保持涼爽——從商店到門口

食品、藥品、易腐爛物品和其他溫度敏感物品的長途和最後一英里運輸依賴於冷藏卡車。 今天在路上行駛的北美約 2 萬輛卡車中，約有 38% 是冷藏的，每年產生 12B 美元的貨運收入（貨運總收入約為 750B 美元/年）。 貨物的表面運輸涉及一個由港口、倉庫、工廠和農場組成的錯綜複雜的網絡，這些網絡將產品送入長途卡車，然後將其運送到當地的配送中心和商店。 最後一英里交付將庫存從配送中心和商店轉移到最終客戶的家庭和企業，每年產生約 60B 美元的收入。 其中 10%（$6B/年）是冷藏運輸。

冷鏈配送是一個專門的過程，它控制溫度敏感產品從起始點（工廠、農場、倉庫、配送中心）到最終用戶的移動。 存儲/運輸時間和溫度控制對於計劃、監控和執行以保持產品質量和完整性至關重要。 早期的實施使用天然冰和乾冰，並且僅限於短距離。 機械冷藏車 由弗雷德里克·瓊斯於 1935 年發明，一位自學成才的工程師，在第一次世界大戰中曾在美國陸軍服役。這項創新在第二次世界大戰中發揮了重要作用，為美軍運送藥品、血液和食物。 1956 年美國州際公路系統的啟動見證了冷藏卡車的容量、效率和範圍的顯著提高（親切而令人驚訝地稱為“冷藏箱”。 比爾馬赫應該喜歡這個！）。

最遠距離 冷藏箱 採用機械製冷對存儲產品的拖車或集裝箱單元的整個內部容積進行溫度控制。 冷卻液、壓縮機、絕緣和通風的組合與專用柴油驅動的發電機一起使用，為製冷裝置的運行提供動力。 許多最後一英里交付選項也使用這種方法的一些變體。

電子商務的興起和 Covid 大流行顯著增加了從商店和配送中心到最終用戶的冷藏最後一英里交付。 雜貨連鎖店和電子商務巨頭在雜貨、半成品食品包和藥品等易腐爛物品的當天交付方面看到了巨大的機會。 他們跟進投資倉儲和 交貨. 專門為這些交付而開發的一些選項是專門製造的貨車、機器人和無人機。

最後一英里送貨卡車的主要創新包括:

1. 更小、更輕的卡車: 使用 5 至 7 類卡車和/或牽引拖車向雜貨店和其他零售店批量運送。 送貨上門使用 1 至 4 級貨車，這些貨車減少了駕駛員認​​證需求，並且在送貨間隔、能源成本和停車方面更有效率。 這些卡車的底盤重量通常 < 10,000 磅。
2. 電動車：越來越多的關注降低車輛排放和噪音污染正在推動從汽油或柴油動力內燃機向電池驅動電動汽車的轉變。 其他好處包括由於更少的活動部件而降低了維護成本。
3. 電製冷： 轉向使用電池驅動電力（相對於柴油發電機）運行的冷卻系統是由控制排放和轉向可持續的最後一英里解決方案的需要推動的。 它仍然使用閉環冷卻液和壓縮機來實現溫度控制。 電製冷是使用電動汽車的自然附加物，可在居民區提供綠色和靜音的送貨服務。 電動汽車製造商和冷卻解決方案提供商之間的合作夥伴關係 解決全電動冷藏最後一英里交付部分。
4. 固態製冷 是 3 的特定類別，但使用基於 Peltier 效應的熱電冷卻技術。 它不使用移動部件、冷卻液或壓縮機，消除了製冷劑洩漏（典型的製冷劑是碳氫化合物或氫氟碳化合物）對全球變暖的危險，這種洩漏導致大氣中的熱量吸收比二氧化碳高 2000 倍，是全球變暖的主要原因。
5. 符合人體工程學的貨物裝卸專用車輛， 保護工人安全和健康的重要考慮因素
6. 多產品線和溫度範圍的定制： 最後一英里交付有個別客戶的特定需求，可能涉及溫度和產品要求的混合。

最後一英里交付的固態製冷

固態製冷是指通過熱電技術提供的溫度控制。 具體來說，它涉及到應用 珀耳帖效應，它使用碲化鉍等半導體元素 將主動和被動熱負荷從“冷板”（保持在可低至 -60C 的目標溫度）轉移到“熱板”（溫度比環境溫度高幾度的散熱器）溫度）。 自 1980 年代中期以來，熱電冷卻器或 TEC 一直用於冷卻用於通信應用的激光器和探測器，並有助於推動高帶寬通信和計算革命（見圖 1）。

反轉電極使 TEC 能夠在加熱模式下使用，這在環境溫度波動較大的應用中非常有利，在這些應用中，冷側必須保持在固定溫度。 它還為使用此類技術提​​供熱食提供機會，例如預製食品。

熱電冷卻的優勢是顯而易見的——更高的可靠性（無運動部件和壓縮機）、無氫氟烴 (HFC) 或有毒製冷劑（可能洩漏並導致環境問題）、尺寸和重量要求更低以及運行更安靜。 與旨在冷卻集裝箱或拖車的整個空間體積的傳統製冷技術相比，它還能夠實現模塊化、分佈式和空間集中的溫度控制，以及整體更好的壁塞效率。

固態冷卻最初用於冷卻或溫度穩定具有適度熱負荷的小型光學和電子芯片。 隨著技術的發展，它被用於工業激光器和計算機等大型組件。 由於成本、功耗和容量方面的考慮，現階段將其擴展到大空間是不切實際的（例如，冷卻 8 級卡車中的整個拖車）。 然而，體積適中的容器，如 飲料冷卻器 和 台下式冰箱 用於醫療和實驗室用途是實用的，今天可用。

聲子位於三角研究園（北卡羅來納州）是一家半導體公司，專門開發和製造面向大眾市場應用的 TEC，從通信和 LiDAR 到運輸、氣候控制和疫苗存儲。 迄今為止，它已經籌集了 250 億美元，擁有 200 名員工，並與泰國的 Fabrinet 等製造合作夥伴建立了合作夥伴關係。 除了在半導體領域的知識產權外，它還專注於將其 TEC 產品集成到特定應用和定制的固態冷藏解決方案中，用於實驗室、商品銷售、氣候控制和冷鏈履行。

圖 2 顯示了 Phononic 解決的冷鏈履行生態系統，包括商店、倉庫和履行中心的存儲和裝載，以及這些地點與最終客戶之間的最後一英里運輸。

該公司的手提袋產品（圖 3）集成了其 TEC 以在手提袋內提供冷卻，並使用 CO2/水製冷劑通過集成風扇將熱量排入大氣。 手提袋尺寸可以定制，有 2 種型號 - 冷藏和冷凍。 前者穩態耗電約40W，冷凍版耗電約100W，在能源使用和電池壽命方面非常適合電動汽車。 該解決方案根據產品負載提供定制的溫度解決方案，並集成物聯網連接以持續監控和跟踪溫度合規性。

Phononic 與 Sortimo 合作，後者為客戶演示定制了一輛加長的福特電動貨車作為 Tri-Temp 車輛。 迄今為止，該公司擁有 15 個商業設施，預計在不久的將來還會有更多。 根據 Phononic 的 CEO Tony Atti 的說法， “我們看到了利用我們的半導體平台和集成系統設計為端到端冷鏈/最後一英里交付提供可持續且具有成本效益的解決方案的機會。 初步測試表明，與使用乾冰和凝膠包裝的汽油運輸車輛相比，擁有 60 家門店的中型雜貨連鎖店每年可節省 1 萬美元的送貨運營成本，並避免排放超過 800 公噸的二氧化碳。” 展望未來，我們將使用 Tri-Temp 卡車和無人機解決履行中心、中間英里交付、店內/路邊取貨和最後一英里交付問題。”

新興的最後一英里交付解決方案

主要的電子商務公司正在投資電動汽車以實現最後一英里的交付。 亞馬遜在 Rivian 的股份 就是一個例子。 沃爾瑪與 Canoo 合作 對於類似的能力。 雖然這些適用於一般交付，但固態冷藏手提袋是某些有效載荷的理想選擇。

隨著電子商務和基於應用程序的交付增加，最後一英里運輸的新模式正在出現。 這些很可能是自主的（機器人、無人機和貨車）和電力驅動的。 亞馬遜最近 推出了 Amazon Scout 送貨機器人，並已獲得美國聯邦航空局的許可，可以使用無人機運送食品和藥品。

Nuro，自動駕駛貨車製造商 與克羅格合作，用於雜貨配送，與 Domino's 用於比薩配送。 他們最近與 Uber Eats 簽署了一項協議 從餐廳到家庭和企業的送餐服務.

希望利用人口稠密的大學校園和飢餓的學生來養活， Starship Technologies最近宣布 密蘇里州立大學基於機器人的送餐服務。 冷熱餐點通過基於應用程序的機器人送貨從自助餐廳運送到不同的校園地點。

用於冷藏、冷凍或加熱產品交付的輕型、節能和可持續的固態溫度控制解決方案是這些新興運輸方式的最後一英里交付的完美補充。