困于春运的电动车:充电难、续航虚、补能难

DoNews 2023-01-26 17:00



撰文 | 张宇
编辑 | 杨博丞
题图 | IC Photo

春节期间,随着全国疫情感染高峰期进入尾声与各地管控措施逐步放开,返乡过年成为了诸多漂泊在外的游子的心头大事。

交通运输部1月20日数据显示,全国高速公路总流量2772.52万辆次,其中小客车流量2554.83万辆次,比2019年同期增长15.19%,比2022年同期增长8.94%。

“为了避开春运高峰期,我不仅做好了充电攻略,而且还可能早的踏上了返乡之旅。”工作、生活在南京的李磊决定驾驶自己的电动汽车返回家乡济南,“根据500公里的标准续航里程,理想状态下只需要充电两次就够了。”

但李磊心里还是忐忑不安,一方面,其电动车刚买不久,尚没有驾驶电动汽车返乡的经验,包括对于充电桩的布局以及是否还能使用均了解不足;另一方面,行驶距离越远、地理位置越靠近北方,电动汽车的续航里程缩减和充电难题就越明显。

尽管早已经做好了心理准备,但意料之中的情况还是出现了。

按照李磊以往驾驶燃油车返乡的经验,从南京住处到济南老家的总里程约为700公里,驾驶时间约为8小时,总费用约为500元。

“开燃油车返乡更多的是关注路况问题,但与电动汽车相比,路况问题就显得微不足道了,因为比路况问题严峻很多的是充电困难,这让人感到很焦虑。”李磊向DoNews(ID:ilovedonews)坦言。

最终,由于对续航里程的焦虑导致李磊不得不根据充电桩的分布选择是否充电,加上充电时间以及休息时间,原本耗时8个小时的返乡之旅,李磊耗费了接近15个小时,“整体而言身心俱疲,在开开暖风的情况下,越接近北方续航里程下降就越明显,一路上充电充了四五次,虽然总费用有所减少,但以后确实不敢再开‘电动爹’返乡了。”

01.
续航里程难题暂时无解

续航里程焦虑,已经成为包括李磊在内的诸多电动汽车车主的心腹重患,但根据DoNews观察,现阶段电动汽车的续航里程难题暂时难以解决。

提升电动汽车的续航里程,最直接且有效的方式就是搭载高能量密度的动力电池。动力电池决定了电动汽车的续航里程,而续航里程又是影响电动汽车销量的重要因素。现阶段,电动汽车的续航里程仍不尽如人意,根据巨量算数的调研数据,在消费者放弃购买电动汽车的原因中,对续航里程不满意的占比高达45.3%。

“事实上,在现有技术体系下搭载高能量密度动力电池可能不是最好的选择。”动力电池行业人士王潇向DoNews解释,“高能量密度动力电池的类型主要为三元锂电池,三元锂电池中镍金属的含量占比较大,虽然能量密度得以提升,但同时也会导致动力电池的热失控温度和安全性下降,更容易引发自燃等安全隐患。”

不过,随着近年来动力电池技术的不断提升,电动汽车的续航里程已经得到了质的飞跃,比如纯电动车型蔚来ET7、埃安AIONLX PLUS的最大续航里程均超过了1000公里,包括增程式车型在内的插电式混动车型理想L9、AITO问界M5、比亚迪宋PLUS DM-i等续航里程也均能达到1000公里。

通常情况下,加满油之后的燃油车的续航里程约为700至900公里,而电动汽车的续航里程达到1000公里,被视为电动汽车取代燃油车的关键性指标,同时也是汽车实现电动化的真正拐点。

但需要泼一泼冷水的是,尽管现阶段有不少车型的标注续航里程已经超过1000公里,但在实际驾驶过程中,续航里程往往会严重缩水。

根据《电动汽车能量消耗率和续驶里程实验方法》规定,电动汽车的续驶里程测试方法分别是等速法和工况法,其中,等速法是在20℃至30℃的室内环境中,要求被测试车辆以60km/h的速度匀速行驶进行测试,而工况法的测试程序涵盖4个市区循环及1个市郊循环,更贴近真实用车场景,但无论是等速法还是工况法,由于与真实用车场景存在较大差异,其测试结果均无法完全反映出真实的续航里程。

电动汽车的续航里程通常会受到气温、路况、载客人数、驾驶习惯和车速的影响,春运期间,尤其是在北方,气温往往在零下10℃至30℃左右,导致电动汽车的续航里程被不断压缩。

据了解,零下10℃,动力电池的可用电量会减少10%至15%,而在零下30℃的情况下,可用电量会减少超过50%,在北方的低温环境下,电量更多是浪费在维持动力电池温度上,并没有转化成实际的续航里程。根据懂车帝的测试结果,在零下15℃至20℃的环境下,小鹏P7、蔚来EC6等爆款车型的实际续航里程仅约为300公里,达成率为50%左右,几近腰斩。

此外,急加速和急减速也会导致电动汽车耗电加快,对于一辆电动汽车而言,在60km/h的速度下是电机和动力电池的最佳平衡点,但在120km/h的速度下,耗电量是前者的两倍,因而在路况拥挤的春运期间,电动汽车的续航里程下降极为明显。

不可置否,在动力电池革命性技术尚未出现之前,解决电动汽车续航里程的难题还不太现实。

02.
补能基础设施困境犹在

受制于动力电池技术,电动汽车的续航里程难以提升,因此充电桩、换电站等补能基础设施的普及程度就显得尤为关键。

2019年,充电桩保有量为122万个,其中公共充电桩为52万个、私人充电桩为70万个,而截至2022年前10个月,充电桩保有量已达470万个,其中公共充电桩为168万个、私人充电桩为302万个,分别翻了3.2倍和4.3倍。

尽管充电桩数量呈现出爆发式增长的态势,但依旧存在巨大的缺口。根据中国汽车工业协会的统计数据,截至2022年10月31日,我国新能源汽车保有量超过了1200万辆,而充电桩的数量仅为470.8万个,车桩比为2.5:1。值得一提的是,470.8万个充电桩里包含了302万个私人充电桩,占比超过64%。

一路野蛮生长的同时,充电桩行业的诸多问题也开始显现。

一方面,公共充电桩的占比仍然较少,有研究机构指出,虽然近几年充电桩保有量增长飞快,但对于没有配置私人充电桩的电动汽车车主而言,车桩比始终高于5。截至2022年10月31日,公共充电桩保有量仅为168万台,而无桩新能源汽车已增至918万辆,车桩比进一步提高,“充电难”的问题依旧没有得到实质性解决。

另一方面,充电桩还存在着选址、布局不合理的现象,2022年上半年,广东、上海、江苏、浙江、北京等前10个省市建设的公共充电桩数量占全国公共充电桩总数量的比例超过了70%,其中,前5个省市建设的公共充电桩数量占比超过半数。选址、布局不合理带来了部分公共充电桩利用率不足的现象。根据《中国主要城市充电基础设施监测报告》,2021年,全国25座大型城市中有22座城市,单个公共充电桩的平均时间利用率不足10%。

与此同时,换电站也面临着几乎相同的命运。

申港证券在研报中指出,换电模式将成为新能源汽车全场景普及的必然形式,是充电模式的有效补充。

但在现阶段,换电模式一直未能得到真正的普及。由于动力电池技术标准不统一,导致换电站利用率不高。作为高度定制化产品,动力电池厂商的研发方向和标准各不相同,导致生产出来的动力电池在能量密度、电池结构、尺寸规格等方面均无法做到统一。目前动力电池有几十种型号,几乎车企每开发一款新车型,就会有新型号的动力电池与之配套,动力电池规格不统一,导致换电站只能为单一品牌的车型服务,无法跨平台跨车型使用,换电站也就无法辐射更多车型。

因此,DoNews认为,在动力电池技术同质化较为严重的当下,进一步完善补能基础设施的建设,以及提升补能基础设施的利用率,仍是保障电动汽车续航里程的重点工作。

03.
革命性电池技术何时出现?

一个行业共识是,锂离子电池的能量密度已接近极限,难以突破300Wh/kg,即便向负极引入硅基合金,也很难突破400Wh/kg的上限,而具备更高的能量密度、更长的循环寿命以及更高的安全性的固态电池被视为动力电池的终极形态,同时也是解决电动汽车在低温环境下续航里程大幅缩减最有效的方式。

“无论是春运期间还是炙烤天气下,搭载固态电池的电动汽车可以很轻松地将续航里程提升至1000公里左右。”王潇向DoNews表示。

整体来看,固态电池拥有三个方面的优势:一是安全性很高,液态电解质热分解温度与隔膜融化温度在160℃以下,而固态电解质热分解温度则超过了500℃,几乎不存在起火的安全隐患;二是能量密度显著提升,固态电池的能量密度理论值有望突破500Wh/kg;三是循环寿命大大提升,固态电池在充放电过程中几乎没有锂离子的消耗,能让固态电池的容量在很长一段时间内保持稳定。

不过,根据液态电解质含量,固态电池的发展路径可分为液态、半固态、准固态和全固态,现阶段,为了兼顾成本和量产,大多动力电池厂商偏向于半固态电池的研发,如卫蓝新能源于研发的车规级半固态电池将首先搭载在蔚来ET7车型上,搭载该半固态电池的蔚来ET7预计2023年上半年正式交付。

作为动力电池的终极形态,全固态电池时代究竟何时才能到来?目前,一些传统汽车厂商已经公开了全固态电池的量产时间表:丰田计划在2025年前实现全固态电池小规模量产;日产计划在2028年正式投产全固态电池;宝马计划在2025年前推出应用固态电池的原型车,并于2030年前应用于量产车。

“全固态电池时代和到来的大概时间节点是2025年之后,而在2030年前,只有很少一部分高端电动汽车才会搭载全固态电池。”王潇表示。

全固态电池的普及不是一蹴而就的,电动汽车的续航里程也不是在短时间内就能得到保障的,由于受不了续航里程焦虑和补能基础设施的缺失,春节前两个月,电动汽车车主王城最终决定以“骨折价”将电动汽车置换成燃油车,“虽然种种迹象表明,未来十年将是电动汽车的时代,但在当下,电动汽车的冬天还远远没有过去。”


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