保持凉爽——从商店到门口

食品、药品、易腐烂物品和其他温度敏感物品的长途和最后一英里运输依赖于冷藏卡车。 今天在路上行驶的北美约 2 万辆卡车中，约有 38% 是冷藏的，每年产生 12B 美元的货运收入（货运总收入约为 750B 美元/年）。 货物的表面运输涉及一个由港口、仓库、工厂和农场组成的错综复杂的网络，这些网络将产品送入长途卡车，然后将其运送到当地的配送中心和商店。 最后一英里交付将库存从配送中心和商店转移到最终客户的家庭和企业，每年产生约 60B 美元的收入。 其中 10%（$6B/年）是冷藏运输。

冷链配送是一个专门的过程，它控制温度敏感产品从起始点（工厂、农场、仓库、配送中心）到最终用户的移动。 存储/运输时间和温度控制对于计划、监控和执行以保持产品质量和完整性至关重要。 早期的实施使用天然冰和干冰，并且仅限于短距离。 机械冷藏车 由弗雷德里克·琼斯于 1935 年发明，一位自学成才的工程师，在第一次世界大战中曾在美国陆军服役。这项创新在第二次世界大战中发挥了重要作用，为美军运送药品、血液和食物。 1956 年美国州际公路系统的启动见证了冷藏卡车的容量、效率和范围的显着提高（亲切而令人惊讶地称为“冷藏箱”。 比尔马赫应该喜欢这个！）。

最远距离 冷藏箱 采用机械制冷对存储产品的拖车或集装箱单元的整个内部容积进行温度控制。 冷却液、压缩机、绝缘和通风的组合与专用柴油驱动的发电机一起使用，为制冷装置的运行提供动力。 许多最后一英里交付选项也使用这种方法的一些变体。

电子商务的兴起和 Covid 大流行显着增加了从商店和配送中心到最终用户的冷藏最后一英里交付。 杂货连锁店和电子商务巨头在杂货、半成品食品包和药品等易腐烂物品的当天交付方面看到了巨大的机会。 他们跟进投资仓储和 交货. 专门为这些交付而开发的一些选项是专门制造的货车、机器人和无人机。

最后一英里送货卡车的主要创新包括:

1. 更小、更轻的卡车: 使用 5 至 7 类卡车和/或牵引拖车向杂货店和其他零售店批量运送。 送货上门使用 1 至 4 级货车，这些货车减少了驾驶员认证需求，并且在送货间隔、能源成本和停车方面更有效率。 这些卡车的底盘重量通常 < 10,000 磅。
2. 电动车：越来越多的关注降低车辆排放和噪音污染正在推动从汽油或柴油动力内燃机向电池驱动电动汽车的转变。 其他好处包括由于更少的活动部件而降低了维护成本。
3. 电制冷： 转向使用电池驱动电力（相对于柴油发电机）运行的冷却系统是由控制排放和转向可持续的最后一英里解决方案的需要推动的。 它仍然使用闭环冷却液和压缩机来实现温度控制。 电制冷是使用电动汽车的自然附加物，可在居民区提供绿色和静音的送货服务。 电动汽车制造商和冷却解决方案提供商之间的合作伙伴关系 解决全电动冷藏最后一英里交付部分。
4. 固态制冷 是 3 的特定类别，但使用基于 Peltier 效应的热电冷却技术。 它不使用移动部件、冷却液或压缩机，消除了制冷剂泄漏（典型的制冷剂是碳氢化合物或氢氟碳化合物）对全球变暖的危险，这种泄漏导致大气中的热量吸收比二氧化碳高 2000 倍，是全球变暖的主要原因。
5. 符合人体工程学的货物装卸专用车辆， 保护工人安全和健康的重要考虑因素
6. 多产品线和温度范围的定制： 最后一英里交付有个别客户的特定需求，可能涉及温度和产品要求的混合。

最后一英里交付的固态制冷

固态制冷是指通过热电技术提供的温度控制。 具体来说，它涉及到应用 珀耳帖效应，它使用碲化铋等半导体元素 将主动和被动热负荷从“冷板”（保持在可低至 -60C 的目标温度）转移到“热板”（温度比环境温度高几度的散热器）温度）。 自 1980 年代中期以来，热电冷却器或 TEC 一直用于冷却用于通信应用的激光器和探测器，并有助于推动高带宽通信和计算革命（见图 1）。

反转电极使 TEC 能够在加热模式下使用，这在环境温度波动较大的应用中非常有利，在这些应用中，冷侧必须保持在固定温度。 它还为使用此类技术提供热食提供机会，例如预制食品。

热电冷却的优势是显而易见的——更高的可靠性（无运动部件和压缩机）、无氢氟烃 (HFC) 或有毒制冷剂（可能泄漏并导致环境问题）、尺寸和重量要求更低以及运行更安静。 与旨在冷却集装箱或拖车的整个空间体积的传统制冷技术相比，它还能够实现模块化、分布式和空间集中的温度控制，以及整体更好的壁塞效率。

固态冷却最初用于冷却或温度稳定具有适度热负荷的小型光学和电子芯片。 随着技术的发展，它被用于工业激光器和计算机等大型组件。 由于成本、功耗和容量方面的考虑，现阶段将其扩展到大空间是不切实际的（例如，冷却 8 级卡车中的整个拖车）。 然而，体积适中的容器，如 饮料冷却器 和 台下式冰箱 用于医疗和实验室用途是实用的，今天可用。

声子位于三角研究园（北卡罗来纳州）是一家半导体公司，专门开发和制造面向大众市场应用的 TEC，从通信和 LiDAR 到运输、气候控制和疫苗存储。 迄今为止，它已经筹集了 250 亿美元，拥有 200 名员工，并与泰国的 Fabrinet 等制造合作伙伴建立了合作伙伴关系。 除了在半导体领域的知识产权外，它还专注于将其 TEC 产品集成到特定应用和定制的固态冷藏解决方案中，用于实验室、商品销售、气候控制和冷链履行。

图 2 显示了 Phononic 解决的冷链履行生态系统，包括商店、仓库和履行中心的存储和装载，以及这些地点与最终客户之间的最后一英里运输。

该公司的手提袋产品（图 3）集成了其 TEC 以在手提袋内提供冷却，并使用 CO2/水制冷剂通过集成风扇将热量排入大气。 手提袋尺寸可以定制，有 2 种型号 - 冷藏和冷冻。 前者稳态耗电约40W，冷冻版耗电约100W，在能源使用和电池寿命方面非常适合电动汽车。 该解决方案根据产品负载提供定制的温度解决方案，并集成物联网连接以持续监控和跟踪温度合规性。

Phononic 与 Sortimo 合作，后者为客户演示定制了一辆加长的福特电动货车作为 Tri-Temp 车辆。 迄今为止，该公司拥有 15 个商业设施，预计在不久的将来还会有更多。 根据 Phononic 的 CEO Tony Atti 的说法， “我们看到了利用我们的半导体平台和集成系统设计为端到端冷链/最后一英里交付提供可持续且具有成本效益的解决方案的机会。 初步测试表明，与使用干冰和凝胶包装的汽油运输车辆相比，拥有 60 家门店的中型杂货连锁店每年可节省 1 万美元的送货运营成本，并避免排放超过 800 公吨的二氧化碳。” 展望未来，我们将使用 Tri-Temp 卡车和无人机解决履行中心、中间英里交付、店内/路边取货和最后一英里交付问题。”

新兴的最后一英里交付解决方案

主要的电子商务公司正在投资电动汽车以实现最后一英里的交付。 亚马逊在 Rivian 的股份 就是一个例子。 沃尔玛与 Canoo 合作 对于类似的能力。 虽然这些适用于一般交付，但固态冷藏手提袋是某些有效载荷的理想选择。

随着电子商务和基于应用程序的交付增加，最后一英里运输的新模式正在出现。 这些很可能是自主的（机器人、无人机和货车）和电力驱动的。 亚马逊最近 推出了 Amazon Scout 送货机器人，并已获得美国联邦航空局的许可，可以使用无人机运送食品和药品。

Nuro，自动驾驶货车制造商 与克罗格合作，用于杂货配送，与 Domino's 用于比萨配送。 他们最近与 Uber Eats 签署了一项协议 从餐厅到家庭和企业的送餐服务.

希望利用人口稠密的大学校园和饥饿的学生来养活， Starship Technologies最近宣布 密苏里州立大学基于机器人的送餐服务。 冷热餐点通过基于应用程序的机器人送货从自助餐厅运送到不同的校园地点。

用于冷藏、冷冻或加热产品交付的轻型、节能和可持续的固态温度控制解决方案是这些新兴运输方式的最后一英里交付的完美补充。