受困里程焦虑 EV电池容量是否越大越好

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人们对于使用电动汽车能够远离汽油的自由有着深深的热爱和期望,但里程焦虑显然已经成为他们的“心病”。

据报道,2007年1月,在底特律举行的北美国际汽车展(NAIAS)上,(雪佛兰Volt产品线负责人)托尼·波萨瓦兹(Tony Posawatz)首次公开使用“里程焦虑”这一术语。雪佛兰Volt概念车正是在这一届的展会揭开神秘面纱,开启了电动汽车的摩登时代。

在开发Volt概念车的过程中,该公司采访了许多最初的电动汽车用户后发现,虽然他们对于使用电动汽车能够远离汽油的自由有着深深的热爱和期望,但里程焦虑显然已经成为他们的“心病”。由于电动汽车行驶里程远低于100英里,同时电池(当时还没有使用锂离子电池)和基础设施仍在发展中,大部分的旅行都必须计划好,生活方式必须适应车辆、技术以及不发达的电动汽车生态系统的限制。波萨瓦兹表示,在多年的车辆测试历程中,他本人也曾亲身经历过里程焦虑。

里程焦虑补救措施

那么,针对这种情况,有哪些补救措施呢?这当然不仅仅是不断增加电池能量,使其与一些传统的内燃机车的续航里程相匹配,就像许多汽车OEM厂商在未来的产品中所宣称的那样。补救措施应该包含以下几个部分:

1、为每个汽车电池组配备更经济有效的能量储存(kWh)。

2、为家庭、工作场所、多户型住宅、便利店、城市、长途旅行收费通道等提供具体的解决方案并增加充电基础设施的容量和能力(更高功率)。

3、车载增程器可利用现有燃油/基础设施发电,并适用于插电式混合动力汽车(PHEV)或增程式电动车(EREV)。

4、开发更高效轻便的车辆和车辆平台。

5、多模式互补运输系统和服务,其结合了私用电动汽车,实际上解决了城市和“最后一英里”的需求。

6、推动电池交换和支持交换站点的发展。

实际上,上述建议的理念正在成为现实,并且已经解决了首批电动汽车体验者们所提出的初始担忧。因此,里程焦虑的蔓延在很大程度上受到了控制,现在有更多续航里程超过150英里的电动汽车可以选择,如果价格合理还有接近250英里续航里程的电动汽车。对客户来说,有更多的选择缓解了自己的焦虑。

雷诺-日产-三菱联盟的负责人、长期领先的电动汽车倡导者卡洛斯·戈恩(Carlos Ghosn)表示,被广泛接受的电动汽车续航里程数是188英里,一旦达到这个门槛,电动汽车的定价需要更具吸引力。戈恩指出只要保证超过300公里(188英里),续航里程或者说自主权便不再成为消费者的关注重点。戈恩指的是有效的自主权,即不受“里程焦虑”的影响。

根据爱达荷国家实验室(INL)的研究,最近的一项美国驾驶调查显示,美国司机平均每辆车的每天行驶里程不足30英里,电动汽车的行驶里程甚至更低。 而全球其他大部分国家的日常出行比美国还要少。然而大家却不断听到这样的说法:容量越来越大的电池正在开发计划中,它为未来的许多车辆提供更大的续航里程,这些车辆包括乘用车、商用卡车和公共汽车等。

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可是对于乘用车来说,为了偶尔的长途旅行是否有必要随身携带额外的电池?举个例子,对于一个60千瓦时的电动汽车电池,在一次充满电的情况下,达到225-250英里的电动汽车续航里程,所需电池组的重量接近1/2吨! 即使车主每天只开一小时左右的车,也必须携带着这么大的电池组上路。大部分插电式汽车通常会在一夜之间完全充电,从而有效地增加每天的续航里程。波萨瓦兹认为,普通民众市场的私家车并不需要超过250英里的电动汽车续航里程。当然,(电动汽车制造商)也可以为高端产品或者在特殊情况下使用的产品提供不同规格的电池,以满足愿意为更大电池容量买单的客户的需求。

然而,即使是在高端私人用车领域,提供最大电池容量/续航里程,并且自行出资建立了自有充电网络的特斯拉,到目前为止也没有找到通往持续盈利的道路。除锂离子(固态、金属-空气、锂硫等)以外的下一个电池突破的探索仍然具有不确定性,很可能在2025年以后才适合汽车应用。尽管如此,汽车公司仍在发布许多续航里程超越300甚至400英里的未来产品的公告,这给其他不少领域带来了巨大的挑战。

装配更多电池解决

电动车续航里程短的挑战

需要明确的一点是,在许多市场中,电动汽车得以发展进步的必要条件在于续航里程足够长且能源补充足够智能和便利。

目前电动汽车在全球汽车市场的占有率还不足2%,电动汽车前沿的技术进步将演变成一场行业革命。

2010年Volt和Leaf电动汽车问世,自那以后电池的成本呈现稳步下跌的态势。目前车用最优电池组的成本接近每千瓦时200美元或者更低,而到2020年以后这一金额可能会进一步下降。对于实现盈利遭遇巨大挑战的电动汽车来说,增加电池容量使得续航里程得以有感知的延长,这一做法势必导致成本的增加。

主流汽车OEM厂商眼下对于为高盈利车型推出电动版的态度十分勉强,最主要的原因正是电动汽车距离实现可持续性的盈利的目标可以说是任重而道远。

鉴于上述原因,35000美元的Model 3电动汽车销量可能不会太高。对于特斯拉、通用汽车和日产在内的领先汽车OEM厂商来说,美国国内购买电动汽车享受7500美元免税政策的到期终止将成为大量电动车上路的阻碍。

当地时间6月23日,《华尔街日报》就刊文指出:“真正的问题在于,每个地方政府的行为已经注定了电动汽车将亏本销售的命运。”市场调查机构AlixPartners今年6月发布的研究结果显示,一方面市场的发展已经有所放缓,另一方面汽车行业针对电动汽车和自动驾驶技术的投资又在扩增。

电动车充电方面的发展规划

在过去十年时间里,电动汽车中锂电池技术的进展使得业内从业者大受鼓舞。与此同时,锂电池中能量储备密度以及成本也发生了实质性的改善。

基于上述各个领域的积极发展,人们意识到,为了建立一个自我可持续发展的电动车电池市场,电池成本以及效率方面的持续改进是有必要的。上述市场对于电池使用规模和合适的价格都有要求,而最终目标将是支持建立切实可行的商业模式。

追求电动汽车的盈利以及电动汽车更低的运营成本是未来电动汽车市场取得成功的关键。

上述解决方案并非着眼于扩大电池的能源储备规模,事实上后者意味着更高的成本以及巨大的技术挑战。

目前,卡车、巴士、半挂车及其他商用车等车型在电气化的道路上会使用大容量的电池。在插电混动车型成为主流的今天,乘用车也在不断加码未来使用更大电池的可能性。

上述问题的解决需要整个生态系统的协作,尤其是充电基础设施和网络、智能电网技术以及针对不同城市制定因地制宜的解决方案。

鉴于此,特斯拉的“超级充电器”网络应该同其他企业开展合作,使得该网络适用于为所有插电汽车充电。

由于目前车内电池的使用率较低,对于投资者和创新者来说挖掘其中的潜在价值很有意义,另外他们还面临着可以参与到电动汽车相关基础设施的发展之中的大量机遇。

为了电动汽车市场更好的发展,可能且有必要的措施如下:(1)削减汽车的额外成本并将其转化成电动汽车的盈利。(2)电动汽车厂商同其他机构开展合作,打造具备支撑功能的生态系统以服务百万辆级别的电动汽车。

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