Semi Truck: он существует!

Маск: шарлатан или гений?

Давно мы не видели принципиально новую концепцию тяжелого грузовика — магистрального тягача. Я не о массо-габаритных размерах, которые, естественно, менялись, а о конструкции, энергоустановке и трансмиссии машины. Мировые гиганты автоиндустрии все это время, как оказалось, занимались ерундой — водили за нос покупателей техники: улучшали, модернизировали, придумывали AdBlue (мочевина) и структуру для нее и, самое главное, повышали цены на грузовики под каждым предлогом. Электрические тоже показывали, но со смешным пробегом — до 200 км.

Похоже, у Илона аллергия на углеводородное топливо. Он ворвался в общество автопроизводителей с идеей сделать коммерчески успешным и популярным электрический автомобиль. Конечно, и до него такие разработки были: выпускались и выпускаются электрические машины. Но они (электроавтомобили) существовали в неприметной нише для фетишистов с соответствующими мизерными продажами — автомобилистов, не удовлетворенных двигателем внутреннего сгорания. Гениальность Маска в том, что он этот тихий фетишизм развил до товарного и наделил электромобиль сверхъестественными свойствами, при этом — не без основания. Только Илону удалось сделать машину на батареях с пробегом в несколько раз превышающим существующие на рынке электрические аналоги. Так появилась легковая Tesla, которая стала популярной. Если бы люди, покупающие автомобили для личного пользования, умели считать стоимость владения, то Tesla стала бы сверхпопулярной. Все выкладки показывают, что владеть электромобилем от Маска при дневном пробеге до 300 км сегодня значительно дешевле, чем одноклассником с ДВС. Но считают только владельцы автотранспортных компаний, для которых грузовик — не товар личного пользования, а инструмент для зарабатывания денег. Поэтому заводы по производству Мерседесов, Порше и другие пока могут клепать свои пафосные автомобили еще какое-то время.

 

Новая эра

Пока грузовые гранды экспериментировали с гибридными трансмиссиями и троллейбусными контактными сетями, компания Маска думала как создать магистральный грузовик с приемлемыми для перевозчиков параметрами: пробег на одной зарядке, масса, стоимость владения. Суточный пробег — важнейшая характеристика магистрального автопоезда. При разрешенном в США режиме труда 11 часов в сутки для водителя и разрешенной максимальной скорости 55-75 миль/час на автобанах, автопоезд проезжает в среднем 800-1000 км в день. Именно этот параметр и был отправной точкой в расчетах при создании машины, под который подбиралась емкость батареи и, соответственно, вес тягача.

Скептики утверждали, что машина получится слишком тяжелой и «съест» полезную нагрузку. Сколько весит представленный публике тягач, услышать не удалось. Очевидно, что больше традиционных одноклассников. Если батарейный блок легковой Tesla S мощностью 100 кВт·ч весит около 550 кг, то для тягача с заявленными характеристиками пробега и полной массы требуется энергии примерно в 10 раз больше. Следовательно, батареи на Tesla Semi весят около 5,5 тонн. С учетом того, что в машине отсутствует ДВС, КП, редукторы мостов, грузовик без батарейного блока, но с электромоторами, легче дизельного на 1.5-2 тонны. Поэтому Tesla Semi может быть тяжелее дизельного грузовика примерно на 4 тонны и весить около 11. Грузоподъемность автопоезда в таком случае уменьшается на 20%. - это минус. Уточню, что все цифры и расчеты актуальны для рынка США и для грузовиков 8 категории (8 Class) по американской классификации автотранспорта.

Сам батарейный блок тягача встроен в центральную часть рамы и приводит в движение 4 электромотора — по одному на колесо — от легкового автомобиля Tesla Model 3. Так как центр тяжести электрического грузовика низкий, то он имеет отличную управляемость. Этому же способствует и независимая подвеска всех колес. Шасси - классической для американского рынка колесной схемы 6х4. При необходимости, для продаж на других рынках, убрать два ведущих колеса — не проблема (с потерей мощности). Мощность тесловского грузовика не была озвучена, но с учетом идентичных электромоторов легковой Tesla — примерно 1000 л.с. Поэтому разгон «головы» до 96 км/ч — 5 сек., 36,5-тонного автопоезда (максимально разрешенная в США полная масса) - 20. В связи с этим возникают вопросы к тягово-сцепным устройствам, которые могут просто не выдержать повышенных нагрузок. Еще из динамических возможностей Tesla Semi: автопоезд с полной массой может двигаться на 5% подъеме со скоростью 105 км/ч, не теряя ее. Кто ездил в горах, тот поймет.

Новые возможности машины потребуют и повышенного внимания к креплению груза: при ускорениях сорвать поддон или палету с точек крепления — проще простого. Нужны ли такие динамические характеристики автопоезду? Лучше «да», чем «нет»: старт со светофора, обгон попутной машины, при движении в горах. Но, повторюсь, проблема крепления груза актуальна как никогда. Поэтому не исключаю, что возможно программное ограничение ускорения автопоезда.

Знатоки и скептики уже начали иронизировать по-поводу таких динамических возможностей автопоезда — то асфальт сорвет при старте, то сорвавшийся груз прицеп разрушит. На мой взгляд, Маск продемонстрировал возможности машины, а дальше будет оптимизация под нужды перевозчиков с учетом техники безопасности и других требований. Тем не менее, по личному опыту знаю, что возможность быстро и, следовательно, безопасно обогнать попутный транспорт — дорогого стоит. У автопоездов с этим большие проблемы, а Tesla Semi со своей динамикой во многом ее (проблему) снимет.

Так вот, со всеми вышеперечисленными данными Tesla Semi может проехать 800 км на одной зарядке при полной загрузке в 36,5 тонн при скорости 60 миль (96 км/ч) — это заявил Маск на презентации. Выглядит как фантастика, поэтому в интернете уже пошли предположения, что батареи будут стоять и на прицепе, а Маск - трепло и шарлатан. Необходимо отметить, что автотранспортный бизнес в США в корне отличается от такового в Европе или в России в одном аспекте — прицепы, как правило, не принадлежат владельцу тягача. Поэтому, доставив груз по назначению, водитель просто перецепляет «хвосты» и катит с другим по следующему адресу. Вариант с батареями вне тягача пока не проходит никак. Не исключаю, что в будущем с ростом популярности электрического автотранспорта появятся прицепы со встроенными батареями для увеличения пробега автопоезда.

Очевидно, что запас хода в 800 км — это минимум. Магистральные автопоезда должны иметь возможность проехать без заправки 1000-1100 км. Почему я придерживаюсь именно такой минимальной емкости батарей для магистральных электрических тягачей? Маск лукавит, обозначив скорость автопоезда 60-ю милями в час. Максимально разрешенная может различаться от штата к штату — от 55 до 75 миль (88-120 км/ч), но средняя — 65 миль/ч. Грузовики в США на хайвеях «топят на всю катушку» и даже больше, поэтому реальный пробег Tesla Semi на одной зарядке с учетом средних скоростей будет меньше 800 км — около 600. Но и Маск позиционирует свой тягач пока как среднемагистральный: доехать с грузом до клиента и вернуться в течение дня на базу. Примерно 30% перевозчиков на автопоездах работают со средним пробегом 500 км в день. С развитием технологий хранения электроэнергии пробег Tesla Semi будет увеличиваться — в этом никто не сомневается.

Над аккумуляторным отсеком установлена углепластиковая кабина по типу самолетной: место водителя выдвинуто вперед и находится по центру. Позади пилотского кресла - просторная центральная зона с высотой около 220 сантиметров. Полноценной зоны отдыха в понимании европейских, а тем более американских, стандартов - нет. Но это не значит, что она не может появиться в принципе. С увеличением дальности пробега на одной зарядке появится и полноценный sleeper (спальник). Внешне кабина смахивает на утюг, но такая форма демонстрирует великолепную аэродинамику: коэффициент лобового сопротивления (Cx) у Tesla Semi — 0,36. Это лучше, чем у Bugatti Chiron с «жалким» 0,38, а обычные тягачи имеют Cx около 0,45.

«Козырным» ходом, как мне кажется, оказалось небьющееся ветровое стекло. Трещины на них — отнюдь не редкое явление, требующее материальных затрат и времени при замене. Маск дает на стекло пожизненную гарантию, на весь автомобиль — 1 млн. 600 тыс км. Звучит фантастически, но с учетом опыта эксплуатации легковых Tesla, где только на батарейный блок гарантия 8 лет — это выполнимо. Годовой пробег автопоездов в среднем — 150 тыс км. Похоже, компания Маска готова продлить гарантию на батарею еще на пару лет.

Про стоимость технического обслуживания говорить рано, но, скорее всего, оно будет реже, чем у дизельных грузовиков: масло и фильтра менять не надо, тормозные колодки прослужат дольше за счет способности тормозить электромоторами с последующей рекуперацией энергии торможения в электрическую. Эти же колесные электромоторы открывают и новые возможности в активной безопасности автопоезда — системе стабилизации. Если в обычных машинах с ДВС она осуществляется за счет притормаживания определенных колес, то в Tesla прибавляется возможность воздействовать на курсовую устойчивость и за счет передачи крутящего момента на нужное колесо.

Кроме новой системы стабилизации автопоезда на Tesla Semi в базовой комплектации будет стоять адаптивный круиз-контроль; система, контролирующая движение в полосе; датчики, отслеживающие боковые помехи; системы, управляющие тормозами. Весь этот (дополнительный к базовым узлам и агрегатам) комплекс позволяет автопоезду двигаться в режиме ограниченной автономной езды — автомобиль может перемещаться автономно в пределах своей полосы. До полной «автономки», когда машина способна маневрировать без участия водителя, - один шаг.

Так как узлы и агрегаты грузовика максимально электрифицированы, их само- или дистанционная диагностика происходит быстро и просто. По результатам принимается решение о сервисе, время которого также согласовывается с ремонтными службами дистанционно и автоматически. Обновление софта грузовика происходит регулярно даже без участия водителя: Tesla давно использует эту практику на своих легковых автомобилях.

Три пишем, два в уме

А теперь о самом главном, о чем не подозревают водители легковых автомобилей и, что греха таить, наемные водители грузовиков и члены разных жюри, раздающие звание «лучший автомобиль» — об эффективности грузовика. По словам Илона Маска, в эксплуатации Tesla Semi обойдется дешевле дизельных аналогов на 20%. Операционные затраты на 1 км пробега составят $0,79, а на дизельном грузовике - $0,94. В операционных расходах в нашем сравнении можно говорить только о затратах на топливо (электричество), техническое обслуживание и лизинговые платежи — остальные параметры примерно одинаковы.

Главная статья из сравниваемых — расходы на топливо. Ее и примем единственной для простоты расчетов. Если на 1000-киловаттной батарее 36-тонный автопоезд на скорости 96 км/ч проезжает 800 км, то на 100 км тратит 125 кВт·ч. Средний расход дизельного аналога — 35 литров на 100 км. Литр солярки с учетом КПД дизельного мотора — 3,5 кВт·ч, следовательно автопоезд с ДВС тратит 122,5 кВт·ч на 100 км, что сопоставимо с тягачом Tesla Semi. С учетом выдающейся аэродинамики КПД электрического автопоезда хотелось бы видеть лучше. Средняя цена кВт ч в США — $0,07, дизтоплива на 19.11.2017 — $0,7/литр. Путем простейших вычислений получаем стоимость 100 км пробега на Tesla Semi - $8,75, на дизельном аналоге — $24,5, что в 2,8 раз дороже. При среднем годовом пробеге экономия при использовании Tesla Semi будет около $24 000. Совокупная топливная экономия на гарантийном пробеге (1,6 млн км) составит приблизительно $240 000, что близко к цифре, озвученной Маском - «более 200 тыс».

Если же использовать автопоезда в составе конвоя в режиме полуавтономного вождения, которое уже сейчас возможно на дорогах общего пользования, то эффективность будет еще выше, что позволит, по словам Маска, конкурировать с железнодорожным транспортом. Перспективы блестящие.

Пересчитывая операционные затраты, озвученные на презентации машины (см. выше), на 100 км пробега, разница в абсолютных цифрах Tesla Semi и дизельного аналога будет та же, что и в наших чисто топливных расчетах — около $16. Получается, что другие операционные расходы абсолютно одинаковы, включая лизинговые платежи и стоимость ТО, у совершенно разных грузовиков. Вывод — машины стоят одинаково! Или в расчеты Маска не входят лизинговые платежи? Про цену Tesla Semi не было сказано ни слова. Пока мысли разных экспертов крутятся вокруг цифры $250 тыс. за тягач — это примерно на $100 тыс дороже грузовика с ДВС. Следовательно, если включить в операционные расходы лизинговые платежи машины, которая значительно дороже дизельного аналога, то экономия в $200 тыс за гарантийный период выглядит сказкой. Без полной технической и финансовой информации более тонкий анализ — «гадание на кофейной гуще».

Главной проблемой и «тормозом» электрических грузовиков в ближайшей перспективе станет инфраструктура станций зарядок. Существующие для легковых автомобилей - не помощники в виду того, что емкости батарей различаются на порядок. И если только сейчас стали появляться станции зарядки 3-го поколения, которые могут «накачать» батареи легкового Tesla за 11-12 минут, то какую же производительность должно иметь оборудование, чтобы зарядить батарею емкостью в десять раз больше? Но Илон озвучил, что к 2019 году (скорее всего - позже), когда первые покупатели увидят Tesla Semi, мощность зарядных станций позволит «заливать» электричества на 640 км пробега за 30 мин. Почему не 800? Потому что оставшиеся 25% емкости батарей будут заряжаться те же 30 мин — так устроены законы физики. Как ни крути, но электрические грузовики какое-то время будут «на коротком поводке» и не перемещаться далеко от специального источника электроэнергии. Увы, но про домашнюю розетку забудьте — успеете состариться, пока зарядите батарею Tesla Semi. Так вот, есть мнение, что стоимость электричества на новых зарядных станциях будет стоить дороже, чем средняя по стране США. Поживем — увидим.

Не соглашусь с теми, кто утверждает, что Маск - шарлатан. Своими успешными проектами — Space X и модельный ряд легковых автомобилей Tesla — Илон доказал, что его идеи, какими бы фантастическими не были, реализовываются и, главное, меняют представление людей об окружающем мире и возможностях. Уверен, что грузовики Tesla Semi будут ездить, станут примером для подражания и заставят других традиционных производителей техники, жирующих на безальтернативности и монополизме, шевелится и вкладывать деньги не в тупиковые проекты с ДВС, а в будущие технологии.

Заплатив $5 тыс., можно уже заказать грузовик Tesla Semi. И, судя по информации, транспортные компании начали это делать: крупнейшая торговая сеть Wal-mart на следующий день после презентации подтвердила заказ на 15 грузовиков Tesla Semi. Фрахтовая компания J.B. Hunt также подтвердила покупку грузовиков, канадская компания Loblaws заказала 25 грузовиков Tesla Semi.

Электрические грузовики других производителей: