2022年12月，特斯拉Semi重卡在美国顺利交付第一批客户，很多细节照片在网络上已经披露。为什么特斯拉Semi能得到全球商用车行业的高度关注，因为这是一款全新开发的纯电动重卡，在平台设计、电子架构、空气动力学等方面都有大量的技术创新，值得全球商用车行业借鉴。
News化繁为简
纵观特斯拉所有的乘用车、皮卡、重卡车型，都有一个共同的特征：化繁为简、降低零部件数量。例如特斯拉ModelY的车身后地板总成就采用铝合金一体成型压铸件，可替代原有70多个零部件，一次性取代了“冲压+数百台机器人焊接”。据马斯克介绍，一台压铸机占地仅100平方米，采用后工厂的占地面积减少了30%，基础设施成本大幅降低，预计将给ModelY节省约20%的制造成本。另外，零部件数量降低后也可提升整车可靠性。特斯拉Semi后挡泥板支架就是一个典型的“化繁为简”设计案例。重卡后挡泥板支架是一个经常发生断裂的零部件，其根本原因是车架后端的振动剧烈，而挡泥板支架又是一个悬臂梁结构，因此振动会进一步放大，导致长时间剧烈振动后其根部出现疲劳裂纹，如果发现不及时、没有维修，则必然会导致断裂。最有效的设计方法就是使用柔性元件进行减振。以欧洲某品牌牵引车后挡泥板支架为例，在挡泥板圆管横梁和固定支座之间增加弹性元件（通常为橡胶），为圆管横梁带来减振作用。虽然这种结构减振性能非常好，但是其设计复杂，由铝合金底座（2个）、螺栓螺母（2个）、横梁（1个）、橡胶件（1个）总共6个零件组成。相比之下，特斯拉Semi后挡泥板支架只有1个零件，即采用一个10×10mm的方型弹簧钢，在根部使用旋弯机旋转两圈，就制造了一个扭转弹簧，因此在剧烈振动下，扭转弹簧可以吸收并分散振动能量，从而可防止根部断裂。材料成本分析，前者6个零部件的材料成本必然高于后者；加工成本分析，前者有铸造、注塑、机加工等多道工序，而后者只使用旋弯工艺，前者的成本要高于后者；可靠性分析，理论上讲零部件数量降低则可靠性提升，因此后者占据优势。
欧洲某品牌牵引车的后挡泥板支架
特斯拉Semi重卡的后挡泥板支架
News价值导向，实用至上
特斯拉所有车型在造型上都是一个风格：简约，没有任何花哨的修饰，就是按照空气动力学最优化方案进行造型设计。如果仅从造型美观度和震撼力来评价，很多中国自主品牌重卡要优于特斯拉Semi，但是从设计角度而言，过分追求造型美观度和震撼力要增加很多修饰，其风阻必然会增加。据官方介绍，特斯拉Semi的风阻系数为0.36，而平头重卡的风阻系数在0.51-0.56。根据美国超级卡车项目的研究数据统计，重卡在80-90km/h行驶时其30%的功率是在克服空气阻力。根据空气动力学公式进行计算，特斯拉Semi相对于平头重卡可以节能10.7%。
特斯拉Semi重卡的空气动力学造型
特斯拉Semi重卡驾驶室为了达到“前窄后宽”，前排只设置了1个座椅，方向盘在中间位置，驾驶员的视野优于平头重卡。根据特斯拉介绍，前排座位是安全员座位，仅仅是在车辆需要紧急接管时才使用。后排设置了一个折叠座位，估计是供装卸工临时使用。根据驾驶室内部照片判断，目前交付的产品没有卧铺，但是驾驶室后围到侧面导流板之间有预留空间，可以判断未来可增加双层卧铺，以提升车辆的舒适性。
受限于目前兆瓦级充电桩的布局和数量，目前特斯拉Semi主要从事短途运输，一次往返的里程大约在400—600km，小于800km的最大续航里程。随着兆瓦级充电桩的普及，未来特斯拉Semi将会从事干线高效物流。以美国东西海岸4000km的运距进行计算，半个小时可充70%电量续航500km，一个半小时则可充满续航800km，司机只需要中途5—7次充电即可，充电时间在服务区进行吃饭休息。
驾驶室后排座椅，没有卧铺
驾驶室后围到扰流板之间，预留了双层卧铺空间
News技术路线精准
特斯拉所有车型都是纯电驱动，这是因为特斯拉认为纯电驱动技术成熟，只要能够解决电池能量密度和快速充电，其竞争力远超过混合动力和氢燃料。根据最新资料显示，特斯拉宣布将投资36亿美元（约243亿元人民币），在内华达州里诺市的现有生产基地附近建设两家新工厂，生产4680电芯和Semi卡车，其目标是在2024年生产5万辆Semi卡车。4680电芯的直径为46mm、高度为80mm，功率是此前电芯的6倍，能量是此前电芯的5倍，将使续航里程净增加56%，生产成本下降54%。特斯拉Semi高配版本的电量为1000度，而电池重量则为4—5吨（目前没有准确数字），电池能量密度是目前国内电池的2倍。
动力电池采用4680电芯
在快速充电方面，中国目前单枪最大功率为300kW，而特斯拉Semi则是1000kW，虽然对现有电网冲击很大，但是可采用蓄能站进行解决。具体方案为：用现有的电网给蓄能站充电，蓄能站采用钠离子电池，这种电池最大的特点是容量大、安全性高、寿命长，缺点是体积大，最适合作为蓄能站使用。假设电网以250kW给蓄能站持续稳定供电，4个小时将蓄能站充满；然后再由蓄能站以1000kW给特斯拉Semi充电，这样就可以缓解对现有电网的冲击。相比之下，中国新能源商用车企业在长途领域更倾向于氢燃料，但是氢燃料的制造、运输、存储等价格非常昂贵，1kg氢气相当于33度电，补贴后的氢气成本都高达50元/kg以上，短期内很难实现商业化普及。如果是用电能制氢，转化率为75%—85%；高压低温氢气随着外界温度变化，其运输存储都有损失，根据运距不同则损失比例有差异；氢气转化为电能的转化率为40%—60%。能量转了一圈之后仅剩36%左右（按照转化率平均值、运输损失10%）。相对于目前已经成熟的“高密度大容量电池+快充”技术方案，氢燃料没有任何竞争优势。
放眼此前，商车邦曾发表题为《新能源重卡：为何传统车企干不过新势力》的文章，笔者认为新势力之所以能够成功，其最大的优势是没有历史包袱，其设计边界要比传统车企更宽泛，有利于设计创新。希望中国新能源商用车企业高度关注特斯拉，提前做好与特斯拉Semi竞争的准备。
