大咖說(shuō)
.電動(dòng)車(chē)實(shí)驗(yàn)室新鮮直達(dá) .
有不少消費(fèi)者在選購(gòu)電動(dòng)車(chē)時(shí),把續(xù)航里程作為首要考慮因素。從使用層面來(lái)看,這無(wú)可厚非,但實(shí)際上續(xù)航里程并非衡量電動(dòng)車(chē)優(yōu)劣的唯一標(biāo)準(zhǔn),并且對(duì)于電動(dòng)車(chē)而言,續(xù)航里程也并非越長(zhǎng)越好,這是為什么呢?
為了消除部分消費(fèi)者的誤區(qū),EVLAB特意邀請(qǐng)到了汽車(chē)圈內(nèi)的資深媒體人以及汽車(chē)工程師們來(lái)為大家解讀這個(gè)問(wèn)題“新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航里程是不是越多越好?”
“新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航里程是不是越多越好?”
1
先說(shuō)結(jié)論:新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航里程并非越多越好(由于PHEV、HEV沒(méi)有里程焦慮,所以本文中我討論的“新能源汽車(chē)”,默認(rèn)為純電動(dòng))。現(xiàn)階段,大家選購(gòu)新能源汽車(chē),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(chē)?yán)m(xù)航太短了,窮怕了!
出行特征vs里程焦慮
下圖為我查找到的《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(shuō),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??紤]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。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)航才能安心。
真實(shí)續(xù)航vs工信部續(xù)航:
中國(guó)廠(chǎng)家給出的是NEDC續(xù)航,美國(guó)的是EPA續(xù)航,歐洲現(xiàn)在是WLTP續(xù)航。大體上來(lái)說(shuō),EPA比較準(zhǔn),而NEDC就要大打折扣了。這意味著300公里續(xù)航,實(shí)際開(kāi)能到260就不錯(cuò)了。高速、高溫開(kāi)冷風(fēng)、低溫開(kāi)暖氣,影響很大,極端情況下打個(gè)對(duì)折都有可能。如此看來(lái),要想開(kāi)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(shuō)95%的情況下都在市區(qū)開(kāi),但大家也是希望周末去郊個(gè)游、春節(jié)開(kāi)回家,遇到急事開(kāi)個(gè)跨城的啊,那電動(dòng)車(chē)怎么辦?
考慮以上情況,大部分消費(fèi)者在選電動(dòng)汽車(chē)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(lái)說(shuō),這是有問(wèn)題的。
大家都沒(méi)想過(guò),高續(xù)航所帶來(lái)的問(wèn)題
事實(shí)上電池很重,往往要占到整個(gè)車(chē)重的20-30%左右。相對(duì)于燃油車(chē),這部分車(chē)重是額外增加的,相當(dāng)于“能量征稅”。也就是說(shuō),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(lái)越重,從經(jīng)濟(jì)上變得不再可行。
這樣說(shuō)起來(lái)也有點(diǎn)諷刺,本來(lái)說(shuō)是節(jié)能減排呢,結(jié)果現(xiàn)在每個(gè)車(chē)都額外背了幾百公斤的電池瞎跑,那不是背道而馳嗎?
我曾做過(guò)一個(gè)不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算:
為什么特斯拉靠鋰電池就能達(dá)到 500 公里續(xù)航?Model S 75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,與理論上的900km相差不少。
裝225kWh電池只能跑不到800km,與理論上的1350km相差甚遠(yuǎn)。
無(wú)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(lái)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(méi)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(chē)為啥沒(méi)這個(gè)問(wèn)題呢?
不難發(fā)現(xiàn),這個(gè)問(wèn)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(shuō),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(guò)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(qián)),
也不可能無(wú)腦堆電池來(lái)獲得高續(xù)航。
那么有沒(méi)有解決方案呢?
01
硬核方案:提高電池能量密度
如果能量密度是關(guān)鍵問(wèn)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(lái)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(wèn)題。
長(zhǎng)期來(lái)看,也面臨著物理化學(xué)的上限瓶頸。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。
02
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”以及“增加充電樁/站數(shù)量”。例如,特斯拉已建了上萬(wàn)個(gè)120kW超級(jí)充電樁。
又如,奧迪宣傳開(kāi)始建設(shè)150kW的超級(jí)充電樁。再如,在上海不找個(gè)車(chē)位,把充電樁安上,是不讓你上綠牌的。如果每個(gè)車(chē)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(wèn)題。而基礎(chǔ)設(shè)施的問(wèn)題,沒(méi)有簡(jiǎn)單的問(wèn)題。
03
電池充電寶
愛(ài)馳汽車(chē)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(jué)得理解為外置充電寶更好。除了上面的外置充電寶,還有一種內(nèi)置的,也就是傳說(shuō)中的“增程式電動(dòng)汽車(chē)”。
理想智造ONE就是這樣一種車(chē),汽車(chē)之家創(chuàng)始人李想稱(chēng)之為“沒(méi)有里程焦慮的電動(dòng)汽車(chē)”。先不說(shuō)這種“增程式”在技術(shù)上有沒(méi)有缺點(diǎn),首先在定義上,就不一定能歸在電動(dòng)汽車(chē)?yán)铩?/p>
總結(jié):對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō),如果不加錢(qián),續(xù)航是越高越好。所以說(shuō),特定條件下,電動(dòng)汽車(chē)是續(xù)航越多越好。對(duì)全社會(huì)來(lái)說(shuō),即便不加錢(qián),過(guò)高續(xù)航也意味著更不節(jié)能、更不環(huán)保。核心問(wèn)題在于電池能量密度低。所以綜合來(lái)看,電動(dòng)汽車(chē)并不是續(xù)航越多越好。
2
我的結(jié)論:電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程不是越多越好!
01
現(xiàn)階段,到2020年前。依照現(xiàn)有的技術(shù),純電動(dòng)車(chē)能做到600公里續(xù)航就很牛逼了。但肯定是沒(méi)法徹底打消消費(fèi)者們“里程焦慮”的。比如前兩周駕駛Ei5在幾乎滿(mǎn)電的情況下,一個(gè)人從杭州到上海,總共168公里,用掉近260公里的續(xù)航,等于打了6.6折。
那么就算總續(xù)航可以到600公里,打折下來(lái)也就是400公里。而增加載重,多一個(gè)人就可能繼續(xù)減少幾十公里。那么這樣的長(zhǎng)途出行,顯然是不能完全令人放心的。
02
但是到下一階段,比如到2025年。電池技術(shù)的進(jìn)步、更先進(jìn)電機(jī)和電控系統(tǒng)的出現(xiàn),把綜合續(xù)航能力推高至600公里就不是問(wèn)題了。最先進(jìn)的純電動(dòng)車(chē),應(yīng)該可以達(dá)到800公里以上的續(xù)航標(biāo)準(zhǔn)。而且更高效的輸出,也能降低打折的幅度。
那么屆時(shí),即便滿(mǎn)載、冬天、平均時(shí)速超過(guò)100公里,也可以保證續(xù)航在400公里以上的話(huà),消費(fèi)者的里程顧慮就很大程度可以減輕甚至抹去了。畢竟絕大多數(shù)車(chē)主很少會(huì)天天開(kāi)車(chē)跑400公里以上,日均行駛里程超過(guò)100公里的都屬于少數(shù)派。
03
還需要再增加續(xù)航嗎?還是要的,起碼讓自己心里更有底氣對(duì)吧。那么增加多少呢?800公里夠不夠?1000公里夠不夠?像雅閣混動(dòng)宣傳的那樣達(dá)到2000公里?
可問(wèn)題是,續(xù)航2000公里的意義在哪里?燃油車(chē)一箱油的續(xù)航里程不過(guò)500公里左右,為什么就要求純電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航能力要達(dá)到1000公里甚至更長(zhǎng)?就算用最樂(lè)觀(guān)的預(yù)估,未來(lái)一段時(shí)間,要把純電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航推高至2000公里,那得堆砌多少電池?重量如何控制呢?體積如何控制呢?
有時(shí)候我就會(huì)想,或許《三體》中的智子已經(jīng)悄無(wú)聲息地出現(xiàn)在了人類(lèi)社會(huì)中,已經(jīng)鎖死了人類(lèi)向上發(fā)展的通道。我們當(dāng)然希望電池體積更小、分量更輕同時(shí)密度更高。但我們就是找不到那個(gè)又便宜又穩(wěn)定可靠的材料。說(shuō)了那么多年的石墨烯,大規(guī)模應(yīng)用依然遙遙無(wú)期。
氫能源那樣環(huán)保,但危險(xiǎn)性也眾所周知。近來(lái)燃料電池似乎成了話(huà)題,有沒(méi)有發(fā)展?jié)摿σ粫r(shí)半會(huì)還是看不到??墒?,又隱隱覺(jué)得,這種材料就在我們身邊,我們發(fā)現(xiàn)不了。
反正,只要是采用現(xiàn)有的電池技術(shù),你就別指望續(xù)航能力做那么高。不是不能,而是沒(méi)必要。當(dāng)電池重量達(dá)到一定程度時(shí),輸出的電,1/3都用來(lái)抵消電池分量帶來(lái)的負(fù)面影響了。
另外別忘了。容量越大的電池,充電時(shí)間越長(zhǎng)。一臺(tái)52.5kWh的榮威Marvel X,普通家用充電樁慢充需要8.5個(gè)小時(shí),比上海市規(guī)定的波谷(晚上10點(diǎn)到第二天早上6點(diǎn))時(shí)段還要長(zhǎng)??斐渲恍?小時(shí),但居民區(qū)目前還不便于大范圍使用快充,且現(xiàn)階段的電池經(jīng)不起天天快充。
那你要實(shí)現(xiàn)1000公里續(xù)航,得多大的電池?這一塊電池你想充滿(mǎn),得花多少時(shí)間?慢充一天嗎?但如果你是用來(lái)日常通勤的,一個(gè)晚上8小時(shí)的慢充,幾乎可以讓這臺(tái)車(chē)按照每天50公里的標(biāo)準(zhǔn)跑上至少5天以上了。為什么還要更大的電池和更長(zhǎng)的充電時(shí)間呢?
所以我覺(jué)得,續(xù)航不是一味地增加就一定是好事。當(dāng)電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)的技術(shù)達(dá)到一定高度,能夠保證一臺(tái)車(chē)在冬天滿(mǎn)載開(kāi)空調(diào)的狀態(tài)下依然可以達(dá)到400公里的續(xù)航,就足夠足夠了??赡苓@臺(tái)車(chē)在夏天單人開(kāi)空調(diào)的狀態(tài)下,就真的可以達(dá)到800公里甚至更長(zhǎng)的續(xù)航,真的足夠了,否則就是浪費(fèi)。
還有,別說(shuō)不可能!
無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的確可能成為解決電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航能力的技術(shù)之一。若是國(guó)家的路網(wǎng)主干道具備大規(guī)模應(yīng)用該技術(shù)的基礎(chǔ),若是一邊開(kāi)車(chē)一邊無(wú)線(xiàn)充電的能力可以實(shí)現(xiàn),若是每一個(gè)車(chē)位下面都鋪設(shè)有無(wú)線(xiàn)充電設(shè)備,續(xù)航500公里還是1000公里,還重要嗎?
當(dāng)然,這里不單是技術(shù)問(wèn)題,還有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問(wèn)題。在這項(xiàng)技術(shù)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)之前,我們必須依靠大量的充電樁。
在城市里,可以通過(guò)各個(gè)停車(chē)場(chǎng)建設(shè)大批量充電設(shè)備來(lái)滿(mǎn)足日益增加的車(chē)輛充電需求。但在跨城出行的時(shí)候。眼下高速公路服務(wù)區(qū)的充電站還夠用。未來(lái)幾年呢?
其實(shí)“條條大路通羅馬”的道理大家都懂。但遇到具體問(wèn)題的時(shí)候,很多人反倒會(huì)陷入某種固有的思維當(dāng)中。增加續(xù)航里程的最終目的是什么?是為了消除里程焦慮,徹底解決用戶(hù)出行特別是出遠(yuǎn)門(mén)時(shí)的用車(chē)問(wèn)題。
那么,要解決這個(gè)問(wèn)題,
讓我們像使用家用電器一樣的安心。
難道只有增加續(xù)航里程一種辦法嗎?
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