中国重卡：电动vs氢动

晨枫

中国已经是电车超级大国。说起来，中国电车还是电动大巴先行一步，轿车是后来才爆发性增长的。但是，卡车似乎是明显的缺板。

中国是重卡大国，占世界40%左右。中国重卡与世界主流一样，柴油机驱动为主。在电车时代，电动重卡是否会取而代之，自然成为人们的关注。

柴油机卡车扭力大，省油，性能可靠，服务链完整，但噪声大、污染大。电动的话，扭力更大，无噪声，无污染，使用和维修更便宜，似乎是理想的替代。但在电动公交已经接近一统天下、新能源轿车（包括全电和混动）市场渗透率已经过半的现在，新能源卡车似乎并没有太大的声色。
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& i+ C* n- e4 i' @6 u" j1 J+ ]# g曾经有一个时间，卡车与大巴共用平台。现在大巴基本上使用专用平台，不再与卡车共用。这是因为大巴需要：

1、        平台低，便于上下
2、        发动机后置，缩小占地和提高车内空间利用率，也降低车内噪声和气味
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' v* J& I! J* G  ]公交大巴频繁启停，每天晚上回车场，也特别适合电动的使用场景。

相比之下，重卡以牵引车为多，平台高低无所谓，发动机前置后置也无所谓，前置还有降低风阻和提高碰撞安全的好处。最重要的是，重卡一上路就要开很远，长时间巡航的要求远远超过频繁启停，每天晚上也未必有正轨的停车场可以停放。

* {$ a, {: R0 z5 F重卡电动化的话，必须提供足够长的巡航里程。超过1000公里是起码的。电动轿车有声称达到1000公里行程的，但在实用条件下要打折扣。
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( A! e! A6 B) t0 _据说深圳有过一段电动的泥土车，但没多久都淡出了，看来电卡还是有问题。
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重卡有单车和拖头，泥土车是单车，使用模式上还有可能比照电动公交。拖头的问题更大。不过电动拖头有一个优势：不仅自带电池，拖车底盘里还可以放满电池，增加续航里程。
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电池的重量是最大的问题。不管是电卡自带电池，还是拖车帮着分担电池，电池总重非常可观，在路上的全重是个问题。道路、桥梁都很吃重，过磅缴费可能也是割肉时刻。

轿车全重里，人的重量占比很小。电池比内燃机重，全车空重增加一般在10%一级，变化不算大，对道路、桥梁等问题不算大。电卡就不同了。
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& t' |$ }1 X5 r' \3 k& M$ I: l, ~以北美典型重卡拖头为例，油箱在450-500升。柴油密度为0.84kg/升，1kg可以产生能量9600千卡，1卡＝4. 185焦耳，1度=3600千焦耳。 柴油机的效率取40%，不计发电机损耗的话，1升柴油可以产生的能量约合0.84*9600*4.185*40%/3600=3.75千瓦-小时电能。500升柴油相当于1875千瓦-小时，重量420公斤。

相比之下，小米SU7的电池容量约74千瓦-小时，重量579公斤。把25个小米SU的电池组绑在一起，在能量方面可以达到要求，但重量就奔14.5吨去了。典型重卡拖头全重也不过7.5-8吨。这样的电池重量是不可接受的。

把电池重量分摊一半甚至2/3到拖车，重卡拖头的重量降低了，但拖车的有效载荷就降低了，拖车的成本也大大提高。为了提高效率，在整个物流体系里，一个拖头对应很多拖车，每个拖车都自带电池将大大提高拖车车队的成本，并降低可拖运的载荷，这是不得不考虑的代价。
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, S# O/ O, m' r) y电池重量全部集中到拖头可以避免提高拖车成本，但轴重成为很大的限制。现在拖头大多为三轴，要保持同样的轴重的话，至少需要提高到八轴。这不是上公路的集卡拖头，改行拉“高丽原木”了。拖头的长度和复杂性不可接受。
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5 b/ N- C' }( V. K" {特斯拉Semi已经跳票几次，现在说2025年底推出。希望马斯克不要染上“印度病”。据估计，Semi重达12.5吨，公路行程只有800公里。作为对比，2015年的Volvo 730只有8吨，有150加仑（570升）油箱，可以舒适地跑1600-2300公里不需要加油。

在美国，法律规定卡车司机连续开车700英里（约1100公里）必须休息10小时；每周典型实际里程约4000英里（约6500公里）。如果每一个过夜地都有充电的话，800公里行程依然意味着基本上每天都必须中途充电。快充可以在30分钟内充到80%，这意味着每周有2.5-3小时需要消耗在路上充电中，这还是假定其余充电在休息的10小时里完成，否则每周充电要累计占用4个小时。
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2 L- m) z( d$ d如果加油的话，大部分加油都不必在路上进行，假定所有加油都在路上而不是过夜地，停车加油也累计不超过1小时，每天的时间可以充分用于赶路。这意味着每周2-3小时的额外盈利时间。这是很可观的。
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( Y6 z6 o6 Z) v! ^7 V0 E中国卡车司机和交规有所不同，但美国的例子还是可以用于比照的。
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换电池是一个办法，但很多具体问题使得换电池“看起来很美”，蔚来正在体会到此路艰行。
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* O# ~5 p9 a: J, T8 f! N- w9 L8 Q氢动的话，最大优越性是“加油”时间短，系统重量轻，行驶里程长。

2 `! y3 b& _: u氢动可以直接走内燃机路线，但现在一般还是考虑燃料电池，尽量利用电动的好处。
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氢的能量密度高达120MJ/kg，相比之下，柴油只有42-46MJ/kg。也就是说，按重量的话，只需要1/3多一点的重量就足够了。问题是氢在常温常压下是气态，密度为0.084kg/立方米。也就是说，500升柴油同等能量的氢气体积为1650立方米！这不是卡车油箱，比“伯克”级驱逐舰的油箱（据说约400吨或者475立方米）还要大3倍！
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加压可以缩小体积，但压力容器本身重量可观，安全性挑战更大。氢因为分子小，无孔不入，容易造成金属氢脆。氢泄露的话无色无味，连氢火焰都接近无色，很淡的蓝色在夜色里也只是隐约可见，在通常环境下很难看见，只看到扭曲升腾的热空气。
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液化能进一步缩小体积。密度降低到70.9公斤/立方米，也就是说，420公斤柴油的能量可由不到150公斤的液氢替换，需要约6立方米，但温度低达-253C。

拖头上腾出6立方米的空间是有可能的，但这么大的液氢容器轻不了。6立方米的常压钢制容器大约1300公斤，加上保温和受热气化升压的加强可能还得加倍。但2.5-3吨的容器重量比14.5吨的电池要轻多了，液氢本身的重量反而可以忽略不计。
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氢有泄漏问题，作为家用车辆，要长时间停在家里活着工作场所的密闭地下车库里，安全挑战很大。但氢动重卡基本上没有停地下车库的问题，少许泄漏直接就散发到空气里了，问题较小。商用车辆的维修条件也较好，检查较严格，安全相对容易得到保证。

充氢需要解决接头密封问题，此外和加油速度差不多，比充电快多了。

电动和氢动是互补的技术路线，本来就不应该非此即彼。在不同的场景下用最适当的技术才是正道。对于重卡来说，尤其是拖头来说，氢动可能更加适合。

' u' R0 d0 v2 r' d短途使用的泥土车、送货车需要看情况，原则还是电池重量不至于造成过度影响。

2 L0 G  d0 T$ i; V公交已经电动化了，这是正确的技术路线。旅游大巴其实还是柴油机为主。
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+ w* t7 A+ L; {6 D, e* l2 l' A旅游大巴与公交大巴的使用场景不一样，但更接近重卡单车，早出晚归，而不是远程连续使用，可能也以电动为好。旅游大巴对地板下空间高度不敏感，正好放电池，就是要解决重量问题，可能三轴要成为主流。

常挨揍

料理鼠王 发表于 2024-5-31 09:09
对于固态电池，业内的看法都是大概会在2-3年内技术成熟。
1 |4 f- [. Z( [9 _2 p+ k; K也就是会推出量产产品。
所以这次国家放出60亿 ...

最关键是现在电池迭代升级的速度，内燃机根本没法比。

料理鼠王

常挨揍 发表于 2024-5-28 19:57
另外磷酸铁锂和三元应该都算液态，现在大家都期待的是固态锂电池。
1 Q6 a9 d6 f) a# ?( V; e0 C1 D宁德这个准备上500Wh/kg的是凝聚态（ ...

对于固态电池，业内的看法都是大概会在2-3年内技术成熟。
也就是会推出量产产品。
所以这次国家放出60亿的产业基金作为支持。
: {0 ~7 R" X/ Z& X# I真成了，基本上就是颠覆性的取代传统燃油车。
) I- }/ q# Q# y; I毕竟一百度电的电池包才200kg，这已经比发动机轻，在车上找个角落塞就行，取代变成一种必然。

常挨揍

料理鼠王 发表于 2024-5-26 18:01
9 z8 ^' i# ]" o# `% o128WH/kg 和350WH/kg，完全是不同材料体系的电池。
% t7 B6 U- y6 S8 w: e一个是铁锂，一个是三元。
( v/ J+ R" m& g0 x& I# z1 K不能简单比较。

! h( P$ b9 Z+ M) O另外磷酸铁锂和三元应该都算液态，现在大家都期待的是固态锂电池。
9 O+ g! `/ ]7 B0 L8 p宁德这个准备上500Wh/kg的是凝聚态（不明觉厉）

常挨揍

料理鼠王 发表于 2024-5-26 18:01
1 F& z, w9 n! k- G& ?, y128WH/kg 和350WH/kg，完全是不同材料体系的电池。
0 o! g5 R) c* i3 n5 z一个是铁锂，一个是三元。
* a+ o. z! V, }+ O: {5 z8 f不能简单比较。

是的，静态看，各种不足。
2 n# i" f4 X4 W) b; k动态看，土共养的这帮狼崽子是真的狼性文化...嫩死一个算一个。

晨枫

常挨揍 发表于 2024-5-25 22:27
今天在观察又看了一遍，算了一下小米电池容量密度是128Wh/kg，说普通话就是0.128度电每公斤。
- N, I7 T9 k' T, G' g2 s2 o' i, E又搜了下比亚 ...

" W3 |5 C8 y8 M+ p- U9 ~接下来要看安全性了。
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4 A4 c1 H8 x" H, `  j这要是弄成了，电动航空就有希望了，可以从通用航空开始。低空经济就厉害了，大有可为。

料理鼠王

常挨揍 发表于 2024-5-26 12:27
今天在观察又看了一遍，算了一下小米电池容量密度是128Wh/kg，说普通话就是0.128度电每公斤。
又搜了下比亚 ...

3 ^- ^' F/ `5 M0 R0 s* b+ L+ f: P128WH/kg 和350WH/kg，完全是不同材料体系的电池。
一个是铁锂，一个是三元。
不能简单比较。

+ t$ B$ G0 O% Q1 T5 a$ v/ ^" T从安全性和成本算，还是铁锂有优势，最大的劣势就是重量。
9 B6 p' |" l8 Y% T随着电车的大型化，当前还是铁锂占优势。
* B. o" N- Q. j6 D( t- k) c( \+ c2 J7 m毕竟这种耐用消费品，安全性还是第一位的。

常挨揍

常挨揍 发表于 2024-5-26 12:27
) Z( D0 i3 d5 Y- h/ B& _今天在观察又看了一遍，算了一下小米电池容量密度是128Wh/kg，说普通话就是0.128度电每公斤。
又搜了下比亚 ...

午睡完又搜了下，宁德时代4吨重的飞机去年已经试飞成功
6 `$ V* P! o7 vhttps://finance.eastmoney.com/a/202405253087031087.html
% R6 I0 b5 U  a" G7 x+ f  N! H6 r, U麒麟电池已经商用，能量密度255Wh/kg（怀疑是单体350Wh/kg，组合成电池255Wh/kg），不过用的目前只有极氪001和极氪009这样50万人民币以上的壕车。

常挨揍

今天在观察又看了一遍，算了一下小米电池容量密度是128Wh/kg，说普通话就是0.128度电每公斤。
又搜了下比亚迪汉和海豹大概是0.14度每公斤。
去年宁德时代已经发布了350Wh/kg的电池，下一步应该是优化量产降成本了，不知道降到有商用价值要多久。
5 b: J& T& r$ i7 P) c+ A1 z500Wh/kg的也在吹了，这个密度据说是航空动力用电池的门槛
真吹成了的话，电池重量只要现在的1/4~1/3

hellotojinge

还有其他技术路线，比如绿色甲醇（绿氢合成）、绿氨

大黑蚊子

晨枫 发表于 2024-5-7 21:46
这与中国人“租赁不如买断”的习惯思维是一致的。要到“轻资产、重流水”思维才会有换电的出路。 ...

不是习惯思维，是算下来确实不划算。
; p) R, N" c& U1 n' Z6 u我之前买车的时候还算过蔚来的换电服务，当时的计算结果是蔚来在这个业务上的实际利率能达到15%以上
, l' [, |. J$ i- A4 a这么高的利率，忽悠用户只买车然后租电池？
想得美！

晨枫

大黑蚊子 发表于 2024-5-7 00:40
矿用机械目前在国内正经历一个非常迅速的电驱替代油驱的过程，这个市场比较小众，但规模一点儿也不小。
比 ...

这个信息重要啊！这些专用设备是高价值的，比卖比亚迪赚钱多了。

北美压裂设备！这个真是没想到，连这也国内设备占优了！hydrocracking方面原来还是美国强项呢。

  b6 h' b* H/ e2 U. r地下矿车非轨化、电动化、无人化不仅经济、便捷，还安全。

晨枫

五月 发表于 2024-5-6 23:58
4 L! a+ g% p5 n1 j0 W$ H* h, ~充电重卡 vs 换电重卡

这里有篇文章提供了很好的information from the field

* u5 t8 ~: \: P' I. f5 @这与中国人“租赁不如买断”的习惯思维是一致的。要到“轻资产、重流水”思维才会有换电的出路。

大黑蚊子

矿用机械目前在国内正经历一个非常迅速的电驱替代油驱的过程，这个市场比较小众，但规模一点儿也不小。
% D9 Q9 m2 H  O. B" N5 V/ d  k比较明显的例子是电驱压裂设备已经开始成套替代原有的油驱压裂设备，具有噪音小，维护性好，应用场景多等优点，北美市场页岩油气现场更换大潮已经开始。这方面的设备方案提供者国内占比很高
另一个例子是地下矿山非轨化，就是用无人或者遥控轮式设备逐渐替代原有的轨道设备（也就是铁轨和皮带输送），好处在于开采组织更简单方便，安全系数和自动化程度更高，运营成本更低。

五月

充电重卡 vs 换电重卡
2 l. ~7 |% C5 {( @
这里有篇文章提供了很好的information from the field

大黑蚊子

晨枫 发表于 2024-4-28 12:54
  O4 d% x' ^0 r; W: U不对吧，司机自己接单，难道不和出租司机一样，接单越多赚钱越多？接不到单没办法，但是很难想象他们会主 ...

0 O3 `4 u# J  s宁等两天，不要放空，没有回头货对货车司机的收入影响是致命的
8 ]* `: J& b. i0 ?
国内的大货车司机更像一个小型的一人公司，接单，运输，收款都是自己来
9 W% S& [. n; B也有类似货拉拉一样的货车平台（满帮，运满满）
) R8 i% Y9 Z6 n- F& Y码头堆场附近的短途运输场景以前是用来吸纳老旧二手拖头的，现在也逐渐的像电动拖头转变

至于城市内的零担物流和搬家送货需求，已经基本上让电动汽车吃完了，因为运营成本实在是太低了
1 B4 @3 K4 A& ~1 u" h) t' K; u

tangotango

晨枫 发表于 2024-4-27 22:05
. w8 I1 K% X9 e" [3 c& L: t能啊，氢燃料电池更加成熟，无污染。甲醇还是有二氧化碳排放吧

& [) J6 u: |8 {/ ]9 }7 x  ?甲醇那点碳排放在成本优势面前算啥？碳中和吹的再凶，绿党的老家欧盟在经济萧条面前也不敢猛吹直接淘汰燃油车了。环保永远得为生意服务，而不是反过来。

隧道

晨枫 发表于 2024-4-29 21:47
还是没看懂：现在推广，指铁路、电气化公路还是什么？

4 s$ `- X% [; `- m, S$ G
也不算政府推广，就算是公司炒作吧。那种带辫子与电池相结合的的。
% E4 B4 |+ T: S) Z' m4 D你所说的电气化的轮胎铁路。

晨枫

隧道 发表于 2024-4-29 07:33
- T8 i" K  K3 m  m$ ]9 S( `; t难道现在推广的是交流？
直流开关都比交流贵多了，不过没办法不都是这么用的嘛 ...

# h: T, u5 t; Q/ x( j* s' n还是没看懂：现在推广，指铁路、电气化公路还是什么？

隧道

% N7 d: b& d6 p5 ~9 t

晨枫 发表于 2024-4-29 21:14
目前推广的是什么计划？

交流电和直流电的安全性有很大差别，谁用过谁知道。 ...

; H0 S; L' L( F: B9 S2 T
难道现在推广的是交流？
) T* w: U* Q' L( Q- p直流开关都比交流贵多了，不过没办法不都是这么用的嘛

晨枫

隧道 发表于 2024-4-29 07:02
+ b! y1 I9 [( F/ h1 g, C5 d目前计划推广的就安全了？
( x) z3 [- k8 u% w1 ]" M* A再说只是基础线路，用什么电改起来不难。好像还没出现新的更安全的用电种类。 ...

- E. c  A( }1 F; i目前推广的是什么计划？
! z! {& ^3 C5 j; F
交流电和直流电的安全性有很大差别，谁用过谁知道。