【第一電動(dòng)網(wǎng)】（特約作者 朱玉龍）純電動(dòng)汽車受人關(guān)注的一個(gè)參數(shù)就是續(xù)航里程，這篇文章圍繞續(xù)航里程來(lái)談?wù)劮椒矫婷妗?duì)于純電動(dòng)汽車而言，不管國(guó)家的鼓勵(lì)政策如何，能夠決定一類產(chǎn)品是否能發(fā)展起來(lái)的關(guān)鍵因素，始終是消費(fèi)者是否能夠接受產(chǎn)品本身這一原則。

1)客戶所期望的續(xù)航里程

從客戶出發(fā)，我們可以將客戶的需求和期望做一些分類，對(duì)于續(xù)航里程的問(wèn)題可以分為：

a)滿足消費(fèi)者將純電動(dòng)汽車作為家庭唯一一輛汽車使用

滿足消費(fèi)者對(duì)家庭唯一車輛的期望是很難的，這不僅要滿足上班、家庭旅行，應(yīng)急使用等，根據(jù)抽樣調(diào)研的結(jié)果，可以得到以下的基本數(shù)據(jù)：

80KM：可以滿足每日的基本需求的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值是大多數(shù)日每日的行駛距離，只有很少部分人認(rèn)為這個(gè)數(shù)值可以滿足他們的需求。主要的原因是，這個(gè)續(xù)航距離對(duì)于車輛的使用方法進(jìn)行了嚴(yán)格的約束。

320KM：這個(gè)數(shù)據(jù)可以滿足多數(shù)人的使用習(xí)慣，已經(jīng)接近消費(fèi)者對(duì)于燃油車的使用習(xí)慣。在這個(gè)數(shù)值上，續(xù)航里程對(duì)于消費(fèi)者的使用約束變得寬松一些。

圖1 消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的期望比例

從現(xiàn)實(shí)的消費(fèi)者期望上來(lái)看，純電動(dòng)汽車只有達(dá)到一輛燃油車加滿油的續(xù)航里程(越600KM)的時(shí)候，才能讓消費(fèi)者忘記這是輛電動(dòng)汽車，忘記使用的約束限制。也就是可以滿足周末出行，小長(zhǎng)假和七日長(zhǎng)假等節(jié)假日出行。

如圖2所示，如果我們將消費(fèi)者實(shí)際的車輛里程統(tǒng)計(jì)平均值與期望結(jié)合起來(lái)看，這些數(shù)據(jù)就是真實(shí)而客觀的了。

圖2 按時(shí)間分析對(duì)于中國(guó)消費(fèi)者私人駕駛里程平均值排布

b)家庭第二臺(tái)車輛，主要是滿足主要成員單人上班使用

這種情況，是將上班需求作為主要考慮內(nèi)容。很有趣的是，在通用汽車做沃藍(lán)達(dá)提出EREV增程式這個(gè)區(qū)別于PHEV插電式混合動(dòng)力的概念，主要的理由就是美國(guó)的日常上班通勤距離，本質(zhì)上這兩類車差異并不是那么大。如圖3所示，這個(gè)距離由于統(tǒng)計(jì)上的意義。實(shí)際的消費(fèi)者調(diào)研中，普遍具有分布性有地域性和時(shí)間性，只能作為設(shè)計(jì)的參考。這是由于上班通勤有一定的不確定性，比如緊急事件、臨時(shí)使用等。

圖3 消費(fèi)者每日通勤距離統(tǒng)計(jì)

所以綜合的來(lái)看，想要滿足普通消費(fèi)者的使用習(xí)慣，續(xù)航里程是越高越好的。

2)續(xù)航里程、電池電能和能耗

續(xù)航里程的現(xiàn)實(shí)性的需求，使得車廠為了滿足這個(gè)需求需要配置與之對(duì)應(yīng)容量的電池系統(tǒng)。與加大油箱不一樣的地方在于，加大電池會(huì)有以下的困難：

1. 車輛成本提高：在純電動(dòng)汽車的BOM成本里面，電池是占了大頭的，而電芯或者說(shuō)電池模組的成本，是占了比較高的比例；加大電池容量直接面臨的問(wèn)題就是成本的提升。

2. 車重的提升：由于電池的重量與電池的容量的正比關(guān)系，加大容量也代表著車重也相應(yīng)提高了。這不僅對(duì)電池的布置產(chǎn)生了較高的要求，對(duì)電池底蓋和對(duì)整車的操控性(除直線加速以外的性能)影響更大。

3. 車輛車型和布置：如果把Tesla的電池包布置在小型車Smart上面是否可行呢，現(xiàn)實(shí)的情況是很難實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求。為了滿足ECER-100和相關(guān)碰撞要求，小型車存在一個(gè)最大布置容量；而且布置較大容量電池包的選擇也只存在在底盤上。

4. 能耗的提高：如表1所示，由于電池容量的提升，所直接面臨的問(wèn)題就是每百公里的耗能是偏高的。

現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題還在于，消費(fèi)者對(duì)于續(xù)航里程所引起的成本提升其實(shí)是沒(méi)有感知的，也就是除了Tesla以外的車輛，在EPA界定的續(xù)航里程100～150KM，消費(fèi)者是不會(huì)給出溢價(jià)。

表1 車輛 電池包 續(xù)航里程和耗能情況

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3)續(xù)航里程與使用差異

我們細(xì)致的來(lái)解讀一下里程焦慮的含義，消費(fèi)者在使用電動(dòng)汽車的時(shí)候，會(huì)擔(dān)心突然車輛在路上沒(méi)有到達(dá)目的地之前就沒(méi)電而引起的精神痛苦或憂慮。如前面所分析的那樣，大部分的電動(dòng)汽車的續(xù)航里程也就是在150KM以內(nèi)，續(xù)航里程只能滿足特定行駛要求而無(wú)法滿足人們?nèi)我怦{車旅行的距離要求的。而且很有趣的是電動(dòng)汽車行駛里程取決于很多因素，對(duì)天氣、路面條件、駕駛習(xí)慣、乘坐人數(shù)的敏感度要比傳統(tǒng)汽車大得多。同樣儀表盤上所顯示的續(xù)航里程下，消費(fèi)者實(shí)際可行駛里程數(shù)有很大的不確定性，在中國(guó)而言各種路況其實(shí)有很大的不確定性。

如下圖4所示為三種不同的EPA工況，對(duì)于消費(fèi)者而言，通常燃油車是高速更省油，而電動(dòng)汽車是高速更費(fèi)電。光是路況的實(shí)際影響，就使得儀表盤顯示的續(xù)航里程存在偏差。

圖4 EPA評(píng)價(jià)的集中工況

對(duì)電動(dòng)汽車另一個(gè)影響就是氣候，主要是夏天和冬天的影響。夏天的時(shí)候需要開(kāi)冷空調(diào)，冬天的時(shí)候開(kāi)冷空調(diào)，而且在寒冷氣候的條件下，電池本身的放電的能力就會(huì)有一定的衰減，而為了讓電池工作在比較適宜的溫度，本身也需要一定的電能來(lái)維持電池的工作溫度。

圖5 空調(diào)的開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的里程衰減和電池能量消耗

所以綜合來(lái)看，開(kāi)不開(kāi)空調(diào)不一樣，不同的駕駛模式和工況也不一樣，使得儀表盤上的續(xù)航里程數(shù)字對(duì)于用戶而言顯得沒(méi)有用處。正常而言消費(fèi)者能夠接受的偏差+/-10%左右，而實(shí)際的數(shù)據(jù)往往可以到30%。這個(gè)誤差使得消費(fèi)者不得不對(duì)于續(xù)航里程存在焦慮情緒。

4)續(xù)航里程的顯示誤差

儀表盤上的續(xù)航里程是怎么來(lái)的，是根據(jù)車輛測(cè)試數(shù)據(jù)、電池狀態(tài)(容量和SOC)綜合得來(lái)的。而準(zhǔn)確推測(cè)車載電池的可用能量是包含電池容量和充電狀態(tài)(SOC)兩部分，這個(gè)任務(wù)其實(shí)很困難,為什么會(huì)出現(xiàn)這么大的誤差？這主要是因?yàn)椋覀冇?jì)算容量的的時(shí)候，是用間接的參量溫度、電壓、電流和時(shí)間，通過(guò)求解等效電路模型推測(cè)電池內(nèi)部狀態(tài)。本身建立的電池與模型之間存在差異，一般還需要結(jié)合模型和實(shí)際參數(shù)建立的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合推斷。參數(shù)測(cè)量，特別電流測(cè)量，由于量程范圍寬變化速度快，導(dǎo)致參數(shù)測(cè)量就有一定的誤差。

一般而言，誤差因素包括：

1. 電池容量誤差：在100個(gè)循環(huán)以后，電池容量的衰減區(qū)域穩(wěn)定，很多國(guó)外車輛并不是用BOL初期容量做參數(shù)，而是用穩(wěn)定的容量來(lái)標(biāo)定實(shí)際容量，但在壽命末期的EOL的容量衰減分布差異較大(考慮多車多單體差異)

2. SOC計(jì)算無(wú)法：由于V、I、T、t四個(gè)參量采集的差異，和計(jì)算算法與實(shí)際電池的差異

3. 溫度差異：電池在不同的溫度下，差異較大

純電動(dòng)汽車的出路

我個(gè)人對(duì)于純電動(dòng)汽車的判斷，是需要革命性的電池推動(dòng)還有充電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的支持的。車用的動(dòng)力電池，對(duì)安全、壽命、性能和成本這些方面都有比較苛刻的要求，單一方面的突破只能維持純電動(dòng)汽車邊緣化角色，并不能將純電動(dòng)汽車變成替代傳統(tǒng)汽車，甚至僅僅是攪局的角色。當(dāng)然從另外一個(gè)因素，如果電池的性能提升和成本的下降，如每輛電動(dòng)汽車可以標(biāo)配80度電，提供400公里以上的續(xù)航里程，純電動(dòng)汽車還是會(huì)占據(jù)一席之地。不過(guò)理性的來(lái)看，現(xiàn)在的電池發(fā)展速度，排除政府的期望和政策因素，想要發(fā)展到與燃油車，甚至是與插電式車輛的高度，還是存在很大的困難的。所以我個(gè)人認(rèn)為，目前純電動(dòng)汽車，確實(shí)只能用分時(shí)租賃這種商業(yè)模式來(lái)支持，想要在私人購(gòu)買的領(lǐng)域內(nèi)大舉推廣，讓各個(gè)整車廠都扎堆開(kāi)發(fā)高里程大電池包的方案，資源上有些浪費(fèi)。

從某種程度來(lái)看，交通化電動(dòng)化需要整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施的支持。充電網(wǎng)絡(luò)包括個(gè)人住宅(必須)、公共直流充電網(wǎng)絡(luò)還有半公共區(qū)域如辦公室的充電，只有充電網(wǎng)絡(luò)提升，整個(gè)對(duì)電動(dòng)汽車支持的基礎(chǔ)設(shè)施全方面提升，才會(huì)讓消費(fèi)者慢慢擺脫對(duì)續(xù)航里程的需求，變大電池為小電池。如下圖6所示，其實(shí)對(duì)每個(gè)消費(fèi)者而言，只要辦公場(chǎng)所能充電，對(duì)其使用的信心就會(huì)提振一些。

黑線是辦公室停車場(chǎng)無(wú)法充電。

藍(lán)線是美國(guó)Level 1充電，110V單相12A 為1.2KW充電

紅線是美國(guó)Level 2充電，240V兩相16A 約3.3KW充電

圖6 美國(guó)某實(shí)證下辦公室充電對(duì)續(xù)航里程的影響

參考文件

1) 德勤 蓄勢(shì)待發(fā)：消費(fèi)者會(huì)否助力電動(dòng)車?yán)顺保恐袊?guó)調(diào)查結(jié)果

2) 百人會(huì) PPT

3) Evaluation of Air

Conditioning Impact on the Electric Vehicle Range and Li-Ion Battery Life

4) Clean Transportation Program

Workplace Charging & Workplace Charging

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