中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著保有量不斷增長(zhǎng)，電動(dòng)汽車(chē)在高速、低溫等狀態(tài)下的續(xù)駛里程波動(dòng)備受消費(fèi)者關(guān)注。是什么原因?qū)е吕锍探箲]？影響續(xù)駛里程的因素有哪些？產(chǎn)業(yè)各方應(yīng)做出哪些改變？
張健 百人會(huì)研究咨詢(xún)部高級(jí)研究員、動(dòng)力電池研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人
厲一平 整車(chē)研究團(tuán)隊(duì)成員
李松哲 充電基礎(chǔ)設(shè)施研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人
01
續(xù)駛里程與預(yù)期里程的差異是焦慮的主因
1.傳統(tǒng)燃油車(chē)也存在續(xù)駛里程波動(dòng)現(xiàn)象，但電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主里程焦慮更加明顯
電動(dòng)汽車(chē)與燃油汽車(chē)面臨同樣的里程波動(dòng)現(xiàn)象，但由于燃油車(chē)的續(xù)駛里程相對(duì)較長(zhǎng)，一般能夠超過(guò)大部分消費(fèi)者心理預(yù)期，目前對(duì)燃油車(chē)?yán)锍痰慕箲]不明顯，社會(huì)爭(zhēng)議較小。但由于電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程與消費(fèi)者預(yù)期尚存差距，且里程波動(dòng)較大，在部分應(yīng)用場(chǎng)景中達(dá)不到使用要求，從而導(dǎo)致消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍谈鼮槊舾小?
燃油車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程波動(dòng)對(duì)比
2.電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際續(xù)駛里程與測(cè)試及公布里程的差異性加劇了消費(fèi)者的心理落差
一是部分廠(chǎng)商將理想狀態(tài)下的等速續(xù)駛里程數(shù)據(jù)作為主要宣傳，與實(shí)際里程存在較大差距，目前業(yè)內(nèi)已經(jīng)明令禁止這種行為。
二是我國(guó)能耗和排放法規(guī)引用歐洲NEDC測(cè)試體系，與我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)際行駛工況不相符，不能真實(shí)的反映出實(shí)際續(xù)駛里程。具體有以下幾點(diǎn)原因：一是市區(qū)市郊里程分配不合理，在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中城市工況占比70%，市郊占比30%，這與我國(guó)實(shí)際情況有很大差別，同時(shí)怠速比例也相差很多。二是工況測(cè)試是在常溫不開(kāi)空調(diào)的情況下進(jìn)行的，而現(xiàn)實(shí)中車(chē)輛開(kāi)啟空調(diào)的時(shí)間很多，而且電池性能、制動(dòng)回收效果也會(huì)隨溫度降低而下降。三是工況中減速階段的較為緩慢，非常有利于電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行制動(dòng)回收，實(shí)際使用中，汽車(chē)的減速往往更快速，制動(dòng)回收不完全。
由于上述原因，與電動(dòng)汽車(chē)出廠(chǎng)標(biāo)稱(chēng)里程相比，不同車(chē)型隨著季節(jié)變化、路況變化、車(chē)輛使用壽命變化里程均出現(xiàn)了不同程度的衰減，成為電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品的普遍現(xiàn)象。
02
冬季空調(diào)和行駛工況影響實(shí)際里程
1.電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際續(xù)駛里程受能量因素和能耗因素多重影響
電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程受多重因素影響，包括能量因素和能耗因素：一是車(chē)載剩余能量，電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載剩余能量主要與電池當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)；二是能耗，包括驅(qū)動(dòng)用能耗和車(chē)載附件用能耗等。綜合而言，電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程除了與傳統(tǒng)燃油車(chē)一樣受到汽車(chē)重量、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率、行駛工況、駕駛習(xí)慣、部分環(huán)境因素等多方面共性能耗因素影響外，由于動(dòng)力電池自身化學(xué)特性，又對(duì)溫度因素更加敏感，同時(shí)還受到電池材料、電池工藝、電池循環(huán)壽命與保養(yǎng)現(xiàn)狀等多方面對(duì)動(dòng)力電池本身能量因素影響。
綜合而言，與傳統(tǒng)燃油車(chē)相比，引起電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程變化增加了以下兩個(gè)因素：一是冬季空調(diào)、電池加熱導(dǎo)致的附件能耗因素變量，二是電池儲(chǔ)能本身特性導(dǎo)致的能量因素。
電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程影響因素
2.與能量因素相比，能耗因素是影響電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程的主要因素
無(wú)論是從目前的用戶(hù)體驗(yàn)、第三方測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)分析來(lái)看，低溫季節(jié)和高速路況兩大情景下電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程變化最為明顯。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在其他情況相同而設(shè)置單一變量的對(duì)比分析中，100-120km/h行駛時(shí)續(xù)駛里程將普遍減少約1/4-1/3，使用空調(diào)時(shí)續(xù)駛里程普遍減少1/4-1/3，而-20℃極低氣溫?zé)o空調(diào)情景下時(shí)續(xù)駛里程僅僅減少10%。
從EV-TEST對(duì)某電動(dòng)車(chē)型的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，極低溫度下（-15℃）開(kāi)空調(diào)和100km以上高速行駛是電動(dòng)汽車(chē)能耗增加最多、續(xù)駛里程縮減百分比最大的應(yīng)用場(chǎng)景，同時(shí)也可以看出，普通低溫下（-7℃）不開(kāi)空調(diào)時(shí)整車(chē)?yán)m(xù)駛里程沒(méi)有顯著縮減。
綜合上述分析，與低溫等情況下導(dǎo)致的動(dòng)力電池能量因素變化相比，由空調(diào)附件能耗和高速行駛能耗導(dǎo)致的能耗因素才是影響電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程的主要因素。
不同工況及環(huán)境對(duì)續(xù)駛里程的影響
（1）高速狀態(tài)下風(fēng)阻的非線(xiàn)性增加導(dǎo)致了高速續(xù)駛里程顯著下降
隨著汽車(chē)行駛速度的增加，滾阻呈線(xiàn)性增加，而風(fēng)阻呈非線(xiàn)性增加，在電動(dòng)汽車(chē)速度超過(guò)100km/h后，風(fēng)阻的快速非線(xiàn)性增加是電動(dòng)汽車(chē)行駛損耗顯著增加的主要原因，此外不同坡度下需要的牽引功率變化也將降低其續(xù)駛里程。
（2）電動(dòng)汽車(chē)冬季空調(diào)比夏季能耗更高，從而對(duì)續(xù)駛里程影響更大
在夏季，電動(dòng)汽車(chē)的空調(diào)耗能占驅(qū)動(dòng)耗能的30%左右，具體與環(huán)境溫度與太陽(yáng)照射強(qiáng)度有關(guān)，但燃油車(chē)同樣需要消耗發(fā)動(dòng)機(jī)能量來(lái)制冷，兩者并無(wú)顯著差異。
在冬季，與傳統(tǒng)燃油車(chē)可依靠發(fā)動(dòng)機(jī)排熱取暖不同，電動(dòng)汽車(chē)冬季空調(diào)仍然是其主要的駕駛艙供暖方式。而與夏季空調(diào)使用工況相比，冬季零下低溫條件下空調(diào)需要更大能耗才能將艙內(nèi)溫度維持在舒適溫度范圍內(nèi)，因而成為降低電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程的最主要因素。
（3）制動(dòng)能量回收、電池溫度調(diào)節(jié)等因素也在一定程度上影響整車(chē)能耗
理論上制動(dòng)能量能達(dá)到驅(qū)動(dòng)能量的70%，正常溫度下回收能量可節(jié)能20%以上，具體節(jié)能效果與工況有關(guān)。因此能量回收技術(shù)的應(yīng)用也將在一定程度上改善電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程。
此外電動(dòng)汽車(chē)電池需要溫度調(diào)節(jié)才能處在最佳的工作區(qū)域，在夏天時(shí)，傳統(tǒng)燃油車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)同樣需要散熱耗能。在冬季，電動(dòng)汽車(chē)通常需要消耗7%以上的功率來(lái)加熱保溫，這在一定程度上也導(dǎo)致續(xù)駛里程略微縮短，但并不構(gòu)成主要因素。
整體而言，能耗方面，燃油車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)夏季均受工況和空調(diào)制冷、動(dòng)力系統(tǒng)冷卻（發(fā)動(dòng)機(jī)散熱和電池散熱）影響，冬季電動(dòng)汽車(chē)增加了駕駛艙取暖項(xiàng)和電池保溫項(xiàng)。
3.能量因素雖然并非導(dǎo)致續(xù)駛里程波動(dòng)的主要因素，但是其決定著電動(dòng)汽車(chē)的里程極限
（1）由于電池的固有特性，電動(dòng)汽車(chē)影響續(xù)駛里程的能量因素比燃油車(chē)更加復(fù)雜
電池累計(jì)可釋放能量的表達(dá)式如下：
其中Ut為端電壓=開(kāi)路電壓-內(nèi)阻*電流，開(kāi)路電壓與電池本身材料有關(guān)，內(nèi)阻與電池溫度和荷電狀態(tài)（SOC）有關(guān)，電流則與電動(dòng)汽車(chē)工況有關(guān)。Qst則是電池的標(biāo)稱(chēng)容量。
而隨著行駛里程的增加，動(dòng)力電池等關(guān)鍵部件性能均有不同程度的下降，比如動(dòng)力電池容量隨使用次數(shù)衰減、一致性差異變大，也將影響電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。因此，與傳統(tǒng)燃油車(chē)能量因素僅由油量決定相比，電動(dòng)汽車(chē)能量因素要復(fù)雜得多。
電池狀態(tài)對(duì)續(xù)駛里程的影響(左圖)電池內(nèi)阻典型特性曲線(xiàn)（右圖）
（2）未來(lái)電池材料技術(shù)的進(jìn)步是提升電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍虡O限的主要因素之一
從上述表達(dá)式及對(duì)應(yīng)關(guān)系可以看出，如果不考慮電動(dòng)汽車(chē)工況，僅僅考慮電池本身特性，能量因素主要與電池的兩方面特性曲線(xiàn)密切相關(guān)：一是開(kāi)路電壓特性曲線(xiàn)，二是內(nèi)阻變化曲線(xiàn)。目前電池內(nèi)阻受到溫度的顯著影響隨著電池保溫技術(shù)的不斷進(jìn)步正在逐步改善，而開(kāi)路電壓特性改善、電池使用壽命延長(zhǎng)等方面則主要依靠未來(lái)電池材料技術(shù)的進(jìn)步，這也是未來(lái)決定電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍虡O限的主要因素之一。
03
電動(dòng)汽車(chē)性能不斷提升 未來(lái)可期
1.電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程不斷提升并能滿(mǎn)足大部分出行需求
(1）動(dòng)力電池能量密度及續(xù)駛里程逐步提升
動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度已經(jīng)突破140Wh/kg。動(dòng)力電池能量密度是影響續(xù)駛里程的一個(gè)重要因素，我國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)水平持續(xù)提升，2018年系統(tǒng)能量密度相對(duì)2015年提升約54%。
電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍虡O限逐步逼近燃油車(chē)。隨著動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度提升以及車(chē)輛技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)電動(dòng)乘用車(chē)的平均續(xù)駛里程已經(jīng)突破300公里，部分產(chǎn)品能夠超過(guò)400公里，且隨著技術(shù)進(jìn)步，滿(mǎn)足市場(chǎng)出行里程需求的產(chǎn)品將會(huì)成為普遍現(xiàn)象。
我國(guó)動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度提升情況
2017-2018年各級(jí)別純電動(dòng)乘用車(chē)的工況續(xù)駛里程情況
(2）電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程基本能夠滿(mǎn)足消費(fèi)者出行需求
在城市出行中，大部分居民主要以上班及日常通行為主，日行駛里程較短，根據(jù)北京交通發(fā)展研究院研究數(shù)據(jù)顯示，典型城市日均行駛里程在50公里以?xún)?nèi)。而從北京出行特點(diǎn)來(lái)看，在普通工作日，日行駛里程低于200公里的占比為99.97%，在法定節(jié)假日，90.1%的車(chē)輛行駛在150公里以下。按照電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程300公里為基準(zhǔn)，考慮夏季與冬季的溫度變化，假設(shè)里程波動(dòng)為30%，綜合續(xù)航能力約為210公里，仍可以滿(mǎn)足絕大部分出行需求。
不同城市和時(shí)間段出行里程
2.部分區(qū)域和工況仍存短板，但未來(lái)可期
雖然電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程能夠滿(mǎn)足大部分出行需求，但在在部分應(yīng)用場(chǎng)景，比如極寒、城際長(zhǎng)距離以及日行駛里程較長(zhǎng)的運(yùn)營(yíng)車(chē)輛，在當(dāng)前充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善、充電時(shí)間較長(zhǎng)情況下，相對(duì)于傳統(tǒng)燃油車(chē)仍存在短板。
然而電動(dòng)汽車(chē)相對(duì)燃油車(chē)在節(jié)能環(huán)保、使用成本、動(dòng)力和舒適性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，且以電動(dòng)汽車(chē)為載體的自動(dòng)駕駛技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)。隨著產(chǎn)品性能提升、整車(chē)成本下降以及充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善，未來(lái)將適合更多場(chǎng)景的應(yīng)用。
典型車(chē)型不同工況下的續(xù)駛里程衰減情況
04
多層面提升用戶(hù)體驗(yàn)
1.客觀認(rèn)識(shí)電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍虇?wèn)題
電動(dòng)汽車(chē)處于發(fā)展初期，不能因?yàn)槔锍虇?wèn)題否定產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際續(xù)駛里程差異問(wèn)題是法規(guī)、技術(shù)、消費(fèi)者使用習(xí)慣及環(huán)境、企業(yè)宣傳等多種因素綜合導(dǎo)致的。雖然與傳統(tǒng)燃油車(chē)都面臨這種詬病，但由于充電基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)的不便利性，以及電池等核心技術(shù)突破帶來(lái)的里程增加尚與燃油車(chē)?yán)锍檀嬖诓罹?，隨著推廣數(shù)量的增加，電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍虇?wèn)題越來(lái)越突出。然而從新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一般規(guī)律來(lái)看，在發(fā)展初期，產(chǎn)品容易出現(xiàn)一些問(wèn)題，但問(wèn)題不能無(wú)限放大。應(yīng)當(dāng)對(duì)初創(chuàng)產(chǎn)品持包容的態(tài)度，給予一定的空間和時(shí)間來(lái)完善管理和技術(shù)，不能因?yàn)槌霈F(xiàn)問(wèn)題就限制和否定其發(fā)展。
重視電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍虇?wèn)題，完善管理并提升技術(shù)水平。續(xù)駛里程是消費(fèi)者選擇電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，如果實(shí)際續(xù)駛里程達(dá)不到或與宣傳里程差異過(guò)大，且使用過(guò)程中里程衰減過(guò)于嚴(yán)重，消費(fèi)者里程焦慮問(wèn)題將進(jìn)一步加大。這不僅會(huì)使電動(dòng)汽車(chē)使用成本優(yōu)勢(shì)喪失，也會(huì)增加消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)性能的質(zhì)疑，從而降低電動(dòng)汽車(chē)的社會(huì)認(rèn)可度，這對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模推廣極其不利。電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程問(wèn)題應(yīng)該引起各層面的重視，并通過(guò)完善政策法規(guī)和提升技術(shù)水平等多種手段盡快解決，提升消費(fèi)者信心。
2.加強(qiáng)事后監(jiān)管，完善工況法規(guī)
一是加強(qiáng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)事后監(jiān)管制度。進(jìn)一步加強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)事后監(jiān)管，通過(guò)大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)及年檢等手段對(duì)車(chē)輛與電池等核心部件進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)與公告車(chē)輛差距較大或造假等企業(yè)進(jìn)行懲罰，比如負(fù)面清單或經(jīng)濟(jì)懲罰，保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益。
二是加快中國(guó)汽車(chē)工況的導(dǎo)入工作。加快中國(guó)汽車(chē)工況驗(yàn)證及導(dǎo)入工作，并完善測(cè)試環(huán)境及附件能耗等測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程。從而能夠準(zhǔn)確評(píng)估電動(dòng)汽車(chē)能耗水平，為雙積分及其他財(cái)稅補(bǔ)貼政策提供準(zhǔn)確依據(jù)，另外可以讓消費(fèi)者更真實(shí)的了解不同汽車(chē)產(chǎn)品的真實(shí)能耗水平，從而準(zhǔn)確評(píng)估電動(dòng)汽車(chē)可達(dá)里程和使用過(guò)程中的費(fèi)用。
三是加強(qiáng)儀表等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試及測(cè)試方法的研究，保證續(xù)駛里程的真實(shí)性與可靠性，減少由于顯示問(wèn)題導(dǎo)致的拋錨及安全問(wèn)題。
3.完善標(biāo)識(shí)管理，正確引導(dǎo)消費(fèi)者
一是完善標(biāo)識(shí)管理，給與消費(fèi)者更多參考信息。在綜合工況續(xù)駛里程基礎(chǔ)上，結(jié)合權(quán)威機(jī)構(gòu)多種應(yīng)用場(chǎng)景的測(cè)試，在產(chǎn)品標(biāo)識(shí)中增加高溫空調(diào)制冷、低溫空調(diào)制暖、高速等典型場(chǎng)景的續(xù)駛里程，保障消費(fèi)者能夠根據(jù)自身的駕駛環(huán)境及條件合理選擇產(chǎn)品，避免使用條件差異性導(dǎo)致的里程過(guò)大問(wèn)題。
二是企業(yè)在宣傳時(shí)應(yīng)正確引導(dǎo)消費(fèi)者。企業(yè)及第三方平臺(tái)在產(chǎn)品宣傳時(shí)，要正確和積極的引導(dǎo)消費(fèi)者，絕不能把60公里等速測(cè)試作為宣傳誤導(dǎo)消費(fèi)者。
4.提升電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能及節(jié)能核心技術(shù)
一是提高動(dòng)力電池能量密度。提高磷酸鐵鋰、三元電池等當(dāng)前規(guī)模化應(yīng)用的動(dòng)力電池能量密度，同時(shí)對(duì)固態(tài)電池、鋰硫電池等新型電池、材料和工藝進(jìn)行研發(fā)和驗(yàn)證，在不增加電池載重基礎(chǔ)上，提升電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程。
二是提升電動(dòng)汽車(chē)及關(guān)鍵部件的節(jié)能技術(shù)。提升整車(chē)造型、關(guān)鍵部件輕量化及高效率驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)回饋系統(tǒng)等技術(shù)水平，減少電動(dòng)汽車(chē)行駛能耗；加快低溫電池、熱泵空調(diào)及關(guān)鍵耗能附件技術(shù)及應(yīng)用，提升電動(dòng)汽車(chē)能耗利用率。提升動(dòng)力電池循環(huán)壽命、生產(chǎn)一致性及系統(tǒng)管理水平（包括熱管理），降低電池容量衰減速度。
5.創(chuàng)新運(yùn)營(yíng)模式，建立維保體系
一是構(gòu)建符合消費(fèi)者工況的里程服務(wù)。基于大數(shù)據(jù)及消費(fèi)者使用習(xí)慣、行駛目的，準(zhǔn)確分析電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際續(xù)駛里程，為消費(fèi)者行駛及充電提供個(gè)性化服務(wù)。
二是因地制宜選擇推廣方案。根據(jù)運(yùn)營(yíng)和使用需要選擇合理的電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)方案，比如通過(guò)快充與在線(xiàn)充電解決電動(dòng)公交續(xù)駛里程需求，通過(guò)換電方式解決電動(dòng)出租車(chē)對(duì)續(xù)駛里程的需求。
三是建立維保體系。在電動(dòng)汽車(chē)年檢制度還未完善的前提下，企業(yè)應(yīng)該建立電動(dòng)汽車(chē)維保方案，引導(dǎo)消費(fèi)者對(duì)動(dòng)力電池等關(guān)鍵部件進(jìn)行定期的檢查和維修保養(yǎng)，更換不達(dá)標(biāo)部件，避免由于關(guān)鍵部件性能下降導(dǎo)致的里程問(wèn)題。
6.完善充電基礎(chǔ)設(shè)施布局
一是合理推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。加快充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，合理規(guī)劃和優(yōu)化充電基礎(chǔ)設(shè)施布局，推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通，利用財(cái)稅和非財(cái)稅政策調(diào)動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)商的積極性，為消費(fèi)者提供便捷的充電服務(wù)，減少消費(fèi)者里程焦慮。
二是提升充電技術(shù)。加快快充技術(shù)、關(guān)鍵部件及配套設(shè)施的研發(fā)、改造和應(yīng)用，以及充電標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，提升消費(fèi)者充電便利性，提高消費(fèi)者出行效率。
