中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:如何讓電動(dòng)車用戶能放心使用?相比于燃油汽車的便利性,電動(dòng)汽車在續(xù)駛里程和充電方式方面,還有待新的手段。
不能簡(jiǎn)單套用燃油車思維
人們的思維習(xí)慣于從“傳統(tǒng)燃油車?yán)m(xù)駛里程和加油方式”延伸到“電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程和充電方式”,進(jìn)而形成的觀念是:“要求電動(dòng)汽車增多蓄電池能量,使其能續(xù)駛300至500公里,而且可以到快速充電站在幾分鐘內(nèi)就完成充(換)電,以便繼續(xù)行駛。”
在這種貌似合理的期望下,結(jié)論必然是:“電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短且充電難”是當(dāng)前不可逾越的難關(guān),這也成為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的緊箍咒。于是有人主張不惜成本盡量多載蓄電池以求續(xù)駛300公里;有人怪罪于蓄電池比能量不能在短期內(nèi)提升一倍;有人怪罪于蓄電池不能在幾分鐘內(nèi)充好電;有人為此悲觀失望……凡此種種,嚴(yán)重打擊汽車用戶購(gòu)買電動(dòng)汽車的信心,也影響政府近期發(fā)展電動(dòng)汽車的信心。
立足用戶需求采納企業(yè)經(jīng)驗(yàn)
提高電動(dòng)汽車近期產(chǎn)業(yè)化的信心,關(guān)鍵在于澄清“以汽車企業(yè)和電池企業(yè)的近期生產(chǎn)水平,能否滿足電動(dòng)汽車潛在的大部分用戶對(duì)續(xù)駛里程和方便充電的需求”。我的觀點(diǎn)是,當(dāng)前就有可能滿足。
據(jù)德勤公司在全球的調(diào)查顯示,近80%的汽車用戶每日經(jīng)常實(shí)際行駛80公里以內(nèi),非經(jīng)常的用車?yán)锍唐谕芨?,達(dá)到300公里以上(見(jiàn)表一)。我的建議是,區(qū)分電動(dòng)汽車用戶的實(shí)際續(xù)駛里程和期望續(xù)駛里程,并合理采納先進(jìn)企業(yè)的近期經(jīng)驗(yàn), 例如發(fā)展增程式電動(dòng)汽車以滿足大部分汽車(市區(qū)私家車)的用戶需求,加快電動(dòng)汽車的市場(chǎng)化步伐,并發(fā)揮其戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)作用,帶動(dòng)一批新興產(chǎn)業(yè)群。
當(dāng)前電動(dòng)汽車領(lǐng)域已經(jīng)涌現(xiàn)的關(guān)于“續(xù)駛里程與充電方式”的不同主張主要有五種:一是多載蓄電池,二是大功率快充電站,三是機(jī)械更換蓄電池站,四是增程式發(fā)電機(jī),五是利用夜間谷電慢充電。以下逐一剖析其利弊。
多載蓄電池不劃算
把傳統(tǒng)汽車“多加油則續(xù)駛里程長(zhǎng)”的習(xí)慣簡(jiǎn)單延伸到電動(dòng)汽車,有些汽車廠商就不惜多載蓄電池以求續(xù)駛300公里以示其先進(jìn)性。以所謂先進(jìn)的續(xù)駛里程300公里為例,計(jì)算其性價(jià)比情況。按城市工況,汽車自重800千克(不含電池)、耗電120瓦時(shí)/千米•噸、蓄電池成本4500元/千克、循環(huán)壽命1000次的電動(dòng)轎車計(jì)算,單程行駛里程要達(dá)到300千米,就必須裝載450千克的電池。
這樣一來(lái)就會(huì)造成諸多后果,其一市內(nèi)汽車每公里能耗基本正比于汽車總重量,續(xù)駛300千米的汽車比續(xù)駛100千米的汽車每公里能耗多40%左右,嚴(yán)重背離節(jié)能原則(見(jiàn)工信部2011年7月《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南(2011年)》)。其二可載人空間和可載重量都劇減。其三車載蓄電池的購(gòu)置成本和運(yùn)行成本劇增。其四底盤也要隨之加重,否則整車超重,安全性下降。其五車載電池總能量是雙刃劍,電池能量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致安全性降低,安全事故嚴(yán)重性會(huì)隨電池總能量而劇增。而且這樣配置的電動(dòng)汽車,跑20萬(wàn)公里的折舊費(fèi)和電費(fèi)一共需19.9萬(wàn)元,而傳統(tǒng)汽車的燃油費(fèi)僅需8萬(wàn)元。
由此看來(lái),多載蓄電池以求加大續(xù)駛里程顯然是誤區(qū),就好比一匹馬一天只能跑80公里,給80公里的糧食就夠了??墒且持斓募Z食去跑,馬當(dāng)然要累壞。
媒體此前喜歡報(bào)道新能源汽車能跑300公里純粹只是為了吸引眼球,導(dǎo)致了誤區(qū)。日行超百公里的電動(dòng)汽車可用車載增程式發(fā)電機(jī)延長(zhǎng)其續(xù)駛里程。
換增程式電動(dòng)汽車可先上馬
增程式發(fā)電機(jī)可以解決用戶跑300公里的心理需求,而且增程式發(fā)電機(jī)在80公里以內(nèi)是以蓄電池為動(dòng)力,可以實(shí)現(xiàn)零油耗零排放,80公里以外的路程比傳統(tǒng)燃油汽車節(jié)油一半。
在這一模式下,電動(dòng)汽車的峰值功率需求由動(dòng)力電源(蓄電池或超級(jí)電容)提供,所采用的增程式發(fā)電機(jī)是由小型燃油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)而成的,不必考慮汽車的峰值功率需求,其發(fā)電的功率略高于車輛勻速穩(wěn)定行駛之需即可。其唯一作用是帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,與蓄電池并聯(lián)以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作,并在行駛中對(duì)蓄電池補(bǔ)充充電,所以小發(fā)動(dòng)機(jī)可以連續(xù)工作在最佳轉(zhuǎn)速下,輸出的功率和扭矩也基本恒定,因而其效率、排放、可靠性等均處在最佳狀態(tài),比傳統(tǒng)燃油機(jī)“大馬拉小車”的費(fèi)油運(yùn)行模式節(jié)省油耗50%以上。
增程式電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)如下:一是節(jié)油率高。80公里以內(nèi)只用蓄電池,可以實(shí)現(xiàn)零油耗零排放。80公里以外開(kāi)動(dòng)增程式發(fā)電機(jī),比傳統(tǒng)燃油機(jī)節(jié)省油耗一半。以大部分私家車每年行駛20000公里,需要開(kāi)動(dòng)增程式發(fā)電機(jī)的里程平均不多于4000公里(即20%)計(jì)算,油耗只相當(dāng)于燃油車2000公里油耗,全年節(jié)油率達(dá)到90%,遠(yuǎn)勝于混合動(dòng)力汽車或插電式混合動(dòng)力汽車。二是可以解除電動(dòng)汽車用戶對(duì)續(xù)駛里程的擔(dān)心。三是車載蓄電池只需提供市內(nèi)日常性行駛里程,所以重量較輕、每公里能耗少、購(gòu)車和使用兩種成本都低。四是不依賴遍布市內(nèi)的高功率快充電站,可利用夜間電網(wǎng)廉價(jià)谷電對(duì)電池充電,用戶省錢、電網(wǎng)調(diào)峰,實(shí)現(xiàn)雙贏。五是適應(yīng)面廣,增程式發(fā)電機(jī)可固定在車上或臨時(shí)加裝或租用,而且各種檔次的乘用車和商用車都可使用。六是市場(chǎng)巨大,在電動(dòng)汽車先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)周圍可發(fā)展成“增程式發(fā)電機(jī)”新產(chǎn)業(yè),初期可得到國(guó)家支持。當(dāng)前已有汽車企業(yè)實(shí)踐增程式電動(dòng)汽車的寶貴經(jīng)驗(yàn),只需搭載相應(yīng)功率的增程式發(fā)電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)續(xù)航300公里以上,且技術(shù)壁壘不高,易于先上馬再提高。
換電站適合公交和出租
把傳統(tǒng)汽車“到加油站加油”的習(xí)慣簡(jiǎn)單延伸到電動(dòng)汽車,就會(huì)把“大功率快充電站”看作電動(dòng)汽車不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施。但電池廠商和電動(dòng)汽車用戶都深知快充電對(duì)蓄電池壽命損害極大,經(jīng)??斐潆妼?dǎo)致蓄電池使用壽命劇減而成本劇增(可達(dá)一倍以上)。而且充電站設(shè)備和輸電設(shè)備投資巨大,充電站在市內(nèi)用地矛盾也會(huì)很大,而且由于建設(shè)周期長(zhǎng),與電動(dòng)汽車產(chǎn)量增長(zhǎng)很難同步。
實(shí)際上,對(duì)于日行80公里的私家車只需電池總能量10至15千瓦時(shí)(約100至150公斤),可在停車處利用夜間谷電慢充電,而不必苦苦依賴快充電站的建設(shè)。
換電站的優(yōu)點(diǎn)在于可以每日換電池兩三次,使車載蓄電池重量下降。每公里能耗降低。同時(shí)由于車載蓄電池能量少,安全性提高。但不適合于私家車,因?yàn)榧词闺姵匾?guī)格完全一致,由于更換前后蓄電池質(zhì)量無(wú)法快速測(cè)定,很難保證換電站與汽車用戶之間的公平更換。
目前看來(lái),換電模式最適合公交車公司。公交車有固定始發(fā)站和路線,換電站與公交車用戶統(tǒng)屬一公司,統(tǒng)一充電換電,統(tǒng)一管理。對(duì)于可否適用同一出租車公司的出租車隊(duì),應(yīng)視公司規(guī)模而定。
谷電慢充可雙贏
可以要求每個(gè)蓄電池組出廠時(shí)都配備相應(yīng)其性能的充放電自動(dòng)控制器,按預(yù)約時(shí)間在夜間谷電時(shí)段開(kāi)啟慢充電功能,按蓄電池特性在充電完成時(shí)自動(dòng)停止充電??梢詽M足次日80公里使用,不需到快充電站充電,也不必頻繁更換電池。超長(zhǎng)里程可用車載增程式發(fā)電機(jī),又有利于延長(zhǎng)電池壽命。
全國(guó)每夜有9億千瓦時(shí)谷電,可供數(shù)千萬(wàn)輛電動(dòng)汽車充電之需。在當(dāng)前停車位不足的情況下,利用各種停車位設(shè)置計(jì)費(fèi)充電樁,優(yōu)先提供電動(dòng)汽車用戶。在家庭停車庫(kù),電動(dòng)汽車可視為2~3千瓦的家用電器,通過(guò)市電插座直接用夜間谷電慢充電5~7小時(shí)。農(nóng)村電動(dòng)汽車只須就近充電,不必遠(yuǎn)行到充換電站。
應(yīng)立足當(dāng)前技術(shù)水平 盡早起步
總之,以當(dāng)前汽車企業(yè)和電池企業(yè)的技術(shù)水平和潛力,不必依靠外國(guó)力量,上述技術(shù)方案已經(jīng)可以滿足城市大多數(shù)電動(dòng)汽車用戶的需求(日行駛80公里以下,在需要時(shí)可延長(zhǎng)到300公里以上,充電方便),破解了“電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短且充電難”的難題。當(dāng)前大多數(shù)潛在汽車用戶的技術(shù)性需求得到滿足,企業(yè)看到銷路前景才可以放心擴(kuò)大生產(chǎn),電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化才能夠早日起步、發(fā)展,并讓前景光明起來(lái)。
在技術(shù)性需求之外,汽車用戶和企業(yè)都還有經(jīng)濟(jì)性需求。雖然上述減少車載蓄電池的方案已經(jīng)顯著減少經(jīng)濟(jì)性困難,但是在起步階段特別是動(dòng)力電源未形成大批量生產(chǎn)之前,還需要政府財(cái)政支持。隨著蓄電池?cái)U(kuò)大生產(chǎn)和提高技術(shù)水平而下降其價(jià)格,政府財(cái)政負(fù)擔(dān)可以逐年減輕直至取消。