破解 “電動汽車續駛里程短且充電難”困惑

電動汽車和燃油汽車的主要區別在于，燃油發動機被電源所取代。由于電力供應的比能量遠低于汽油，不適合快速充電，因此電動汽車的續航里程和充電模式需要新的思路和手段。然而，人們習慣于簡單地從“傳統的燃油車續航里程和加油模式”延伸到“電動汽車續航里程和充電模式”，形成的概念是：

“電動汽車需要增加電池能量，以便能夠繼續行駛300至500公里，并在許多已建成的快速充電站幾分鐘內充電（換電），以便繼續行駛。”

在這種看似合理的預期下，得出的結論一定是：“電動汽車續航里程短、充電難”是目前無法克服的困難。反對或質疑電動汽車的工業化已經成為一種詛咒。因此，一些人主張不惜一切代價攜帶盡可能多的電池，以便繼續行駛300公里；有人指責蓄電池的比能量不能在短時間內翻倍；有些人指責電池在幾分鐘內沒有充滿電；悲觀的失望；所有這些都嚴重打擊了汽車用戶購買電動汽車的信心，也影響了政府在不久的將來發展電動汽車的底氣。

提高對近期電動汽車產業化信心的關鍵在于明確汽車企業和電池企業近期的生產水平是否能夠滿足大多數電動汽車潛在用戶對續航里程和便捷充電的需求。本文的分析結果是“目前可以滿足！

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“近80%的汽車用戶通常每天實際行駛80公里以內，非正規汽車的里程預計會很高，達到300公里以上”（德勤全球調查，見注1）。區分電動汽車用戶的實際續航里程和預期續航里程，合理采用先進企業的近期經驗，如開發增程電動汽車，可以滿足大多數汽車用戶（城市私家車）的需求，加快電動汽車的市場化起步，發揮其在戰略性新興產業中的引領作用，帶動一批新興產業集群。

目前，電動汽車領域對“續航里程和充電方式”出現了不同意見：

1.電池過載

2.大功率快速充電站

3.電池站的機械更換

4.增程發電機

5.電池在夜間充電緩慢。

下面將逐一分析其優點和缺點。

1.電池過載

“燃油越多，行駛里程越長”的傳統汽車習慣被簡單地推廣到電動汽車上，一些汽車制造商會不遺余力地加載電池繼續行駛300公里，以展示其先進性。然而，電池的比能量遠低于汽油，因此需要攜帶450公斤以上的電池（比汽油重得多）。后果是：

A） 城市汽車每公里能耗與汽車總重基本成正比，行駛300公里的汽車每公里能源消耗比行駛100公里的汽車多40%左右，嚴重偏離了節能原則（見注2-工業和信息化部2011年7月發布的《工業關鍵共性技術發展指南（2011）》）。

B） 載人航天和有效載荷都大大減少了。

C） 車載電池的采購成本和運營成本急劇上升。

D） 底盤也會更重，整車會超重，這會降低安全性。

E） 汽車電池的總能量是一把雙刃劍，安全事故的嚴重程度隨著電池總能量的增加而增加。

上述分析表明，讓電池過載以增加續航里程顯然是一種誤解，因此媒體應該停止宣傳其“先進性”。每天行駛超過100公里的電動汽車可以通過車載增程發電機延長續航里程（見下文第4點）。

2.大功率快速充電站

簡單地將“加油站加油”的傳統習慣延伸到電動汽車上，我們將“大功率快速充電站”視為電動汽車不可或缺的基礎設施。實際困難在于：

A） 電池制造商和電動汽車用戶都知道，快速充電對電池壽命極其有害，頻繁的快速充電會導致電池壽命急劇下降，成本急劇上升（高達一倍多）。

B） 充電站設備和輸電設備的投資是巨大的。

C） 城市充電站用地存在矛盾，先建了幾個充電站，既不足又多余。

D） 建設周期長，很難跟上電動汽車產量的增長。

對于一輛每天行駛80公里的私家車來說，它只需要10到15千瓦時（約100到150公斤）的總電池能量，并且可以在夜間使用山谷電力在停車場緩慢充電（見下文第5點），而不必依賴快速充電站的建設。

3.機械電池更換（電站更換）

A） 每天更換兩到三次電池，車載電池就會減輕重量。每公里能耗降低。

B） 零油耗、零排放。

C） 車載電池具有較少的能量和提高的安全性。

D） 它不適合私家車，因為即使電池規格完全相同，也很難確保電站和汽車用戶之間的公平更換，因為更換前后無法快速確定電池的質量。

E） 最適合巴士公司。公交車有固定的發車站和線路，換電站和公交用戶屬于同一家公司，統一充電換電，統一管理。

F） 是否可以申請同一家出租車公司的出租車車隊？取決于公司的規模。

4.擴展范圍發電機……

增程發電機由驅動發電機的小型燃料發動機組成。所使用的小型發動機不需要考慮汽車的峰值功率需求，其產生的功率略高于汽車以恒定速度和穩定性運行的需要。它唯一的功能是驅動發電機發電，發電機與蓄電池并聯，驅動電機，并在行駛過程中為蓄電池充電。因此，小型發動機可以以最佳速度連續工作，輸出功率和扭矩基本恒定，因此其效率、排放和可靠性處于最佳狀態，與“大馬拉車”的傳統燒油運行模式相比，節省了50%以上的油耗。電動汽車的峰值功率需求由電源（電池、超級電容器）提供。增程電動汽車的優點如下：

A） 節油率高：80公里以內僅使用電池，實現零油耗、零排放。與傳統燃油發動機相比，在80公里以上啟動增程發電機可節省一半的油耗。由于大多數私家車每年行駛2萬公里，而啟動增程發電機所需的平均里程不超過4000公里（即20%），油耗減半僅相當于燃油車2000公里的油耗，年節油率達到[1-2000/20000]=90%，這遠遠優于混合動力車輛或插電式混合動力車輛。

B） 緩解電動車用戶對續航里程的擔憂。

C） 車載電池只需要提供城市工作日的固定里程，因此重量更輕，每公里能耗更低，購車和使用成本也較低。

D） 電池可以在夜間使用電網中的廉價谷電進行充電，為用戶節省了資金，也有利于電網的調峰。

E） 在不依賴全市大功率快充站的情況下，快充站建設周期長、投資大。

F） 增程發電機可以固定在車輛上，也可以臨時安裝或租用。

G） 所有級別的乘用車和商用車都可以使用。

H） 市場巨大，可以圍繞電動汽車主導產業發展成為“增程發電機”的新產業，初期可以得到國家的支持。

一） 目前，汽車企業在實踐增程電動汽車方面有著寶貴的經驗。技術門檻不高，很容易先上馬再改進。（增程電動汽車示例見注3）

5.在晚上使用山谷電源慢慢給電池充電。

A） 每個電池組都配備了與出廠時性能相對應的自動充放電控制器。

B） 在非高峰時段的夜間根據預定時間啟動慢速充電，充電完成后根據電池的特性自動停止充電。滿足第二天80公里的使用，無需在快速充電站充電或頻繁更換電池。超長里程可用于車載增程發電機，這也有利于延長電池壽命。

C） 中國每晚有9億千瓦時的山谷電力，可用于為數千萬輛電動汽車充電。

D） 停車場的每個停車位都應安裝充電樁，以優先考慮電動汽車用戶。

E） 在家庭停車場，電動汽車可以被視為2-3kW的家用電器，可以通過市電插座直接通過夜間山谷電源緩慢充電5到7個小時。

F） 在目前停車位不足的情況下，在各個停車位設置充電樁，優先考慮電動汽車用戶。

G） 農村電動汽車只需要在附近充電，不必長途跋涉去充電和更換電站。

通過以上對電動汽車續航里程和充電方式的綜合分析比較，我們可以得到以下評價：

1.多負載電池不必要地增加了能源消耗和成本，并降低了安全性。

2.大功率快速充電站不應急于競爭外殼開發。

3.機械電池更換最適合公交車。

4.增程發電機可以解決延長里程的問題，并且易于安裝。

5.電池在夜間緩慢充電有利于……

sers和電網。

電動汽車的發展應該有短期和中長期的規劃，短期的發展應該以目前的技術水平為基礎。電動汽車產業化的短期技術方案應為：

1.車載電池只需提供城市工作日的常規里程（私家車80公里）。），在晚上的停車位，電池使用山谷電力充電，為第二天的駕駛提供能量。

2.當需要超過里程數時，車載增程發電機在行駛時提供能量和充電。

3.公交公司也可以選擇機械更換電池的方式。

以目前汽車企業和電池企業的技術水平和潛力，在不依賴外國電力的情況下，上述技術方案可以滿足大多數城市電動汽車用戶的需求，他們通常每天行駛不到80公里，但在不經常需要時可以延長到300公里以上，充電非常方便。“電動汽車續航里程短、充電難”的難題已經解開。目前，大多數潛在汽車用戶的技術需求都得到了滿足，企業只有看到銷售前景才能安全地擴大生產，電動汽車的產業化才能盡快啟動和發展，并在發展中不斷前進，前景光明！

除了技術需求，汽車用戶和企業也有經濟需求。盡管上述減少車載電池的方案大大減少了經濟困難，但初期，特別是在電力供應大規模生產之前，仍然需要政府的財政支持。隨著電池生產的擴大和技術水平的提高，價格將降低，政府的財政負擔可以逐年減輕，直到取消。

毫無疑問，電動汽車未來發展的核心問題是電源技術的突破，需要在安全性、快速充電、價格和比能四個方面進行顯著提升。希望國家發展改革委和科技部門大力支持電動汽車電源的研究。

[注1]德勤全球調查對17個國家12500名成年受訪者電動汽車里程的看法：

1.每天實際行駛距離：只有少數人超過80公里。與美國的77%、歐洲的80%和日本的94%相比，中國79%的司機在工作日每天開車不到80公里。

2.對行駛里程的期望值較高：69%的中國受訪者表示，只有當連續行駛里程達到320公里時，他們才會考慮購買電動汽車。63%的美國人預計里程為300英里（或480公里），74%的歐洲人預計里程為480公里，55%的日本人預計里程為320公里。

[注2]2011年7月，工業和信息化部《工業關鍵共性技術發展指南（2011）》中，小型A0純電動乘用車技術為：

車輛整備質量≤1100kg，

行駛里程（城市工況）≥100km，

經濟性（城市工況）≤13kWh/100km。

[注3]增程電動汽車的最新例子

奇瑞汽車首款增程銳祺M1-REEV純電動汽車消除了消費者對續航里程的擔憂。增程瑞奇M1電動汽車配備了15千瓦的里程增加器，使車輛的最大巡航里程達到350公里以上。

雪佛蘭Volt是一款不用擔心電池電量的電動汽車。當里程小于60公里時，完全可以依靠車載16千瓦時的鋰離子電池來驅動車輛，實現零油耗、零排放。當車載電池功耗達到臨界極限時，車載增程發電機將自動啟動并繼續為電動汽車提供電能，以實現450公里以上的額外行駛能力。

（編輯/李燕郊）電動汽車和燃油車的主要區別在于，燃油發動機被電源所取代。由于電力供應的比能量遠低于汽油，不適合快速充電，因此電動汽車的續航里程和充電模式需要新的思路和手段。然而，人們習慣于簡單地從“傳統的燃油車續航里程和加油模式”延伸到“電動汽車續航里程和充電模式”，形成的概念是：

“電動汽車需要增加電池能量，以便能夠繼續行駛300至500公里，并在許多已建成的快速充電站幾分鐘內充電（換電），以便繼續行駛。”

在這種看似合理的預期下，得出的結論一定是：“電動汽車續航里程短、充電難”是目前無法克服的困難。反對或質疑電動汽車的工業化已經成為一種詛咒。因此，一些人主張不惜一切代價攜帶盡可能多的電池，以便繼續行駛300公里；有人指責蓄電池的比能量不能在短時間內翻倍；有些人指責電池在幾分鐘內沒有充滿電；悲觀的失望；所有這些都嚴重打擊了汽車用戶購買電動汽車的信心，也影響了政府在不久的將來發展電動汽車的底氣。

提高對近期電動汽車產業化信心的關鍵在于明確汽車企業和電池企業近期的生產水平是否能夠滿足大多數電動汽車潛在用戶對續航里程和便捷充電的需求。本文的分析結果是“目前可以滿足！

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“近80%的汽車用戶通常每天實際行駛80公里以內，非正規汽車的里程預計會很高，達到300公里以上”（德勤全球調查，見注1）。區分電動汽車用戶的實際續航里程和預期續航里程，合理采用先進企業的近期經驗，如開發增程電動汽車，可以滿足大多數汽車用戶（城市私家車）的需求，加快電動汽車的市場化起步，發揮其在戰略性新興產業中的引領作用，帶動一批新興產業集群。

目前，電動汽車領域對“續航里程和充電方式”出現了不同意見：

1.電池過載

2.大功率快速充電站

3.電池站的機械更換

4.增程發電機

5.電池在夜間充電緩慢。

下面將逐一分析其優點和缺點。

1.電池過載

“燃油越多，行駛里程越長”的傳統汽車習慣被簡單地推廣到電動汽車上，一些汽車制造商會不遺余力地加載電池繼續行駛300公里，以展示其先進性。然而，電池的比能量遠低于汽油，因此需要攜帶450公斤以上的電池（比汽油重得多）。后果是：

A） 城市汽車每公里能耗與汽車總重基本成正比，行駛300公里的汽車每公里能源消耗比行駛100公里的汽車多40%左右，嚴重偏離了節能原則（見注2-工業和信息化部2011年7月發布的《工業關鍵共性技術發展指南（2011）》）。

B） 載人航天和有效載荷都大大減少了。

C） 車載電池的采購成本和運營成本急劇上升。

D） 底盤也會更重，整車會超重，這會降低安全性。

E） 汽車電池的總能量是一把雙刃劍，安全事故的嚴重程度隨著電池總能量的增加而增加。

上述分析表明，讓電池過載以增加續航里程顯然是一種誤解，因此媒體應該停止宣傳其“先進性”。每天行駛超過100公里的電動汽車可以通過車載增程發電機延長續航里程（見下文第4點）。

2.大功率快速充電站

簡單地將“加油站加油”的傳統習慣延伸到電動汽車上，我們將“大功率快速充電站”視為電動汽車不可或缺的基礎設施。實際困難在于：

A） 電池制造商和電動汽車用戶都知道，快速充電對電池壽命極其有害，頻繁的快速充電會導致電池壽命急劇下降，成本急劇上升（高達一倍多）。

B） 充電站設備和輸電設備的投資是巨大的。

C） 城市充電站用地存在矛盾，先建了幾個充電站，既不足又多余。

D） 建設周期長，很難跟上電動汽車產量的增長。

對于一輛每天行駛80公里的私家車來說，它只需要10到15千瓦時（約100到150公斤）的總電池能量，并且可以在夜間使用山谷電力在停車場緩慢充電（見下文第5點），而不必依賴快速充電站的建設。

3.機械電池更換（電站更換）

A） 每天更換兩到三次電池，車載電池就會減輕重量。每公里能耗降低。

B） 零油耗、零排放。

C） 車載電池具有較少的能量和提高的安全性。

D） 它不適合私家車，因為即使電池規格完全相同，也很難確保電站和汽車用戶之間的公平更換，因為更換前后無法快速確定電池的質量。

E） 最適合巴士公司。公交車有固定的發車站和線路，換電站和公交用戶屬于同一家公司，統一充電換電，統一管理。

F） 是否可以申請同一家出租車公司的出租車車隊？取決于公司的規模。

4.擴展范圍發電機……

增程發電機由驅動發電機的小型燃料發動機組成。所使用的小型發動機不需要考慮汽車的峰值功率需求，其產生的功率略高于汽車以恒定速度和穩定性運行的需要。它唯一的功能是驅動發電機發電，發電機與蓄電池并聯，驅動電機，并在行駛過程中為蓄電池充電。因此，小型發動機可以以最佳速度連續工作，輸出功率和扭矩基本恒定，因此其效率、排放和可靠性處于最佳狀態，與“大馬拉車”的傳統燒油運行模式相比，節省了50%以上的油耗。電動汽車的峰值功率需求由電源（電池、超級電容器）提供。增程電動汽車的優點如下：

A） 節油率高：80公里以內僅使用電池，實現零油耗、零排放。與傳統燃油發動機相比，在80公里以上啟動增程發電機可節省一半的油耗。由于大多數私家車每年行駛2萬公里，而啟動增程發電機所需的平均里程不超過4000公里（即20%），油耗減半僅相當于燃油車2000公里的油耗，年節油率達到[1-2000/20000]=90%，這遠遠優于混合動力車輛或插電式混合動力車輛。

B） 緩解電動車用戶對續航里程的擔憂。

C） 車載電池只需要提供城市工作日的固定里程，因此重量更輕，每公里能耗更低，購車和使用成本也較低。

D） 電池可以在夜間使用電網中的廉價谷電進行充電，為用戶節省了資金，也有利于電網的調峰。

E） 在不依賴全市大功率快充站的情況下，快充站建設周期長、投資大。

F） 增程發電機可以固定在車輛上，也可以臨時安裝或租用。

G） 所有級別的乘用車和商用車都可以使用。

H） 市場巨大，可以圍繞電動汽車主導產業發展成為“增程發電機”的新產業，初期可以得到國家的支持。

一） 目前，汽車企業在實踐增程電動汽車方面有著寶貴的經驗。技術門檻不高，很容易先上馬再改進。（增程電動汽車示例見注3）

5.在晚上使用山谷電源慢慢給電池充電。

A） 每個電池組都配備了與出廠時性能相對應的自動充放電控制器。

B） 在非高峰時段的夜間根據預定時間啟動慢速充電，充電完成后根據電池的特性自動停止充電。滿足第二天80公里的使用，無需在快速充電站充電或頻繁更換電池。超長里程可用于車載增程發電機，這也有利于延長電池壽命。

C） 中國每晚有9億千瓦時的山谷電力，可用于為數千萬輛電動汽車充電。

D） 停車場的每個停車位都應安裝充電樁，以優先考慮電動汽車用戶。

E） 在家庭停車場，電動汽車可以被視為2-3kW的家用電器，可以通過市電插座直接通過夜間山谷電源緩慢充電5到7個小時。

F） 在目前停車位不足的情況下，在各個停車位設置充電樁，優先考慮電動汽車用戶。

G） 農村電動汽車只需要在附近充電，不必長途跋涉去充電和更換電站。

通過以上對電動汽車續航里程和充電方式的綜合分析比較，我們可以得到以下評價：

1.多負載電池不必要地增加了能源消耗和成本，并降低了安全性。

2.大功率快速充電站不應急于競爭外殼開發。

3.機械電池更換最適合公交車。

4.增程發電機可以解決延長里程的問題，并且易于安裝。

5.電池在夜間緩慢充電有利于……

sers和電網。

電動汽車的發展應該有短期和中長期的規劃，短期的發展應該以目前的技術水平為基礎。電動汽車產業化的短期技術方案應為：

1.車載電池只需提供城市工作日的常規里程（私家車80公里）。），在晚上的停車位，電池使用山谷電力充電，為第二天的駕駛提供能量。

2.當需要超過里程數時，車載增程發電機在行駛時提供能量和充電。

3.公交公司也可以選擇機械更換電池的方式。

以目前汽車企業和電池企業的技術水平和潛力，在不依賴外國電力的情況下，上述技術方案可以滿足大多數城市電動汽車用戶的需求，他們通常每天行駛不到80公里，但在不經常需要時可以延長到300公里以上，充電非常方便。“電動汽車續航里程短、充電難”的難題已經解開。目前，大多數潛在汽車用戶的技術需求都得到了滿足，企業只有看到銷售前景才能安全地擴大生產，電動汽車的產業化才能盡快啟動和發展，并在發展中不斷前進，前景光明！

除了技術需求，汽車用戶和企業也有經濟需求。盡管上述減少車載電池的方案大大減少了經濟困難，但初期，特別是在電力供應大規模生產之前，仍然需要政府的財政支持。隨著電池生產的擴大和技術水平的提高，價格將降低，政府的財政負擔可以逐年減輕，直到取消。

毫無疑問，電動汽車未來發展的核心問題是電源技術的突破，需要在安全性、快速充電、價格和比能四個方面進行顯著提升。希望國家發展改革委和科技部門大力支持電動汽車電源的研究。

[注1]德勤全球調查對17個國家12500名成年受訪者電動汽車里程的看法：

1.每天實際行駛距離：只有少數人超過80公里。與美國的77%、歐洲的80%和日本的94%相比，中國79%的司機在工作日每天開車不到80公里。

2.對行駛里程的期望值較高：69%的中國受訪者表示，只有當連續行駛里程達到320公里時，他們才會考慮購買電動汽車。63%的美國人預計里程為300英里（或480公里），74%的歐洲人預計里程為480公里，55%的日本人預計里程為320公里。

[注2]2011年7月，工業和信息化部《工業關鍵共性技術發展指南（2011）》中，小型A0純電動乘用車技術為：

車輛整備質量≤1100kg，

行駛里程（城市工況）≥100km，

經濟性（城市工況）≤13kWh/100km。

[注3]增程電動汽車的最新例子

奇瑞汽車首款增程銳祺M1-REEV純電動汽車消除了消費者對續航里程的擔憂。增程瑞奇M1電動汽車配備了15千瓦的里程增加器，使車輛的最大巡航里程達到350公里以上。

雪佛蘭Volt是一款不用擔心電池電量的電動汽車。當里程小于60公里時，完全可以依靠車載16千瓦時的鋰離子電池來驅動車輛，實現零油耗、零排放。當車載電池功耗達到臨界極限時，車載增程發電機將自動啟動并繼續為電動汽車提供電能，以實現450公里以上的額外行駛能力。

（編輯/李燕郊）

標簽：奇瑞雪佛蘭

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