211service.com
Een elektrische semi zal zeker niet werken, maar zeven op een rij misschien
Mark Rem / Stringer
Sinds Elon Musk zijn aankondigde... ambitieus plan om de elektrische Tesla Semi afgelopen zomer uit te rollen, hebben waarnemers uit de industrie en batterij-experts zich openlijk afgevraagd hoe het bedrijf het plan kon laten werken.
Onderzoekers hebben lang beweerd dat de huidige lithium-ionbatterijen te zwaar en te duur zijn om aan de eisen van zware vrachtwagens te voldoen. Maar een Reuters rapport in augustus kwam een interessante mogelijkheid naar voren: correspondentie tussen Tesla en regelgevers in het Nevada Department of Motor Vehicles suggereerde dat het bedrijf hoopte meerdere vrachtwagens te testen die in een peloton-formatie zouden rijden, vertrouwend op autonoom rijdende technologie (zie 10-4, Good Computer: Automated System Laat vrachtwagens konvooi als één).
Het basisconcept achter platooning is dat vrachtwagens die dicht op elkaar rijden de luchtweerstand aanzienlijk verminderen, wat de algehele energie-efficiëntie van de vloot verhoogt. Tesla zal zijn elektrische truck op een jaar onthullen evenement volgende maand , die belooft meer licht te werpen op de strategie van het bedrijf.
Maar naar aanleiding van het Reuters-rapport besloten batterijonderzoekers van de Carnegie Mellon University deze mogelijkheid onder de loep te nemen. Ze kwamen tot de conclusie dat platooning zware vrachtwagens meer kostenconcurrerend zou kunnen maken, in ieder geval met voldoende semi's, volgens een studie in ACS Energiebrieven donderdag gepubliceerd. De sweet spot lijkt te bestaan uit zeven voertuigen die samen rijden op ritten van minder dan 300 mijl, wat de luchtweerstand met 50 procent zou verminderen. Langere afstanden zouden daarentegen nog steeds met exorbitant hoge kosten worden geconfronteerd.
Venkat Viswanathan, een assistent-professor werktuigbouwkunde aan Carnegie Mellon, voerde de analyse uit met Shashank Sripad en Matthew Guttenberg, afgestudeerde onderzoekers van de afdeling. In hetzelfde tijdschrift van juni wierpen Viswanathan en Sripad grote twijfels over de economische haalbaarheid van een solo-opererende elektrische semi, en concludeerden dat een dergelijk voertuig beperkt zou zijn tot een rijbereik van minder dan 600 mijl, een klein laadvermogen en een onbetaalbaar hoge kosten.
Dus hoe verandert de economie als je zeven elektrische vrachtwagens aan elkaar rijgt?
Als ze maar een bereik van 300 mijl hoeven af te leggen, daalt het vereiste batterijpakket van 1.100 kilowattuur naar 880 kilowattuur, en de kosten van het pakket dalen van ongeveer $ 200.000 tot $ 158.000, wat behoorlijk concurrerend is, zegt Viswanathan. Als bonus neemt het potentiële laadvermogen zelfs toe over het gemiddelde vrachtgewicht, van 16 ton naar 25,5 ton.
Ter vergelijking: de totale kosten van een gemiddelde dieselaangedreven vrachtwagen bedragen ongeveer $ 120.000, en het voertuig kan ongeveer 1.000 mijl rijden met een enkele tankbeurt.
Maar de economie lijkt nog steeds niet te werken voor elektrisch vrachtvervoer over lange afstanden, zelfs niet met uitgebreide platooning. Een semi met een bereik van 900 mijl in een dergelijk scenario zou een batterijpakket van 2.600 kilowattuur nodig hebben dat ongeveer $ 420.000 zou kosten.
Waarom kunnen de vrachtwagens van 300 mijl niet gewoon stoppen en vaker opladen? Het opladen van elektrische vrachtwagens kost veel meer tijd dan het bijvullen van dieseltanks, waardoor de stilstandtijden toenemen en de leveringseconomie wordt ondermijnd. Om vrachtwagens van 300 mijl concurrerend te maken in langeafstandsscenario's, zouden waarschijnlijk faciliteiten voor het verwisselen van batterijen nodig zijn, die robotica gebruiken om snel nieuwe batterijen in te ruilen voor gebruikte batterijen, zeggen de onderzoekers. Tesla eerder verkend die optie voor zijn auto's voordat hij zich op Supercharger-stations vestigt.
Het goede nieuws is dat vrachtwagens over korte afstanden volgens het Bureau of Transportation Statistics het merendeel van de bezorgritten vertegenwoordigt, wat suggereert dat er een adresseerbare markt zou kunnen zijn voor een lange lijn elektrische semi's.
Aan de andere kant zou het aan elkaar rijgen van zeven vrachtwagens een soort geavanceerde platooning betekenen, zei Bryant Walker Smith, een assistent-professor in de rechten aan de Universiteit van South Carolina die zich richt op autonoom rijden, in een e-mail. Dat aantal is veel meer dan de twee of drie waar de meeste pelotonsontwikkelaars in eerste instantie naar streven, en meer dan welke enkele luchtvaartmaatschappij dan ook gewoonlijk samen op hetzelfde moment reist, voegde hij eraan toe.
Dat suggereert de noodzaak van samenwerking tussen vervoerders, evenals gemeenschappelijke normen en gecoördineerde logistiek. Lange pelotons kunnen ook veiligheidsproblemen opleveren, vooral als zeven vrachtwagens allemaal tegelijk op de snelweg invoegen of een andere bestuurder zoveel voertuigen probeert in te halen.
Autonoom rijden wordt beschouwd als een noodzakelijke eerste stap in extended platooning, waardoor de voertuigen gedurende lange perioden veilig en consistent dicht bij elkaar kunnen rijden.
Tesla heeft dergelijke functies natuurlijk al ontwikkeld en geïmplementeerd in zijn consumentenauto's. Uber, Otter en Waymo werken ook allemaal aan autonoom vrachtvervoer (zie 10 Breakthrough Technologies 2017: Zelfrijdende vrachtwagens). Ondertussen zijn sommige voertuigfabrikanten zoals Daimler en startups zoals Peloton Technology al begonnen met het ontwikkelen en testen van vrachtwagens die in beperkte aantallen kunnen platoonen.
De Carnegie Mellon-studie bracht nog een ander belangrijk voordeel van platooning van elektrische semi's aan het licht: de lagere belasting van de batterijpakketten zou hun levensduur met nog eens 60.000 tot 120.000 mijl kunnen verlengen, wat in wezen nog een jaar commercieel gebruik aan het hoge uiteinde toevoegt. Dat en andere factoren, zoals de lagere onderhoudsvereisten van elektrische voertuigen, zouden de levensduurkosten van deze vrachtwagens aanzienlijk kunnen verlagen.