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破解新能源汽车“里程焦虑” 500公里是一道坎儿

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2019-06-20 11:42   来源:人民网-中国汽车报

  比亚迪秦宋Pro EV,续驶600公里;吉利几何A,续驶500公里;广汽新能源Aion S,续驶510公里……500公里,到底够不够用呢?说起新能源汽车的续驶里程,很多人的第一反应是“里程焦虑”。虽说里程焦虑不是病,但焦虑起来真的很要命。

  “新能源汽车的‘里程焦虑’,与新能源汽车技术进步密切相关,特别是与动力电池技术直接相关。”湖南大学材料科学与工程学院副教授黄宏文向《中国汽车报》记者介绍,抛开补贴因素之外,从技术角度而言,尽管原因众多,但在一定程度上,作为有新能源汽车“心脏”之称的动力电池是破解“里程焦虑”的关键。

  里程焦虑来自何方

  想要破解“里程焦虑”,首先要找到“里程焦虑”的根源来自哪里。

  很多普通消费者认为,新能源汽车的技术应该比传统燃油车更简单,多加点电池不就可以解决续驶里程问题吗?事实却没有那么简单。加码电池,电机、电控及热管理系统都要改变。仅从重量而言,一款续驶里程在300公里的纯电动汽车,仅电池的重量就要超过500公斤,续驶里程在500公里的纯电动汽车,仅电池重量就已近1吨。

  “同样是电动汽车,有的使用磷酸铁锂电池,有的使用三元锂电池,这些电池到底哪个更好?”很多消费者会问。

  据介绍,新能源汽车的动力电池从广义上讲主要可分为化学电池、物理电池和生物电池三大类,其中化学电池和物理电池已经应用于量产电动汽车中,而生物电池则被视为未来电动汽车电池的重要发展方向之一。

  化学电池是目前电动汽车领域应用最为广泛的电池种类,如镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、燃料电池等。这其中,最广泛应用于电动汽车的就是锂离子电池,根据电池正极材料的不同,锂电池又可以分为磷酸铁锂电池、三元锂电池和锰酸锂电池等。

  三元锂电池,近年来正在被越来越多的车企运用于新能源汽车动力电池。三元锂电池具有能量密度高的突出特点,因此在同样的电量下,三元电池系统的重量更轻、体积更小,使得整车的续驶里程可以大幅提升。此外,三元锂电池还具有低温性能好、放电倍率高、一致性好和剩余电量(SOC)估算简便等优点,极端最低气温可达到-20℃至-15℃。其缺点是热稳定性不如磷酸铁电池,当其自身温度达到250℃-350℃时,内部化学成分就开始分解。因此对电池热管理系统提出了极高的要求,需要为每节电池分别加装保险装置,这就会加大其经济成本。而且,三元锂电池在使用寿命上相对较短。

  磷酸铁锂电池,其优势是安全性能好、循环寿命长且价格低廉。其可以在390℃以内的高温下保持稳定,不会因过充、温度过高、短路、撞击而产生燃烧。此外,磷酸铁锂电池的使用寿命也比较长,理论寿命可以达到7-8年。但受限于材料本身和技术方面的原因,磷酸铁锂的能量密度较低,对于整车的续驶里程有一定影响。此外,磷酸铁锂电池的容量较小,同样的电池容量,磷酸铁锂电池的重量更重、体积更大,也影响了其续驶里程。磷酸铁锂电池在低温下的表现,也是目前一部分新能源汽车主的痛点所在。

  补贴退坡不容忽视

  其实,各车企纷纷推出续驶500公里左右的新能源汽车,不仅有技术进步的原因,还与新能源汽车补贴退坡等政策因素有关。

  今年3月26日,财政部、工信部、科技部、发改委四部委联合发布《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,从2019-06-20起实施,2019-06-20至2019-06-20为过渡期。与2018年相比,2019年补贴标准平均退坡约50%;设置了三个月过渡期,新政前按2018年老政策;更强调安全性一致性,没有再推高能量密度上限;地方补贴明令取消。按照政策要求,过渡期后,乘用车领域将取消小于250公里续驶的纯电动产品补贴,且将250-400公里内续驶产品的单车补贴降至1.8万元,高于400公里纯电动产品补贴额度也将同比退坡50%。

  同时,基于地方保护等突出问题,新能源汽车地方补贴直接取消(新能源公交车和燃料电池汽车除外),改为支持充电、建设配套运营服务。尤其是转为用于支持充电(加氢)基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。

  业内认为,2019年新能源补贴新政的出台,一方面规范了新能源汽车行业发展秩序;另一方面,补贴大面积退坡,可以进一步深度检验新能源汽车企的能力,也许还会促使新能源汽车企的优胜劣汰。

  近年来,在汽车“新四化”的潮流中,很多传统燃油车企业也开始涉足新能源汽车领域,特别是赶上去年以来的车市“寒冬”,又恰逢补贴退坡,这些车企还是临危不惧,推出了更好的新能源汽车。

  2019上海车展上,东风汽车就推出了自主研发的新能源汽车新产品东风启辰D60EV等纯电动新能源汽车。该车定位紧凑级轿车,动力方面,该车搭载最大功率为 120 千瓦的电动机;续驶方面,综合工况续驶达到450公里。

  “这些自主品牌新品集中展示了东风在‘五化’(轻量化、电动化、智能化、网联化、共享化)领域的最新创新成果,并以此加快打造为消费者提供全方位优质汽车产品和服务的卓越东风。”东风集团有限公司董事长竺延风向《中国汽车报》记者表示,补贴退坡正是检验技术实力的机会,东风有充分的实力和底气,为用户做更好的新能源汽车。

  在车市“寒冬”、补贴退坡的背景下,不仅大的车企要经历严寒,中小车企及造车新势力也不能幸免。但是,不少中小车企和造车新势力也是充满信心。

  “退坡补贴、车市‘寒冬’反而是新能源汽车希望的赛道。”威马汽车创始人、董事长、CEO沈晖在接受《中国汽车报》记者采访时乐观地认为,威马汽车作为造车新势力,创业伊始就考虑到了多种因素,但是首要的是专注于把产品做好,产品做不好补贴再多也没有用。新能源汽车退坡补贴对产品做得好的企业不见得是坏事,可能是福音。之前消费者为了补贴随便先买一辆车,用的时候体验不好,还不如一开始看准一个好的产品。退坡补贴对于威马这样专注于把产品做好的企业反而销量上涨的机会更大。

  同样是在上海车展上,威马汽车推出了威马EX5 Pro等新产品。威马EX5 Pro的综合工况续驶能力达到460公里。沈晖所言,代表了部分造车新势力的观点。的确,如果没有补贴,消费者会更加专注于产品,对销售商、对用户反而是好事。因此,从战略上看,首先产品必须强调安全可靠、质量稳定、体验出色、成本合理,做到这几点,就可以使企业健康发展。

  不难发现,或许是由于补贴退坡、车市“寒冬”,新能源汽车的心产品都在离开“退补线”,500公里左右的新能源汽车渐渐多了起来。

  如何破解续驶难题

  据不完全统计,我国新能源汽车保有量已经超过了260万辆,占全球一半。成本低、续驶里程长的电动汽车离我们还有多远?“里程焦虑”如何破解?这都是新能源汽车企业和消费者面临的问题。

  业内专家普遍认为,抛开补贴因素,破解“里程焦虑”,包括动力电池、新能源汽车上的热管理系统,以及里程上的充电桩等等因素。

  “动力电池的发展方向包括氢燃料电池和固态电池等,尽管它们具备明显的优势,但是三元锂电池作为当前的普及品种,短期内不会被替代。因为氢燃料电池和固态电池距离大规模的商业化还有距离,特别是固态电池,需要解决的技术问题更多。”北京大学化学与分子工程学院教授其鲁向《中国汽车报》记者表示,最好的路径应是在解决三元锂电池技术短板的情况下,与氢燃料电池联合使用,可以使新能源汽车的续驶、安全等综合能力实现较大的提升。

  热管理系统,使新能源汽车动力电池发挥最佳效能的关键。据介绍,如同人的体温基本维持在37℃左右、过高就是发烧生病一样,如今的新能源乘用车,多数使用的是三元锂电池,一般的三元锂电池,充电温度为0℃到45℃之间,放电温度为-40℃到60℃之间。只有在最佳温度下,电池才能安全发挥最大的工作效率。一般而言,新能源汽车的热管理系统主要包括四部分:电池热管理系统、汽车空调系统、电机电控冷却系统、减速器冷却系统。

  电池热管理系统就是通过技术手段,对电池在不同情况下进行散热、加热、隔热,让电池始终处于45℃以内的正常工作状态,即便电池组中有个别电池出现温度过高的情况,热管理系统也能及时发现并报警,通知操作人员进行适当的人为干预。电动车的核心技术看电池,电池的核心技术看热管理。当今的热管理技术不仅涉及硬件,也涉及软件算法。热管理系统的技术水平,不仅关系到电动汽车的安全性,也直接影响到续驶里程的表现。

  在充电桩方面,从当初的新能源汽车的续驶只有120公里,后来逐步发展到200公里,再到300公里,到目前比较普遍的500公里。之所以还有焦虑,在很大程度上是因为充电桩的数量不足,毕竟它没有加油站多。

  数据显示,今年新能源汽车销售将达到160万辆,而截至今年3月底,中国充电基础设施保有量仅为92.1万个。面对未来新能源汽车的增量,加快充电设施的建设是当务之急。根据今年的补贴政策,新能源汽车购置补贴将转为基础设施建设补贴。在这样的背景下,2019将会是充电桩行业利好不断的一年。

  不断向好的形势发展,使人们有理由相信,续驶500公里及以上的新能源汽车将成为普及产品,破解“里程焦虑”的基础正在构筑。

  “面对新能源汽车产销两旺的良好势头,通过多措并举破解‘里程焦虑’是当务之急。”黄宏文认为。

  编辑:蒙轩 曹亚玲(实习编辑)

[责任编辑:权志华 ]
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