特斯拉是否会违反物理定律？

任何足够先进的技术都无法与魔术区分开—亚瑟·克拉克（Arthur C. Clarke）

在特斯拉Semi的预期推出之前，埃隆·马斯克（Elon Musk）在推特上说：“它可以变成机器人，与外星人战斗，使拿铁咖啡变得地狱。”

这些说法尚未得到证实，但让我们花点时间看看特斯拉半导体是否确实违反了物理定律。

范围，电池尺寸和重量

马斯克本人在揭幕仪式上表示，特斯拉Semi公路系列是由于极低的空气阻力。

揭幕仪式上的主要惊喜之一是这对车辆的续航里程分别为300英里和500英里。专家感到惊讶，实际上已经做出预测，不可能达到这样的范围，并且电池的尺寸和重量将很大。（我后来针对各种错误的说法写了几篇文章。）

Tesla Semi的耗电量低于2 kWh /英里。可以通过许多不同的方式表明，这种能耗肯定是可能的和有效的。（另请参阅此内容，以深入了解电动卡车。）

电气效率高，再生可减少短途运输中的能源。

空气动力学降低了所需能量的证据是显而易见的。例如，戴姆勒（Daimlers）气动的Freightliner Super卡车的行驶里程增加了一倍。

电动卡车效率的提高与航空改进效果的数据相结合，突显了特斯拉的低于2 kWh /英里的效率。电池组的大小在300英里范围内估计为500 kWh，在500英里范围内估计为800 kWh。可以比较柴油和半电动汽车之间的差异，以找到重量差异。电动卡车主要增加电动机和电池，但没有传动装置，只是一个简单的减速齿轮。Tesla驾驶室是碳纤维的，因此相比之下重量有所减轻。

能源部对第8类半牵引车部件重量进行了分类。8级半重18,000磅的柴油机动力总成组件重约7,000磅。

我们上电时去除了什么？发动机— 2500磅，变速箱— 1000磅，300加仑柴油— 2000磅，驱动轴1000磅，空油箱，排气口，带有尿素箱的颗粒捕集器和喷射器。电动卡车还免除了实心轴和串联传动轴。碳纤维驾驶室减轻了重量，抵消了电动机和减速器的不利影响。为了比较，螺栓电机为76 kg。Tesla Semi有4个电机。

马斯克表示，该电池组使用与NMC化学成分的Powerpack相同的电池。每个Powerpack重量为3575磅，能量容量为210 kWh。

机柜和冷却装置并未针对最轻的重量进行优化。在卡车中，由于运行中的空气流动，冷却系统将无法复制，效率更高。物理机柜将内置于机箱中，从而也减轻了重量。我们可以估计每210 kWh的电池重量约为3,300磅。500 kWh的重量大约是一个Powerpack的2.4倍，即大约7900 lbs，对于300英里范围的车辆而言，其损失仅为900 lbs。对于800 kWh的电池组，重量约为3.8 x 3,300或约12,500 lbs，但是应该比较远程柴油卧铺驾驶室，这是额外的4,000 lbs，或总传动系统重量为11,000 lbs，因此Tesla Semi在300英里范围内Semi（〜19,000 lbs）的重量增加了约1,000 lbs，比轨枕（〜23,000 lbs）的重量增加了1,500 lbs。这些重量与现有的柴油Semis相比具有竞争力。驾驶室下方的区域足以容纳电池。

典型的8类卡车拖拉机上卡车部件的重量

有关18个惠勒的更多有趣事实，请参阅此。

成本

典型的柴油驾驶室可能要花费120,000美元，但通常是12升或更小的发动机。成本可能从那里上升。彼得比尔特389的价格从136,000美元到156,000美元不等。

较便宜的柴油驾驶室可能具有较小的发动机，也可能没有串联轴。

车辆寿命

考虑到NMC的化学性质，一百万英里是可能的。300英里范围的卡车将需要大约3500次循环，包括容量下降，而500英里范围的卡车将需要大约2400次循环。那些电池很容易在Tesla Powerpacks中使用的NMC电池中触及，保证每天循环10年，保持70％的容量，最小3,650次循环。

直到最近，NMC单元一直是NMC 111。NCA为0.8-0.15-0.05。因此直到最近，NMC的钴含量仍然更高。

包括LG Chem和SK在内的几家电池制造商将很快推出NMC 811，因此这种情况有望改变。（本周末即将发表的文章探讨了这个话题。）

NMC电池的发展非常重要，因为与NCA相比，密度降低小，可获得更长的循环寿命。这对于半成品和出租车来说是一个很大的优势，因为它们在服役期间付出了很多努力。NMC电池组的循环寿命可以使电动半匹配柴油动力总成的寿命。

运营成本

由于特斯拉的电价为7美分/千瓦时，因此仍有7美分/英里税的空间，与柴油相比，燃油成本仍降低了20,000美元。

柴油$ 2.80 / gal x gal / 6英里= 46.7¢/英里

Tesla Semi的2 kWh /英里x 7 c / kWh = 14¢/英里

为Tesla Semi加7美分/英里EV税，我们得到24美分/英里

在后一种情况下，柴油仍比电力高出约20美分/英里。

100,000英里/年x 20美分/英里= 20,000美元/年的燃油节省。

而且这还不包括维护和保险方面的节省。

机队经理和购买者可能非常渴望降低燃料以外的其他运营和维护成本。他们甚至不可能在没有看到一些相当坚定且令人信服的数学证明至少有可能的情况下，试行订购一辆Tesla Semi。

到目前为止的指示是其他性能参数声明已得到验证。

电池组成本

关于包装成本的信息很少，但是据了解，我们有以下信息：特斯拉发言人表示，2016年初，特斯拉电池组的成本低于190美元/千瓦时。大约一年前，特斯拉在促销视频中表示，Gigafactory 1的电池成本降低了35％，但此视频已被删除。这样一来，每包的成本约为125美元/千瓦时。电池成本以每年5％至7.5％的速度下降。考虑到这一点，在产品出厂之前，成本又下降了10％，并且在生产过程中继续下降。这意味着生产时的成本将低于$ 111 / kWh。对于500 kWh的电池组，这是$ 55,575，而对于800 kWh的电池组，则是$ 88,800。300英里续航里程的Tesla Semi售价为150,000美元，500英里续航里程的Tesla Semi售价为180,000美元。这些成本几乎与估算的柴油机传动系统和附件总成本的百分比相符。（有关：特斯拉的Gigafactory可能会触及$ 100 / kWh的EV电池圣杯，报道预测）

效率

有充分理由相信空气阻力已经降低到要求的水平。从其他实际示例中我们知道，通过这种努力，柴油mpg可能会加倍。特斯拉为减少阻力做出了非凡的努力，比以往任何其他尝试都更加出色。特斯拉具有光滑的门把手和覆盖的双轮车轮。驾驶室四处扫荡，并与拖车保持融合，并留有无间隙的外壳。转动时，壳体与拖车铰接。底部光滑。

值得注意的是，两个Tesla Semis揭幕了。一个与标准的40英尺拖车高度相同，另一个更短，并且具有匹配的较短高度拖车。较高的没有外部后视镜。政府对镜子的裁决即将到期。较短的版本具有外部镜像。

较高的版本可能是500英里范围的车辆，而较短的版本可能是300英里范围的车辆。较短的车辆将具有较小的前部区域，而不是弥补后视镜的额外区域。

柴油半拖累一直很惨，典型的拖累系数（Cd）高达0.75。那几乎是一个正方形的盘子。特斯拉半导体（Tesla Semi）是第一次真正认真地尝试降低半导体阻力。之前使用柴油的其他尝试并没有走那么远，平均半空气阻力比特斯拉Semi更差。

揭幕仪式上有两种版本的卡车。一个人的航空帽与高高的拖车相配，没有镜子。另一个有镜子和一个较短的航空帽，与短拖车相配。较短的拖车由于正面区域较小而具有较低的整体阻力，因此不会产生额外的镜面阻力。关于相机的新法规将于2018年出台。有人推测，新规定可能允许使用摄像头。

特斯拉怀疑论者在哪里弄错了？

1.空气动力学的进步和电效率被忽略了。这导致了不切实际的大量电池估算。

2.大规模的超级工厂生产降低了电池成本。每年电池成本的降低等于常规能量密度的提高。高科技经济学假设成本是整个生命周期的平均成本，而在生产时则较低。

3.电池的进步悄悄地使NMC达到了有效的能量密度，同时又延长了循环寿命。

结论

特斯拉半导体尚未证实它可以与外星人战斗或制造拿铁咖啡。然而，看来tract贬者可能错过了在射程上提高空气动力学效率的重要性。鉴于出色的空气动力学特性，许多消息来源都证明其效率低于2 kWh /英里。先前对空气动力学Cd的最低估计值高达0.45，严重低于特斯拉声称的Cd 0.36。考虑到较低的阻力，电池组的尺寸和重量与Powerpack的数据一致，特斯拉声称该数据具有相同的电池类型。这种电池类型NMC能够进行4,000个循环，保持70％的容量，足以持续一百万英里，与柴油钻机竞争。

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