中型和重型卡车是包含厢式货车和货柜车在内的车辆类别,消耗大量燃料,其尾气排放是全球温室气体(GHG)一大来源。
epa.gov(美国环保署)最新发布1990-2017年的美国温室气体排放清单显示,2017年运输排放占据美国温室气体排放的29%。尽管乘用车和轻型货车的数量远多于货运车辆,但中型和重型卡车的温室气体排放占到了这其中的23%。据ThinkProgress显示,重型卡车仅占道路车辆的7%,却消耗了总燃料的25%。该报告还指出,2013年,美国卡车车队每天消耗约两百七十万桶燃料,二氧化碳总排放量为5.3亿吨。
欧盟(EU)发布的数据也是如此。据2015年交通与环境机构发布的简报估算,卡车排放占到了道路运输排放总量的30%。行业专家预测,到2030年,情况将进一步恶化——例如,《交通与环境》(Transport & Environment)简报中预计卡车的道路运输排放量将增加40%。这是因为数十年来中型和重型卡车运输规模在世界范围内不断扩大,并将一直持续。特别是是电子商务的兴起,导致地面货运体量急剧上升。
减少二氧化碳排放迫在眉睫。作为2015年《巴黎气候协定》的一分子,美国同意到2025年将排放量减少26%。近190个国家签署了《巴黎协定》,欧洲联盟(EU)的目标是到2030年将温室气体排放量至少减少40%。中国和印度承诺,到2030年,完成减少单位国内生产总值二氧化碳排放比的指标。
除了这些国际间合作外,企业社会责任和ISO 14001环境管理体系认证也在努力敦促车队管理者达到更严格的可持续发展基准。GreenBiz称,尽管目前只有不到1%的车队使用电动车,但到2030年,由于电池成本下降,行业伙伴关系和政府激励措施(尤其是加利福尼亚等实施严格排放标准的州)的推动,这一数字将增长到12%,市政府也是推动革新的主力军之一。
Geotab也表示“2019年,美国政府官员发起电动汽车购买合作计划,以利用其集体购买力并加速将公共运输车辆转换为电动汽车的进程”。各个城市有许多其他理由来支持采用中型和重型电动汽车:城市间的运货卡车不必考虑长途运输距离;使用电动车可减少空气污染和噪音;并且亚马逊公司正在对电力货车大量投资,承诺到2040年实现碳平衡。
燃油效率更高的车辆是实现二氧化碳减排的重要力量。假如货柜车和其他类型的卡车使用电池电源或燃料电池来代替部分或全部的柴油燃料,能够大大改善空气质量。废气产生的氮氧化物和一氧化碳对空气污染的影响很大,每年可能造成多达880万人的早逝。降低燃料成本和塑造公司的“绿色”企业形象也大有好处。与传统货车相比,电动车的维护成本也会更低。
几乎所有卡车厂商都在开发零排放的车型。许多国家都推行大量的激励措施。据路透社报道,美国联邦政府对首批电动车的前20万辆实行7,500美元的消费税减免。
许多州甚至在联邦税收减免的基础上额外推行激励措施。以科罗拉多州为例,对轻型至重型卡车的税收抵免额为7,000美元到20,000美元。据FleetCarma显示,挪威免征电动汽车购置税和增值税(包括各项费用);中国推行了许多国家级免税政策,地方政府可以在中央补贴的50%范围内对这些税收进行扩充。尽管荷兰、英国、德国在安装充电桩方面取得长足的进展,但中国在充电基础设施上的投入远超多数国家。
中型和重型卡车行业采用电动车辆的复杂性
由于无法通过调整内燃机设计来实现理想的减排效果,淘汰内燃机及对石油燃料的依赖似乎是一种明显的解决方案。鉴于履行巴黎协定承诺的大多数国家未实现目标这一事实,加快采用电动车辆明显可大幅改善长期的气候环境。
但是,在广泛采用电动汽车前,支持电动汽车的技术有待改进。目前,电动汽车车主的关注点包括有限的行驶里程、前期成本的增加,以及电池寿命、维护和服务方面的不确定性。由于市场上的型号相对较少,因此选择有限。电动汽车充电所需的等待时间也是另一不便之处,造成时间和收益的潜在损失。电动汽车的折旧计算是未知数。整个社会对充电基础设施的密度需求是另一个障碍。
电动汽车制造商及其供应商正在逐步解决这些难题。最新设计不仅通过改进发动机的功能和传输效率来节省燃料,车身部件还采用更为轻便的材质来减轻汽车重量。改进后的车辆外形也提升了空气动力性能,减少阻力,从而节省了燃料。
戴姆勒和沃尔沃已经就成立合资企业达成一致,生产和销售用于重型卡车和其它大型车辆的氢燃料电池系统。燃料电池能改善性能,并减轻车辆重量,车队运营商可在其主要路线上安装自己的加氢站。
电池技术的逐步改进也是解决方案的一部分。电池的能量密度正在不断提高。但是,电池充电和放电周期时的热量输出更大。能量密度的提高必须和电池组组装的改进匹配。密封剂、胶粘剂和填缝材料等热管理材料均可发挥作用。
热管理材料
热管理是原始设备制造商在电动车辆设计中管理热量的一种方式。这些材料通过管理关键电子元件的热量,帮助电动汽车行驶更久、充电更快、可靠性更高。我们的CoolTherm产品系列提供各种解决方案, 确保我们的客户能够实现其设计和性能目标。
CoolTherm灌封胶和密封剂可用于绝缘和保护电子元件,以其高导热性和低粘度实现最佳传热效果。它们还可避免电子产品受到污垢和湿气的影响,减少振动——由于其固化时的收缩率较低,可减少部件应力。
导热填缝材料可用于填充表面空隙,从而促进传热。CoolTherm填缝材料的设计考虑到电动汽车的应用。它们是一种液态打胶、原位固化的材料,缓解热差和弯曲造成的压力。我们的填缝材料还状态柔软带有粘性,可以抑制振动。
导热胶粘剂 不仅提供机械强度,而且帮助散热。此外,它们摆脱了机械紧固件的约束,可以粘结各种基材,从而提高了设计的灵活性。这种灵活性确保制造商进一步减轻车辆的重量。
结论
相较于客车而言,拖挂车和其它重型卡车的电气化更具挑战性。但是,原始设备制造商及其支持汽车制造业的同行正在向前迈进。所有这些朝着正确方向迈出的步伐将为电动汽车行业带来令人瞩目的成就。