynsmyndigheter i Nevada Department of Motor Vehicles föreslog att företaget hoppades kunna testa flera lastbilar som körde i en plutonformation, med hjälp av autonom körteknik (se 10-4, Bra dator: Automatiserat system Lets Trucks Convoy as One ).

Grundkonceptet bakom plutoning är att lastbilar som kör tätt i linje avsevärt minskar det aerodynamiska motståndet, vilket ökar den totala energieffektiviteten för flottan. Tesla kommer att avslöja sin elektriska lastbil vid en event nästa månad , som lovar att belysa företagets strategi mer.

Men efter Reuters-rapporten beslutade batteriforskare vid Carnegie Mellon University att ta en närmare titt på denna möjlighet. De drog slutsatsen att plutoning kunde göra tunga lastbilar mer kostnadseffektiva, åtminstone med tillräckligt med semi, enligt en studie i ACS Energibrev publiceras på torsdag. Den söta punkten verkar vara sju fordon som kör tillsammans på resor kortare än 300 miles, vilket skulle minska det aerodynamiska luftmotståndet med 50 procent. Längre sträckor skulle å andra sidan fortfarande få orimligt höga kostnader.

Venkat Viswanathan, biträdande professor i maskinteknik vid Carnegie Mellon, genomförde analysen tillsammans med Shashank Sripad och Matthew Guttenberg, forskare vid avdelningen. I samma tidskrift i juni ställde Viswanathan och Sripad avsevärda tvivel om den ekonomiska genomförbarheten av en solo-driven elektrisk semi, och drog slutsatsen att ett sådant fordon skulle begränsas till en räckvidd långt under 600 miles, en liten lastkapacitet och en oöverkomligt hög kostnad.

Så hur förändras ekonomin när du sätter ihop sju elbilar?

Om de bara behöver resa en räckvidd på 300 miles, sjunker det nödvändiga batteripaketet från 1 100 kilowattimmar till 880 kilowattimmar, och kostnaden för paketet faller från cirka 200 000 dollar till 158 000 dollar, vilket är ganska konkurrenskraftigt, säger Viswanathan. Som en bonus ökar den potentiella lasten faktiskt över den genomsnittliga lastvikten, från 16 ton till 25,5 ton.

Som jämförelse är den totala kostnaden för en genomsnittlig dieseldriven lastbil cirka 120 000 USD, och fordonet kan köras cirka 1 000 mil på en enda påfyllning.

Men ekonomin verkar fortfarande inte fungera för långväga elektriska lastbilstransporter, även med utökad plutonering. En semi med 900 miles räckvidd i ett sådant scenario skulle kräva ett 2 600 kilowatt-timmars batteripaket som skulle kosta runt 420 000 dollar.

Varför kan de 300 mil långa lastbilarna inte bara stanna och ladda om oftare? Att ladda elbilar tar mycket mer tid än att fylla på dieseltankar, öka tomgångsperioderna och undergräva leveransekonomin. Att göra 300 mils lastbilar konkurrenskraftiga i långdistansscenarier skulle förmodligen kräva batteribytesanläggningar, som använder robotik för att snabbt byta ut nya batterier mot förbrukade, säger forskarna. Tesla tidigare utforskat det alternativet för sina bilar innan de sätter sig på Supercharger-stationer.

Den goda nyheten här är att kortdistanstransporter representerar majoriteten av leveransresorna, enligt Bureau of Transportation Statistics, vilket tyder på att det kan finnas en adresserbar marknad för en lång rad elektriska semimaskiner.

Å andra sidan, att sätta ihop sju lastbilar skulle representera en del avancerad plutoning, sa Bryant Walker Smith, en biträdande juridikprofessor vid University of South Carolina som fokuserar på autonom körning, i ett e-postmeddelande. Den siffran är långt över de två eller tre som de flesta plutonutvecklare initialt siktar på, och mer än någon enskild bärare brukar resa tillsammans samtidigt, tillade han.

Det tyder på behovet av samarbete över operatörer, såväl som gemensamma standarder och samordnad logistik. Långa plutoner kan också ge upphov till säkerhetsproblem, särskilt om sju lastbilar alla går in på motorvägen på en gång eller om en annan förare försöker passera så många fordon.

Autonoma köregenskaper anses vara ett nödvändigt första steg i utökad plutoning, vilket gör att fordonen kan köra säkert och konsekvent i närheten under långa perioder.

Tesla har naturligtvis redan utvecklat och implementerat sådana funktioner i sina konsumentbilar. Uber, Otter och Waymo arbetar också med autonoma lastbilstransporter (se 10 Breakthrough Technologies 2017: Självkörande lastbilar). Samtidigt har vissa fordonstillverkare som Daimler och startups som Peloton Technology redan börjat utveckla och testa lastbilar som kan plutonera i ett begränsat antal.

Carnegie Mellon-studien framhävde en annan viktig fördel med att plutonera elektriska semi: de lägre belastningarna på batteripaketen kan förlänga deras livslängd med ytterligare 60 000 till 120 000 miles, vilket i huvudsak kan lägga till ytterligare ett år av kommersiell användning i den avancerade delen. Det plus andra faktorer, som de lägre underhållskraven för elfordon, kan avsevärt minska livstidskostnaderna för dessa lastbilar.

Dölj