作者|張宇
(相關(guān)資料圖)
編輯|楊博丞
春節(jié)期間,隨著全國疫情感染高峰期進(jìn)入尾聲與各地管控措施逐步放開,返鄉(xiāng)過年成為了諸多漂泊在外的游子的心頭大事。
交通運(yùn)輸部1月20日數(shù)據(jù)顯示,全國高速公路總流量2772.52萬輛次,其中小客車流量2554.83萬輛次,比2019年同期增長15.19%,比2022年同期增長8.94%。
“為了避開春運(yùn)高峰期,我不僅做好了充電攻略,而且還可能早的踏上了返鄉(xiāng)之旅。”工作、生活在南京的李磊決定駕駛自己的電動汽車返回家鄉(xiāng)濟(jì)南,“根據(jù)500公里的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航里程,理想狀態(tài)下只需要充電兩次就夠了?!?/p>
但李磊心里還是忐忑不安,一方面,其電動車剛買不久,尚沒有駕駛電動汽車返鄉(xiāng)的經(jīng)驗,包括對于充電樁的布局以及是否還能使用均了解不足;另一方面,行駛距離越遠(yuǎn)、地理位置越靠近北方,電動汽車的續(xù)航里程縮減和充電難題就越明顯。
盡管早已經(jīng)做好了心理準(zhǔn)備,但意料之中的情況還是出現(xiàn)了。
按照李磊以往駕駛?cè)加蛙嚪掂l(xiāng)的經(jīng)驗,從南京住處到濟(jì)南老家的總里程約為700公里,駕駛時間約為8小時,總費(fèi)用約為500元。
“開燃油車返鄉(xiāng)更多的是關(guān)注路況問題,但與電動汽車相比,路況問題就顯得微不足道了,因為比路況問題嚴(yán)峻很多的是充電困難,這讓人感到很焦慮。”李磊向DoNews(ID:ilovedonews)坦言。
最終,由于對續(xù)航里程的焦慮導(dǎo)致李磊不得不根據(jù)充電樁的分布選擇是否充電,加上充電時間以及休息時間,原本耗時8個小時的返鄉(xiāng)之旅,李磊耗費(fèi)了接近15個小時,“整體而言身心俱疲,在開開暖風(fēng)的情況下,越接近北方續(xù)航里程下降就越明顯,一路上充電充了四五次,雖然總費(fèi)用有所減少,但以后確實(shí)不敢再開‘電動爹’返鄉(xiāng)了?!?/p>
01、續(xù)航里程難題暫時無解
續(xù)航里程焦慮,已經(jīng)成為包括李磊在內(nèi)的諸多電動汽車車主的心腹重患,但根據(jù)DoNews觀察,現(xiàn)階段電動汽車的續(xù)航里程難題暫時難以解決。
提升電動汽車的續(xù)航里程,最直接且有效的方式就是搭載高能量密度的動力電池。動力電池決定了電動汽車的續(xù)航里程,而續(xù)航里程又是影響電動汽車銷量的重要因素?,F(xiàn)階段,電動汽車的續(xù)航里程仍不盡如人意,根據(jù)巨量算數(shù)的調(diào)研數(shù)據(jù),在消費(fèi)者放棄購買電動汽車的原因中,對續(xù)航里程不滿意的占比高達(dá)45.3%。
“事實(shí)上,在現(xiàn)有技術(shù)體系下搭載高能量密度動力電池可能不是最好的選擇?!眲恿﹄姵匦袠I(yè)人士王瀟向DoNews解釋,“高能量密度動力電池的類型主要為三元鋰電池,三元鋰電池中鎳金屬的含量占比較大,雖然能量密度得以提升,但同時也會導(dǎo)致動力電池的熱失控溫度和安全性下降,更容易引發(fā)自燃等安全隱患。”
不過,隨著近年來動力電池技術(shù)的不斷提升,電動汽車的續(xù)航里程已經(jīng)得到了質(zhì)的飛躍,比如純電動車型蔚來ET7、埃安AIONLX PLUS的最大續(xù)航里程均超過了1000公里,包括增程式車型在內(nèi)的插電式混動車型理想L9、AITO問界M5、比亞迪宋PLUS DM-i等續(xù)航里程也均能達(dá)到1000公里。
通常情況下,加滿油之后的燃油車的續(xù)航里程約為700至900公里,而電動汽車的續(xù)航里程達(dá)到1000公里,被視為電動汽車取代燃油車的關(guān)鍵性指標(biāo),同時也是汽車實(shí)現(xiàn)電動化的真正拐點(diǎn)。
但需要潑一潑冷水的是,盡管現(xiàn)階段有不少車型的標(biāo)注續(xù)航里程已經(jīng)超過1000公里,但在實(shí)際駕駛過程中,續(xù)航里程往往會嚴(yán)重縮水。
根據(jù)《電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程實(shí)驗方法》規(guī)定,電動汽車的續(xù)駛里程測試方法分別是等速法和工況法,其中,等速法是在20℃至30℃的室內(nèi)環(huán)境中,要求被測試車輛以60km/h的速度勻速行駛進(jìn)行測試,而工況法的測試程序涵蓋4個市區(qū)循環(huán)及1個市郊循環(huán),更貼近真實(shí)用車場景,但無論是等速法還是工況法,由于與真實(shí)用車場景存在較大差異,其測試結(jié)果均無法完全反映出真實(shí)的續(xù)航里程。
電動汽車的續(xù)航里程通常會受到氣溫、路況、載客人數(shù)、駕駛習(xí)慣和車速的影響,春運(yùn)期間,尤其是在北方,氣溫往往在零下10℃至30℃左右,導(dǎo)致電動汽車的續(xù)航里程被不斷壓縮。
據(jù)了解,零下10℃,動力電池的可用電量會減少10%至15%,而在零下30℃的情況下,可用電量會減少超過50%,在北方的低溫環(huán)境下,電量更多是浪費(fèi)在維持動力電池溫度上,并沒有轉(zhuǎn)化成實(shí)際的續(xù)航里程。根據(jù)懂車帝的測試結(jié)果,在零下15℃至20℃的環(huán)境下,小鵬P7、蔚來EC6等爆款車型的實(shí)際續(xù)航里程僅約為300公里,達(dá)成率為50%左右,幾近腰斬。
此外,急加速和急減速也會導(dǎo)致電動汽車耗電加快,對于一輛電動汽車而言,在60km/h的速度下是電機(jī)和動力電池的最佳平衡點(diǎn),但在120km/h的速度下,耗電量是前者的兩倍,因而在路況擁擠的春運(yùn)期間,電動汽車的續(xù)航里程下降極為明顯。
不可置否,在動力電池革命性技術(shù)尚未出現(xiàn)之前,解決電動汽車?yán)m(xù)航里程的難題還不太現(xiàn)實(shí)。
02、補(bǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施困境猶在
受制于動力電池技術(shù),電動汽車的續(xù)航里程難以提升,因此充電樁、換電站等補(bǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施的普及程度就顯得尤為關(guān)鍵。
2019年,充電樁保有量為122萬個,其中公共充電樁為52萬個、私人充電樁為70萬個,而截至2022年前10個月,充電樁保有量已達(dá)470萬個,其中公共充電樁為168萬個、私人充電樁為302萬個,分別翻了3.2倍和4.3倍。
盡管充電樁數(shù)量呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長的態(tài)勢,但依舊存在巨大的缺口。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù),截至2022年10月31日,我國新能源汽車保有量超過了1200萬輛,而充電樁的數(shù)量僅為470.8萬個,車樁比為2.5:1。值得一提的是,470.8萬個充電樁里包含了302萬個私人充電樁,占比超過64%。
一路野蠻生長的同時,充電樁行業(yè)的諸多問題也開始顯現(xiàn)。
一方面,公共充電樁的占比仍然較少,有研究機(jī)構(gòu)指出,雖然近幾年充電樁保有量增長飛快,但對于沒有配置私人充電樁的電動汽車車主而言,車樁比始終高于5。截至2022年10月31日,公共充電樁保有量僅為168萬臺,而無樁新能源汽車已增至918萬輛,車樁比進(jìn)一步提高,“充電難”的問題依舊沒有得到實(shí)質(zhì)性解決。
另一方面,充電樁還存在著選址、布局不合理的現(xiàn)象,2022年上半年,廣東、上海、江蘇、浙江、北京等前10個省市建設(shè)的公共充電樁數(shù)量占全國公共充電樁總數(shù)量的比例超過了70%,其中,前5個省市建設(shè)的公共充電樁數(shù)量占比超過半數(shù)。選址、布局不合理帶來了部分公共充電樁利用率不足的現(xiàn)象。根據(jù)《中國主要城市充電基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測報告》,2021年,全國25座大型城市中有22座城市,單個公共充電樁的平均時間利用率不足10%。
與此同時,換電站也面臨著幾乎相同的命運(yùn)。
申港證券在研報中指出,換電模式將成為新能源汽車全場景普及的必然形式,是充電模式的有效補(bǔ)充。
但在現(xiàn)階段,換電模式一直未能得到真正的普及。由于動力電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,導(dǎo)致?lián)Q電站利用率不高。作為高度定制化產(chǎn)品,動力電池廠商的研發(fā)方向和標(biāo)準(zhǔn)各不相同,導(dǎo)致生產(chǎn)出來的動力電池在能量密度、電池結(jié)構(gòu)、尺寸規(guī)格等方面均無法做到統(tǒng)一。目前動力電池有幾十種型號,幾乎車企每開發(fā)一款新車型,就會有新型號的動力電池與之配套,動力電池規(guī)格不統(tǒng)一,導(dǎo)致?lián)Q電站只能為單一品牌的車型服務(wù),無法跨平臺跨車型使用,換電站也就無法輻射更多車型。
因此,DoNews認(rèn)為,在動力電池技術(shù)同質(zhì)化較為嚴(yán)重的當(dāng)下,進(jìn)一步完善補(bǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),以及提升補(bǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施的利用率,仍是保障電動汽車?yán)m(xù)航里程的重點(diǎn)工作。
03、革命性電池技術(shù)何時出現(xiàn)?
一個行業(yè)共識是,鋰離子電池的能量密度已接近極限,難以突破300Wh/kg,即便向負(fù)極引入硅基合金,也很難突破400Wh/kg的上限,而具備更高的能量密度、更長的循環(huán)壽命以及更高的安全性的固態(tài)電池被視為動力電池的終極形態(tài),同時也是解決電動汽車在低溫環(huán)境下續(xù)航里程大幅縮減最有效的方式。
“無論是春運(yùn)期間還是炙烤天氣下,搭載固態(tài)電池的電動汽車可以很輕松地將續(xù)航里程提升至1000公里左右?!蓖鯙t向DoNews表示。
整體來看,固態(tài)電池?fù)碛腥齻€方面的優(yōu)勢:一是安全性很高,液態(tài)電解質(zhì)熱分解溫度與隔膜融化溫度在160℃以下,而固態(tài)電解質(zhì)熱分解溫度則超過了500℃,幾乎不存在起火的安全隱患;二是能量密度顯著提升,固態(tài)電池的能量密度理論值有望突破500Wh/kg;三是循環(huán)壽命大大提升,固態(tài)電池在充放電過程中幾乎沒有鋰離子的消耗,能讓固態(tài)電池的容量在很長一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定。
不過,根據(jù)液態(tài)電解質(zhì)含量,固態(tài)電池的發(fā)展路徑可分為液態(tài)、半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài),現(xiàn)階段,為了兼顧成本和量產(chǎn),大多動力電池廠商偏向于半固態(tài)電池的研發(fā),如衛(wèi)藍(lán)新能源于研發(fā)的車規(guī)級半固態(tài)電池將首先搭載在蔚來ET7車型上,搭載該半固態(tài)電池的蔚來ET7預(yù)計2023年上半年正式交付。
作為動力電池的終極形態(tài),全固態(tài)電池時代究竟何時才能到來?目前,一些傳統(tǒng)汽車廠商已經(jīng)公開了全固態(tài)電池的量產(chǎn)時間表:豐田計劃在2025年前實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn);日產(chǎn)計劃在2028年正式投產(chǎn)全固態(tài)電池;寶馬計劃在2025年前推出應(yīng)用固態(tài)電池的原型車,并于2030年前應(yīng)用于量產(chǎn)車。
“全固態(tài)電池時代和到來的大概時間節(jié)點(diǎn)是2025年之后,而在2030年前,只有很少一部分高端電動汽車才會搭載全固態(tài)電池。”王瀟表示。
全固態(tài)電池的普及不是一蹴而就的,電動汽車的續(xù)航里程也不是在短時間內(nèi)就能得到保障的,由于受不了續(xù)航里程焦慮和補(bǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施的缺失,春節(jié)前兩個月,電動汽車車主王城最終決定以“骨折價”將電動汽車置換成燃油車,“雖然種種跡象表明,未來十年將是電動汽車的時代,但在當(dāng)下,電動汽車的冬天還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有過去?!?/p>
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