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关于我想知道的Tesla Semi电卡车的一切

[罗戈导读]2022年12月5日,Tesla Semi 搞了个交付活动,也算是对于产品的进一步展示。距离2017年11月16日Semi的概念样机发布,已经过去了5年,其实这也算好的了,毕竟Roadster还要到明年去了呢。

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一、鸽了五年

2022年12月5日,Tesla Semi 搞了个交付活动,也算是对于产品的进一步展示。距离2017年11月16日Semi的概念样机发布,已经过去了5年,其实这也算好的了,毕竟Roadster还要到明年去了呢。

整个交付活动35分钟作用,笔者看完后觉得还是很不错的,下面贴上活动中所有的播放过的视频合集,你们感受一下。

From:Tesla Semi (2023) Features, Design and Hardcore Testing –YOUCAR

Semi 怎么读呢,有两个音标:[ˈsemai, ˈsemi:],活动中Musk他们读的是[ˈsemai],可能是美式发音传统吧。不过为什么这个卡车这个名字呢,我想可能是因为在美国这种半挂式卡车就叫 semi-truck 或者 semi-trailor truck 。

至于为什么要切入重型卡车这个产品,Musk其实早在2016的Tesla规划中就说过,目的是为了“涵盖陆地交通的主要形式”:

In addition to consumer vehicles, there are two other types of electric vehicle needed: heavy-duty trucks and high passenger-density urban transport.We believe the Tesla Semi will deliver a substantial reduction in the cost of cargo transport, while increasing safety and making it really fun to operate.

Master Plan, Part Deux

【翻译】

除了消费汽车,还需要另外两种类型的电动汽车:重型卡车和高乘客密度的城市交通工具。我们相信特斯拉Semi将大幅降低货物运输成本,同时提高安全性,使其操作更加有趣

关于Semi的特色要点总结如下(看不懂可以参考后续内容有详解)

1.Fully loaded at 82,000 lbs (37,195 kg) Gross Combination Weight

2.Range: about 300 miles (483 km) or 500 miles (804 km)(two battery options)

3.Energy Consumption: less than 2 kWh/mile (1.24 kWh/km)

4.Estimated battery capacity (based on range and energy consumption): lower than 600 kWh or 1,000 kWh (1 MWh)

5.Acceleration 0-60 mph (96.5 km/h): 20 seconds (when fully loaded)

6.Speed up a 5% Grade: Highway speed limit

7.Powertrain: 3 independent motors (vs. four motors in the initial specs in 2017)two electric motors for acceleration at the rear axle (with 8.automatic disengage)one electric motor for highway driving at the second axle (constantly engaged)carbon-sleeved rotors just like Plaid

9.Fast Charging: up to 70% of range in 30 minutes

10.Fuel Savings (est.): up to $200,000 over 3 years

接下来我们就从外到内地来看看各个部分的情况。

二、来自未来的猛兽

我想没有人不会被Semi的外观所吸引,就像Musk在活动舞台上所说的,这玩意看起来就像来自未来:

“It looks sick. I mean, you want to drive that! That thing looks like it came from the future… It’s fun. It looks awesome, there is a big shortage of drivers, so if you are a truck driver and want the most bad ass rig on the road - this is it.”

大家都知道变形金钢吧,擎天柱(英语:Optimus Prime)的原型之一就是类似的重型卡车。

按照Wikipedia中对Semi的描述:

The Tesla Semi is an battery-powered Class 8 semi-trailer truck made by Tesla, Inc.

如下图所示,Class 8 就是大约15吨及以上重量的卡车,也是最高的等级。

美国的Class 8货运市场主要由Freightliner主导。该卡车品牌今年迄今的增长率约为0.4%,2021年12月的市场份额约为37.7%。

Tesla也对于Semi切入的重型卡车做了相应的分析(见下图),组合式卡车占美国汽车总量的1% ,但排放量要占到20%,而如果是颗粒排放物方面(Particulate Emissions)这些卡车居然占到36%。

Tesla本身的愿景就是实现人类使用可再生能源,这种事当然是不能忍的。于是我们看到了子弹头般的外形,虽然空气动力学造型在大卡车业务中并不新鲜,但Semi看起来更像未来主义的壳牌星际飞船,而不像今天路上的任何东西。

Tesla Semi 侧面

壳牌星际飞船

三、驾驶不“偏心”

我们知道汽车要分左舵和右舵,但Semi重新定义了驾驶视角,它在中间。

驾驶员的座位居中,而不是像传统的轿车和卡车那样有偏移,使驾驶员在两侧都有均匀良好的视野,前方的视野几乎就像人在卡车倾斜的引擎盖上。方向盘两侧的双15英寸屏幕取代了通常的仪表和控制,只有几个联邦规定的安全按钮。

我们从另一个角度会发现驾驶室很高,人可以站在里面。

在阐述以用户为中心的方法时,特斯拉解释说,Class 8货运卡车的设计是为了 :

"不仅在路上的时候,而且在卡车完成其在路上的工作之前和之后,将这种效率的理念延伸到院子里。例如,内部空间为卡车司机提供了充足的空间,使他们能够站起来,挂上他们的服装,并在下班后休息。为满足司机的需求,还提供了一套广泛的插口和无线充电板,以实现从头到尾的无缝驾驶。

Semi的高级产品经理普里斯特利还指出了一些便利的功能,如悬架下降,使挂上拖车更容易,以及自动灯光测试,以确保你的灯光正常工作。在安全方面,据官网页面介绍,Semi标配主动安全功能,与先进的电机和刹车控制相结合,在所有条件下提供牵引力和稳定性。中央座位为驾驶员提供了更好的视野,而全电动结构在发生事故时可减少翻滚风险和机舱侵入。同时,Semi还可以采用了相关技术避免打滑时发生Jackknifing,这个词如何翻译好笔者也不知道,还是看图比较直观一些:

四、开起来就像Tesla一样

在发布会上,Musk说 : “It’s like driving a Tesla, literally.” 它开起来就像Tesla,字面意思。众所周知,Tesla对于成本控制和零部件复用一直很在行,在Semi中也用到了很多在Tesla乘用车中用到的成熟技术和零部件。

如上图所示,Semi上应用了成熟的驱动模块,热泵系统,信息娱乐系统,逆变器等。当然,也有一些修改,但总的来说,与为相对较少的车辆(与数百万辆汽车相比)开发全新系统的情况相比,使用大规模生产的零部件可以使特斯拉实现更高的可靠性水平。

在动力系统(Powertrain)方面,Semi 半挂车由三个碳纤维包裹的电动机提供动力,功率是典型柴油半挂车的三倍,尽管它的耗电量仅为1.7千瓦时/英里(1.24千瓦时/公里)。其中一个电机以最佳效率连续运行,平时高速路驾驶时就靠它,而其他两个电机为加速和爬坡提供额外的动力。每个电机都是与特斯拉Plaid车型相同的专利类型,而且据Musk说,这个电机根足球差不多大。

接下来说说Semi的一些其他技术参数,如官网介绍图片所示(英里mi换算为了公里km),0km/h加速到96km/h需要20s,每公里耗电量1.24度电,每度电可以跑0.8km,续航里程大约805km。虽然官方没有公布Semi的自重,但根据相关大神的预测,Semi本身的重量约为27,000磅(12.2吨)。

Semi有两个续航里程版本(300和500英里,即483和805km),其中500英里版本的电池据说有900kWh(发布会上没提电池的事情),售价(发布会也没提)预计在 $180,000~$200,000之间,300英里的会便宜一点,预计为 $150,000。目前我们知道特斯拉没有在Semi上使用4680电池,这意味着更广泛使用的2170电池不会限制Semi的生产速度,但由于发布会没提,这也只是猜测。

我们来看看竞争对手的情况。Freightliner是半挂车领域的老牌竞争者,它的eCascadia采用438千瓦时的电池最多可以行驶230英里。沃尔沃的VNR电动汽车使用565千瓦时的电池可以行驶275英里。尼古拉特瑞BEV声称其733千瓦时电池可行驶330英里。这些竞争对手貌似无法与Tesla Semi 匹敌。

为什么是续航要设置500英里呢?这是因为500英里这个数,与司机每开9小时就要休息30分钟的距离非常吻合,这样就创造了一个自然而然的充电时间。

在Tesla测算的成本差别上,用电充电比用柴油加油每英里大约便宜2.5倍。运营商可以看到,开Semi的头三年内,估计可以节省多达20万美元的燃料。通过远程诊断、OTA更新和更少的移动部件维护,运营商将减少在服务中心的时间,而将更多时间花在路上。

Tesla刚好在11月25日进行了一次一口气500英里的实车测试(总重量81000lb),下图中可以看到蓝色线是电池剩余百分比,曲线上升时表示Semi的动力回收系统正在起作用,右侧坐标(对于灰色面积)显示了经过的海拔高速。

五、1MW的充电桩 Megacharger

使用特斯拉专为 Semi 打造的 Megacharger 充电桩,在30分钟内可恢复70%的续航能力。对于900kWh的电池来说,这也是比较夸张的了。简单计算一下,30分钟充电70%需要1260kW的平均功率,相比于Tesla 标准的400V充电系统,Semi 将充电电压提升到了1kV,那么电流也将达到1260A左右。

因此,Tesla采用的V4充电电缆相比V3有了更大的载流量提升,如下图所示,达到了35A/mm2,并且升级了液冷系统,采用将高压导体融合进冷却液回流管(coolant return tubes)的技术。采取这样的做法当然是为了不让充电电缆太粗太重,如果如图中所示,V3和V4的粗细相当。

很显然,Supercharger(V3 250kW峰值功率)已经不满足要求了,就算可以多根充电桩同时供电,Semi估计也开不进充电站。

因此,Semi超级充电站将是一种新型的充电站,具有更大的空间、更高的电压和更多的电池存储,可以为大卡车电池进行可再生充电,同时缓冲当地电网的负荷。对了,这款充电桩也将对Cybertruck开放。

六、交付只是一小步,产能才是大问题

2017年,百事公司订购了100辆卡车。2022年12月1日,百事公司Pepsi成为了首批交付对象,用来组建百事可乐饮料和菲多利快餐食品运输车队。

这一天,百事公司用特斯拉卡车完成了第一次货运,为参加内华达州发布活动的人运送零食,在活动上还站上了舞台,除了说“哇塞,太NB了”,还相当于免费打了次广告。

当然,买电动卡车肯定也有好处,一个不太为人所知的40,000美元的联邦税收优惠新近提供给大型电动卡车,与7,500美元的轻型车辆优惠相比,附加条件更少。

面对电动重卡市场,Semi的交付只是个开始,毕竟它还有众多竞争对手。其他计划开发 Class 8 电动卡车的公司包括比亚迪公司、Lion electric Company、Kenworth、和丰田等。而且在不久前的11月24日,雷诺卡车(沃尔沃的子公司)向比利时的可口可乐欧洲太平洋合作伙伴公司交付了电动卡车。

而且Tesla Semi 本身也要考虑产能的问题,对于5年的生产延迟,Musk解释说,电池不太够。

Tesla规划2022年要交付100辆Semi,并且从今年10月就已经开始开足马力生产了。而且Tesla在第三季度财报电话会议上宣布,到2024年将在北美生产5万辆Semi。

据2021年3月的报道,Tesla在Nevada的Gigafactory建设了Semi的生产线,当时安装的生产设备每周大约可以生产5辆电动卡车。那么一年也就250辆Semi左右,但Tesla也在计划用 Gigafactory Texas 提升产能,当然了,要想实现2024年的目标,可能在全球各地的 Gigafactory 都要加入进来才行。

七、延伸思考:交通安全和电力需求

笔者的亲身感受中,对于大卡车的安全恐惧尤为突出,时不时就会听到有关大卡车的车祸,在路上也亲眼见过不少,开车经过也会下意识远离。基于有大卡车的车祸一般比较严重的印象,笔者其实更希望看到Semi在辅助驾驶或自动驾驶中的计划,然而Musk并没有讲。

不过从现场发来的照片中我们可以看到,在后视镜上有三个摄像头:

其中一个用于提供车辆的侧面视图(可以在车内屏幕中看到),可以预计特斯拉的目标是最终能够删除侧镜部分,只使用相机,以提高空气动力学性能。

下图中你可以看到特斯拉座舱内的侧面视角影像:

Tesla 似乎还将在挡风玻璃顶部集成了三摄像头阵列,在车头下侧也有一个摄像头:

我们当然希望可以通过这些软硬件,不仅提升卡车本身的驾驶安全和效率,也可以在减少交通事故上作出贡献。

另外一个问题就是Semi本身的大功率充电需求,如何得到有效的满足。要知道,未来电动汽车消耗的总电量(kWh)不是问题所在,高功率(kW)才是。

根据彭博社(BloombergNEF)的一项分析,即使到2030年代初,全球完全停止生产新的汽油驱动汽车和卡车,那么到2040年,全球的电力消耗增加也不会超过15%。在廉价的风能和太阳能时代,这种增量不足为据。

真正的挑战是大功率充电桩在单一地点和时间内传输电力需要多“大”和多“快”,这是快充时代会带来的普遍问题,也是对存量电网造成冲击的主要原因之一。也许我们可以用“新建新能源发电+储能”的方式解决容量不够的问题,但这本身也需要进行技术,成本,模式的取舍和市场的验证。

八、未来会被改变吗

大家总爱拿Tesla和Apple比较,两者确实比较类似,Tesla通过进入某些行业来验证这些行业,这种做法也会使Semi不仅仅是一个产品发布,而是使得一个新的类别得以改进和成熟。在交付活动中,Tesla说会全力以赴收集行驶数据和用户反馈,来进行迭代更新,这一点Tesla一直做的很好,未来的重卡行业会有什么变化,我们拭目以待。

笔者在之前的文章中提到,Tesla也在改变能源领域:特斯拉Tesla只是造车的?No,它其实跟你是同行!。而在电动汽车领域,Tesla一直走在前列,这不仅包含了Musk常说的第一性原理,也是Tesla拥有“使人类使用可再生能源”愿景的驱动结果。

在现场交付活动中,Tesla一如既往地给出了产品列表(如下图),我们可以看到最后一个被遮盖的车型,叫Robotaxi(无人驾驶出租车),看来Tesla又要准备切入新的领域了,不过这也是再正常不过的事了。

除此以外,笔者也很喜欢网友们开脑洞做的Motorehome,把Semi直接改造成房车,看着真酷:


以上内容均来自公开内容整理,作为笔者学习笔记,仅供参考,欢迎转发和讨论。

封面图片算法提供:Stable Diffusion  V1.5 ——《Cyberpunk Semi》

prompts:“Tesla Semi truck run over a highway across Cyberpunk City. Vibrant colors. By Greg Rutkowski, Ilya Kuvshinov, WLOP, Stanley Artgerm Lau, Ruan Jia and Fenghua Zhong, trending on ArtStation, made in Maya, Blender and Photoshop, octane render, excellent composition, cinematic atmosphere, dynamic dramatic cinematic lighting, aesthetic, very inspirational, arthouse.”

参考文献:

[1] Master Plan, Part Deux 201607

[2] Why the Tesla Semi Makes So Much Sense 20221203 ——CNET

[3] Tesla 官网

[4] Tesla Semi unladen weight estimated by Nikola whistleblower

[5] Tesla Semi Delivery Event——Youtube

[6] Wikipedia

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