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大家選新能源車 純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航高會(huì)出什么問題?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:636次  |  2021年07月09日  

由于PHEV、HEV沒有里程焦慮,所以本文討論的“新能源汽車”,默認(rèn)是純電動(dòng)EV。

總體上來說,不是。目前,大家選新能源車,400公里續(xù)航保底,希望越長(zhǎng)越好。

之所以這樣,是因?yàn)橹半妱?dòng)汽車?yán)m(xù)航太短了,窮怕了。

目前,大家選新能源車,400公里續(xù)航保底,希望越長(zhǎng)越好。之所以這樣,是因?yàn)橹半妱?dòng)汽車?yán)m(xù)航太短了,窮怕了。

出行特征vs里程焦慮

下圖出自侯聰?shù)牟┦空撐?,北京市每日出行特征。圖中顯示:80%的每日出行在50公里以下、95%的出行在100公里以下。


理論上說,200公里的續(xù)航就妥妥的了。然而,理論終究是理論,消費(fèi)者還是會(huì)產(chǎn)生“里程焦慮”,原因大體上有以下幾方面:

加油/充電余量:不可能真的到油盡燈枯的時(shí)候再去加油/充電,多數(shù)人習(xí)慣還有幾十公里續(xù)航的時(shí)候就去加油。考慮到充電樁/站遠(yuǎn)少于加油站,那剩下100公里續(xù)航的時(shí)候,就得去充電了。OK,以200公里續(xù)航為基準(zhǔn),這下刨去100公里,那至少要300公里續(xù)航。

真實(shí)續(xù)航vs工信部續(xù)航:中國廠家給出的是NEDC續(xù)航,美國的是EPA續(xù)航,歐洲現(xiàn)在是WLTP續(xù)航。大體上來說,EPA比較準(zhǔn),而NEDC就要大打折扣。說是300公里續(xù)航,實(shí)際開能到260吧。高速、高溫開空調(diào)、低溫開暖氣,都要刨去一大塊,極端情況下打個(gè)對(duì)折都有可能。比如看這條:如何看待蔚來車主實(shí)測(cè)ES8續(xù)航只有178km?OK,如此看來,要想開得舒服,那至少要200+200+100=500公里續(xù)航。

遠(yuǎn)行需求/突發(fā)需求:即便說95%的情況下都在市區(qū)開,但大家也是希望周末去郊個(gè)游、春節(jié)開回家,遇到急事開個(gè)跨城的啊,那電動(dòng)車怎么辦?

考慮以上情況,大部分消費(fèi)者在選電動(dòng)汽車的時(shí)候,還是希望續(xù)航越長(zhǎng)越好,最好能到800-1000公里吧。然而,就目前來說這是有問題的。

高續(xù)航帶來的問題

電池很重,往往要占到整個(gè)車重的20-30%左右。相對(duì)于燃油車,這部分車重是額外增加的,相當(dāng)于“能量征稅”。

也就是說,我再多加1度電的電池,需要先被征走0.3度,只有0.7度是真正可以增加續(xù)航的。隨著續(xù)航變長(zhǎng)、電池增加,這種“能量稅”會(huì)越來越重,從經(jīng)濟(jì)上變得不再可行。

這樣說起來也有點(diǎn)諷刺,本來說是節(jié)能減排呢,結(jié)果現(xiàn)在每個(gè)車都額外背了幾百公斤的電池瞎跑,那不是背道而馳嗎?

在下面這個(gè)回答中,我曾做過一個(gè)不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算:

為什么只有特斯拉靠鋰電池續(xù)航超500公里?

ModelS75做個(gè)仿真,縱坐標(biāo)是續(xù)航里程,橫坐標(biāo)是電池容量。

裝150kWh電池只能跑不到700km,與900km相差不少。

裝225kWh電池只能跑不到800km,與1350km相差甚遠(yuǎn)。

無論裝多少電池,續(xù)航里程都突破不了1250km!

為什么會(huì)這樣呢?原因在于,當(dāng)電池容量很大的時(shí)候,“能量稅”也很重,所增加電池容量大部分都用來運(yùn)輸電池本身了!

打個(gè)比方,一個(gè)人徒步遠(yuǎn)行,路上沒有補(bǔ)給,帶1斤的干糧可以走20公里,帶2斤干糧可以走40公里,但是帶100斤的干糧就可以走2000公里嗎?肯定是不能的,因?yàn)楦杉Z本身的重量就把遠(yuǎn)行者給壓垮了。

那么汽油車為啥沒這個(gè)問題呢??不難發(fā)現(xiàn),這個(gè)問題的關(guān)鍵在于能量密度。電池組一般在130-160Wh/kg,而汽油是12222Wh/kg,相差將近100倍。

也就是說,能量密度決定了堆電池?cái)?shù)量的難度!在能量密度受限的情況下,電池?cái)?shù)量堆到一定程度,就會(huì)變得相當(dāng)不經(jīng)濟(jì)了。

通過上述分析,我們知道了。即便不考慮電池成本(假設(shè)電池不要錢),也不可能無腦堆電池來獲得高續(xù)航。

那么有沒有解決方案呢?

一、硬核方案:提高電池能量密度

如果能量密度是關(guān)鍵問題,那我不斷地研發(fā),提高電池能量密度不就行了嗎?

遺憾的是,這個(gè)道路非常艱難。

短期來看,面臨能量密度與安全性的矛盾。如下圖,越靠近右上的技術(shù),能量密度越高;但顏色也越紅,意思就是越容易出安全問題。

長(zhǎng)期來看,也面臨著物理化學(xué)的上限瓶頸。

究竟是什么限制了電池的容量?-知乎

目前,科技工作者一方面在探索鋰離子電池的極限,另一方面也在試圖找其他的道路,例如鋰固態(tài)電池等。

二、提高充電便利性

如果充電很便利,那續(xù)航短點(diǎn)也好接受是吧?

提高充電便利性有兩個(gè)方向:

提高充電速度

增加充電樁/站數(shù)量

例如,特斯拉已建了上萬個(gè)120kW超級(jí)充電樁。

又如,奧迪宣傳開始建設(shè)150kW的超級(jí)充電樁。

再如,在上海不找個(gè)車位,把充電樁安上,是不讓你上綠牌的。如果每個(gè)車位都有充電樁,也是提高了便利性

當(dāng)然,也有相似而不同的思路,把快充改成了換電

提高充電便利性,也是一個(gè)治本的方法,然而這涉及到基礎(chǔ)設(shè)施的問題。而基礎(chǔ)設(shè)施的問題,沒有簡(jiǎn)單的問題。

三、電池充電寶

愛馳汽車設(shè)計(jì)了一個(gè)“備用電池包”,在遠(yuǎn)行前可以到4s店加上,臨時(shí)增加了續(xù)航。這可以理解為是一種“部分換電”,但我覺得理解為外置充電寶更好。

純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航高會(huì)出什么問題?

除了上面的外置充電寶,還有一種內(nèi)置的,也就是傳說中的“增程式電動(dòng)汽車”。理想智造ONE就是這樣一種車,汽車之家創(chuàng)始人李想稱之為“沒有里程焦慮的電動(dòng)汽車”

先不說這種“增程式”在技術(shù)上有沒有缺點(diǎn),首先在定義上,就不一定能歸在電動(dòng)汽車?yán)铩?br/>
總結(jié)

對(duì)消費(fèi)者來說,如果不加錢,續(xù)航是越高越好。所以說,特定條件下,電動(dòng)汽車是續(xù)航越多越好

對(duì)全社會(huì)來說,即便不加錢,過高續(xù)航也意味著更不節(jié)能、更不環(huán)保。核心問題在于電池能量密度低。所以綜合來看,電動(dòng)汽車并不是續(xù)航越多越好。

關(guān)于解決方案,路徑不止一個(gè),但都不好走,路徑共識(shí)尚不存在。德中美日各國、各大汽車巨頭會(huì)在探索、博弈中前行。


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