为什么电卡车比柴油更有效?

为什么电动卡车比柴油车更高效?

特斯拉之间的争吵和戴姆勒特斯拉宣布启动后开始电半卡车的报价范围,当大多数人马丁·多姆谁是戴姆勒卡车部门主管做了数学似乎是不可能的,基于已知的燃料消耗柴油卡车变成了电池容量。即使考虑到电动发动机的效率比柴油发动机高得多。

戴姆勒公司的Martin Daum说
戴姆勒公司的Martin Daum说

问题

似乎特斯拉可能一直犯了过推出他们的新产品的能力,人们很快就会把它们称为它。目前,特斯拉尚未指定卡车的精确电池容量,然而,预测的大小被认为是在500kWh和1mWh之间的某个地方,这仍将是一个大电池。

在2018年初特斯拉发布的一份声明中,他们表示,测试中实现的续航里程实际上比他们最初的预期要好。因此,我们知道特斯拉并没有违反任何物理定律,那么现有的行业缺失了什么呢?

是什么让特斯拉卡车如此高效?

新的Tesla卡车具有高度优化和综合的传动系。虽然许多电动卡车项目通过拿出柴油发动机并用电动机取代柴油机,但是用电动机更换柴油车。Tesla Semi使用完全不同的动力系。特斯拉已经消除了重型卡车传动系中发现的许多组件,并且使用电机为每个从动轮使用巧妙的系统,电机安装在现场轴上,每个电机都有自己的减速齿轮箱和短驾驶室竖起到车轮上。该系统消除了这种繁重的差异,即这种卡车通常配合,用系统替换为每个车轮提供可控扭矩的系统。

由于悬挂的悬吊部分的额外质量和电动机和齿轮箱上的高冲击载荷,轴安装的电动机和齿轮箱可能对批量生产可能并不实用,意味着特斯拉可能必须使用电动机的独立悬架系统和齿轮箱刚性安装在卡车底盘上以包装它,但可控扭矩输送到每个车轮的好处仍然会使这个值得制作。

这种高度非传统的驱动系统还允许Tesla在驾驶室下方卡车框架中使用电池创造大容量。但是,重要的是要注意,特斯拉不是第一个使用这种配置的配置。他们本可以采取'简单的这是他们的第一个项目,用一个单一的电机驱动一个相对标准的驱动桥系统,但他们决定做他们一直做的事情,并投入到他们的卡车设计中,以挑战一些前沿。

与传统的内燃机(ICE)卡车相比,电动动力系和整洁的包装使特斯拉非常改善空气动力学,有几个原因。将特斯拉卡车与更传统的拖拉机单元进行比较,它变得相当明显,特斯拉将更容易地穿过空气。然而,它比简单地简化的形状更多。首先,与柴油卡车相比,电动动力系相比,电动动力传动的冷却系统对冷却系统的空气流量的要求。柴油车必须以最佳的50%效率发动机应对,这意味着从燃料中的50%的能量在冷却系统和排气中丢失。普通卡车有大型冷却包装和冷却风扇,真正妨碍空气动力学。通过冷却包装和发动机绘制空气,它落后于驾驶室和底盘下方。仔细看看特斯拉半透明,你可以看到沿着沿着保险杠的底部有一个非常小的进气,这是传统卡车面积的一小部分,这与较低的驾驶室相结合,更多的空气动力学鼻子给出了巨大的空气动力学与整体包装的差异。

特斯拉卡车与埃龙麝香
特斯拉卡车通告与伊隆麝香

在一辆普通卡车中,多达50%的燃油消耗与克服空气动力阻力有关,所以更多的空气动力设计可以获得巨大的收益,特别是在更高的速度下。我们估计,与传统卡车相比,特斯拉半挂车的阻力降低了2%,油耗也提高了1%。

即使与其他电动汽车相比,也有一些显著的特点,一个小的变化可以产生大的整体影响。例如,特斯拉展示了M3中使用SiC开关器件的新型功率逆变器。我们可以假设这些可能是新卡车上使用的逆变器。与传统的IGBT模块相比,SiC的开关电阻更低,因此它们产生的热量更少,必须通过冷却系统处理。使用4倍电机系统而不是运行一个大的单个电机意味着相电流显著减少,这意味着I2损失将大大降低。

最后,电动卡车的另一大优势是大大降低了寄生功耗。所有卡车都有某些关键的辅助系统,这些系统通常由发动机驱动,如发动机冷却风扇、冷却泵、交流压缩机、转向液压泵和用于刹车和悬挂的空气压缩机。在一辆传统卡车上,所有这些设备的总能耗可以超过50kW,所以它们加在一起确实是一个巨大的能源消耗。在电动卡车上,没有引擎,所以所有这些设备都必须通电。

单独运行这些辅助设备,每个都有自己的电动机和电子设备,这意味着它们都可以被精确控制,这在发动机驱动的卡车上是非常困难的。由于它们可以被优化和单独控制,它们的平均功耗可以进一步降低,这意味着这些系统在一辆卡车上的峰值功耗将低于15kW。

总之,制造一辆电动卡车就像把一个大发动机和电池组绑在一辆原本为柴油发动机设计的卡车上一样简单。然而,这种方法不会产生最好的结果,也不会利用可以获得的大量系统级效率提高。围绕电动汽车动力系统优化卡车设计,并优化动力系统内的组件,为降低能耗提供了巨大的机会,这对提高电池续航里程和性能至关重要。滚球体育app最新版AVID Learning Electric Vehicle Technology播客封面艺术

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Ryan Maughan

Ryan Maughan

Avid Technology Group Ltd. Av滚球体育app最新版id董事总经理乘坐英格兰东北部,是为重型和高性能车辆的电气化动力系统设计和制造的领导者。