电动汽车能跑多少万公里

2022-07-05 02:08:50 作者:lizhu

近日,一位威马EX5查成交价|参配|优惠政策)纯电动车主展示了自己电动车的电池衰减:跑了20万公里,衰减2.85%!

这一成果可以说刷新了人们对动力电池发展的认知。这个成果到底靠谱不靠谱?现在的电动车动力电池有这么厉害吗?今天就来深度分析一下。

众所周知,电动汽车的电池、电机、电控三大部分,与传统汽车完全不同。

从这三部分来看,电机性能优良,效率高,可靠性远高于内燃机。无论是永磁同步电机还是交流异步电机,拼的其实都是微不足道的效率提升,也就是说电机根本不是电动车的瓶颈。电子控制技术早在几十年前IGBT等电力电子器件出现时就开始迅速发展,现在可以说已经非常成熟。无论是电梯,空电梯,地铁,水泵,到处都有变频器。本质上,电动车电控和无处不在的变频器是一回事。电控技术应用到电动汽车上,没有大的障碍和困难。

与电机和电控相比,电池成为了电动车的瓶颈:与同样是储能装置的油箱相比,电池组体积庞大,完全颠覆了传统车辆的布局设计,重量巨大,动辄数百公斤,成本高昂。目前常用的三元锂电池市场价为0.85元/瓦时(这个数字在四五年前大概是2元),一个60kWh的电池组成本早已超过5万元,这让大众和业界更加关注。

快充直接关系到电动车的便利性,所以各大主机厂都想尽办法快充,但是快充的充电功率都是几十千瓦甚至几百千瓦。其实想想就很可怕:普通的3P家用空音,满功率运行也就几千瓦的功率,而电池组要承受的充电功率相当于几十个3P家用空音同时工作。这种补充不过,由于电动车的电池组容量越来越大,以这样快的充电速度,大概可以补充80%的能量,主流车型还是需要40-50分钟到一个小时甚至更长的时间,所以快充是不能放弃的。这就注定了主机厂为了快充和电池衰减的平衡,会更倾向于快充。

说到电池衰减,这可能是大部分用户不敢启动电动车的主要原因。电动汽车加速更线性平稳,声音震动更小,性能更好。NVH明显强于燃油车,而且它们还具有强大的能量回收能力,节能效果好,运行成本远低于燃油车。但是因为电池的衰减,以及被一些媒体偏颇的更换电池的“高昂”费用,让无数潜在车主被吓跑了。

但我们应该看到,随着近几年电动车的快速增长,大众对电池衰减的认知已经从之前的恐惧转变为基本接受。一方面,早期电池组衰减严重的车型已经基本退出市场,之前为了补贴而打造的各种“失真”车型也逐渐消失。现在市场上的电动车电池衰减确实更小,电动车车主的口碑也越来越好。大众也逐渐客观看待电动车的电池衰减,开始接受。另一方面,行业对电池的信心在增加,车企可以提供更多保障。按照工信部的规定,自2016年起,乘用车生产企业必须为电池、电机等核心零部件提供8年或12万公里的质保,这足以满足普通家用车的需求。但各大车企却在此基础上直接推出了更激进的政策。比如吉利品牌的新能源车型电池为首批车主提供终身保修,比亚迪也直接为电池提供终身保修,威马、蔚来直接为动力电池组提供不限年、不限里程保修。

所以,慢慢听我说。

近年来,可以说是我国动力电池快速发展的黄金时期。

政策层面,从2015年前后开始,我国动力电池行业呈现爆发式增长,国家于2015年3月发布了《汽车动力电池行业标准及条件》。此后,各种动力电池产业扶持政策文件陆续出台,国家对动力电池产业给予了大力度的政策支持。下表是近年来一些关于宏观政策的文件。

同时,国家标准委还制定了10余项新的动力电池相关标准,从动力电池的性能、测试方法、外壳材料、规格、尺寸等多个方面对标准进行了界定。与2015年之前的情况相比,新颁布的标准大多升级为国家标准,对动力电池的标准化起到了至关重要的作用,很大程度上把早期的低性能、短寿命的动力电池赶出了市场。

产能层面,在强劲需求和宏观政策刺激下,动力电池产能快速扩张,装机量快速攀升。2015年年中,国内动力电池产能约为11Gwh。2016年,中国电动汽车动力电池总装机容量超过19.8 GWh。2019年,中国电动汽车动力电池总装机量已经达到62.37Gwh,可以说是非常快速的增长。

在技术层面,蓬勃发展的动力电池行业在国家标准的逐步规范和丰厚利润的滋养下,R&D能力得到了快速提升,技术层面的进步也非常明显。比如以当代安普科技有限公司为代表的三元锂电池(NCM)的技术路线,目前当代安普科技有限公司的NCM811能量密度高达304Wh/kg,而在2015年,这一数字仅为90Wh/kg左右,这也是为什么近年来电动车的续航能力得到快速提升的原因。2015年左右,主流机型续航只有200km-300km,而目前市面上续航超过600km的机型并不少见。在电池可靠性方面,对电池衰减的所有影响因素都进行了深入的研究,对所有影响因素的控制都取得了很大的进展,即在BMS系统、电池热管理技术、电池保护等方面都取得了很大的突破。,电池的低温性能和衰减有了质的提升。

说到威马这个品牌,相信大家都已经很熟悉了,低调却务实。当造车初期的新势力叫嚣着要PPT的时候,威马正在自建工厂,在研发上下功夫,一步一个脚印。在电池组的技术层面上,威马也有不错的积累。之前我在文章里详细讲过威马的热管理系统,做的非常好。

如上所述,目前对电池衰减的研究已经有了很大的进展,影响因素也比较明确,即工作温度、充放电深度、充放电速率、内外应力等。具体到具体产品,主要影响因素是电池性能,尤其是它的一致性,出色的BMS系统加上强大的热管理能力和电池组的物理保护。对于大多数车企来说,因为电池不是自己生产的,所以有两个关键点。一是自然选择电池,二是后天保护和“服务”电池。

“先天”方面,威马向一流电池供应商定制采购符合威马统一标准的VDA电池模块,并在威马自建的温州生产基地组装、生产和测试电池组。马尾对电池组内模块初始化的标准极其严格,要求电芯间电压差小于25mV,模块间电压差小于30mV。电池组成型后采用更简单可靠的被动平衡自放电技术,保持电压差一致,保证电池组初始状态下电池内部容量平衡,从而保证未来使用时电池容量充足,放电健康。

在“后天”方面,威马的电池组恒温热管理技术可以更稳定地将电芯温度控制在高效安全的温度范围内。每个电芯模块内设置两个温度传感器,精确监测每个模块内部的电芯温度,通过BMS和BTMS对所有电池进行精确管理,将电池温差控制在2℃,保证电芯温度的均匀性。

在防护方面,电池组外壳采用DP780高强度钢,横向和纵向均有加强筋,可以有效抵御碰撞和挤压带来的冲击。电池组内部模块采用铝制中空外保护设计,矩阵式双框电池仓结构。在电池组外壳的内棱角处设置了缓冲区,撞击后外壳塌陷,即使在严重的碰撞中也伤不到电池,从视频中可以看到。IP68防水防尘,双ECU多级实时监控,紧急防爆泄压设计,确保电池安全。

在这样的理想环境下,衰减程度大大降低。从视频中可以看出,车主是2018年12月份买的车,到现在已经一年半了。综合考虑目前主流电池的寿命,20万公里的实际循环在500次左右(20万公里除以400公里左右的实际续航),车主也是交替使用快充和慢充。在这种情况下,500次循环后完全有可能衰减2.85%。当然,这个成绩肯定是优秀的。

短短几年,随着动力电池容量密度、性能和使用寿命的快速提升,电动汽车确实发生了翻天覆地的变化。威马之所以取得这样的成绩,除了自身稳健的技术研发之外,还在一定程度上超越了这股“东风”。目前市面上的电动车车型不仅种类丰富,续航能力也堪比燃油车。与此同时,电动车强劲的性能、直线加速、出色的NVH性能以及更加智能化的功能,确实大大提升了其竞争力。

所以,目前可以认为电动车普及期已经到来,应该把以前的“除非不行,否则不要买新能源”的买车观念,改成“除非不行,否则不要买燃油车”。

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