2013 年 BEV 全球销量冠军日产聆风的 24 度电(千瓦时 Kwh)只能支持 130 公里的续航里程。北汽的 e150 EV 是 25 度电可以跑 150 公里左右。虽然有研究说,120 公里左右的续航里程可以覆盖至少一半车主们的日常出行需求。也就是说,目前纯电动车至少对一半的购车老百姓来说还是很适合的。但由于目前稀少的公共充电桩,使得这些潜在车主们发自内心的希望续航里程越长越好。要不然开了几十公里便要担心电量不够,这确实会让人们非常焦虑和不爽。
一度电可以让电动汽车跑多远?
上文提及的日产聆风,一度电可以跑 5.5 公里。特斯拉 Model S 的 60 度电版本和比亚迪 e6 都是 60 度电的电池容量, 大概都跑 300 公里。即一度电跑 5 公里左右。以上的续航里程,是在比较理想的路况情况下,比如不开空调,室外温度不会特别高或者特别低,交通不会很堵可以匀速前进。而在中国, 大城市的交通和气候都不是非常理想,常年拥堵再加上冬天可能很冷,夏天又可能非常热。所以保守一点估计,一度电可以跑 5 公里已经非常不错了。
锂电池,电动汽车的阿喀琉斯之踵
续航里程和锂电池息息相关,所以先普及一下锂电池的基本知识。目前市场上的主流的锂电池有:钴酸锂电池,这个大家不陌生,因为智能手机用的都是这种锂电池,特斯拉用的也是这种锂电池,俗称 18650 电池;另外一种是磷酸铁锂电池(下文简称铁电池),比亚迪和北汽的电动车便使用了这种锂电池,比如 e6 和 e150 EV。简单起见,其它几种锂电池先不在这里展开。
锂电池有 2 个关键的参数,第一个是能量密度 Wh/kg 即瓦时每千克。特斯拉所使用的 18650 电池, 能量密度大概是 150Wh/kg,其 model S 的 85 度电版,车重 2100kg,电池自重便有 600kg 之多,占了整车重量将近 30%。不同的锂电池技术,其能量密度也有比较大的不同。比如铁电池的能量密度大概是 100Wh/kg。这意味着同样的电池重量情况下,18650 电池比铁电池可以多储存一半的电量。所以比亚迪 e6 的电池虽然也有 600kg,但由于更小的铁电池能量密度,其电量只有 60 度。但总体来说, 目前的锂电池能量密度,使得电动车比同样配置的燃油车要重很多。
锂电池的另外一个关键参数是$/Kwh,即每度电多少钱。目前锂电池大概是$400-500/Kwh,即一度电电池要 400-500 美元,按照现在的汇率来算,大概是每度电要 2500-3000 人民币。特斯拉的 85 度电版本要比 60 度电版本贵 1 万美元,这其中多出的 25 度电是主要的成本增加者。铁电池会比 18650 电池稍便宜一点,但也在同一个数量级上。所以目前电动汽比同等车型要贵很多。比如北汽的纯电动汽车 E150ev 电动科技版的官方指导价是 23 万, 而其 e 系列的三厢版本,即使是最高配不到 9 万块,差价 14 万之多。
再增加 200 公里的续航里程有多难?
阻碍续航里程的一个重要原因是成本。续航增加 200 公里,那么需要增加 40 度电。而以一度电的锂电池要将近 3000 人民币来说,增加 200 公里续航里程而产生的电池成本便增加了 10 多万。本来现在 130-200 公里续航里程的纯电动车,即便是加上国家和各个地方政府的补贴,价格和同等普通燃油车相比也不便宜。这又增加的 10 多万电池成本无疑会导致高得离谱的整车价格。比如比亚迪 e6, 300 公里续航,最便宜的配置也要 31 万人民币,比北汽 e150 EV 多跑 100 多公里,但贵了 8 万之多。
另外一个阻碍续航里程的是电池的能量密度。这要从两方面来说,第一是减少锂电池的重量。比亚迪 e6 有 2.3 吨重,而铁电池便有 600 千克。假设一个成人体重在 80kg 左右,这相当于一辆普通轿车,要一直负载 7,8 个成人在车上。这自然会影响到续航里程。第二是提高能量密度。比如特斯拉的 Model S 的 85 度电版本,电池重量和比亚迪 e6 的电池重量差不多,但比 e6 多跑将近 180 公里。这是因为特斯拉的 18650 电池,可以储存 85 度电,而 e6 只能储存 60 度电。
沉重而昂贵的续航里程
在目前的锂电池技术限制之下,现在的纯电动汽车要不然就是价格还行,但续航只有区区 100 多公里;要不然就是续航里程高了,但价格也跟着水涨船高到让人无法直视,比如特斯拉的 480 公里真不错,但价格已经超过了 70 万, 远远超出了一般消费者购买的水平。
在现在这样的情景下,可能只有土豪会考虑多买个几十度电来缓解续航焦虑症的困扰。而对 BEV 感兴趣的普通消费者,可能需要仔细思考一下 150 公里左右的续航里程是不是可以满足自己的出行需求,再去决定是否购买更合适一些。
注:本文内容转载来自微信公众号: 汽车工程师 , 原文题目 《为什么电动汽车的续航里程那么短?一度电可以跑多远?》