再聊里程焦慮　電動車續(xù)航簡易科普

汽車作為替代人類雙腿的工具，其主要目的是將乘員運送到依靠自身能力難以企及的遠方。從人類學會用火的一刻開始，撿多少柴就決定了可以燒多久。最直接增加里程的做法是攜帶更多的燃料，可實際上燃料也有重量，物理學之下，單純擴大燃料攜帶量無助解決問題，燃料與里程之間的平衡點，歷來是車企絞盡腦汁的科研項目。電動車作為新能源汽車的代表，同樣有著類似的問題。

（充換電方式不在本文內容之內討論）

里程長短的技術命門有哪些？

大部分消費者在購買電動車的時候，往往主觀地從其所搭載的電池用量著眼。可影響電動車續(xù)航里程的因素實在太多，除了電池容量大小，這其中整車阻力、驅動系統(tǒng)效率、低壓系統(tǒng)、控制策略同樣影響深遠。簡而言說，假設在使用相同質量以及能量密度的動力電池之下，車企自身研發(fā)能力以及所采用零部件技術直接影響電動車的經(jīng)濟性。

行駛之中的汽車，必須同時克服來自于地面的滾動阻力以及空氣之中的空氣阻力，倘若涉及非水平路面，更需要克服坡度阻力以及加速阻力。整車質量是其中影響最為顯著的方面。有電動車企業(yè)相關人員仿真計算得出，各種阻力相結合之下，阻力每增加100N，電動車的百公里電耗將增加2.5～3kWh，進一步拆分之下，電動車質量每增加200kg，電耗相應增加0.5kWh。所以目前整車輕量化被各大車企擺在了重點研究的方向，配合優(yōu)化風阻系數(shù)，減低驅動電機、傳動系統(tǒng)以及制動卡鉗拖滯阻力等方式，一定程度上可提高續(xù)航里程。

驅動系統(tǒng)效率對于普通消費者而言過于深奧不作深入討論，其主要考驗車企在系統(tǒng)匹配上的功力。也就是常用工況能否落在驅動系統(tǒng)高效區(qū)域，控制精度的波動需盡可能減小。舉個簡單例子，許多人認為電動車并不需要變速箱，電機從一開始就能提供最大扭力，可實際上隨著電機轉速并非無線增加，達到一定轉速之后，扭矩將逐步下降并最終進入恒定功率區(qū)域。這也解釋了為什么電動車起步快，可中后段往往被燃油車反超。目前較好的辦法就是配備二檔減速電機，令車輛持續(xù)加大輸出扭矩，穩(wěn)定提升車速，令所需工作點始終保持在高效區(qū)域。如采埃孚所推出的二檔減速電機，相比單檔減速電機，續(xù)航里程可增加達5%。這樣一來，車企將獲得兩種提高能量轉化效率的設計選擇。在延長蓄電池續(xù)航里程的同時保持蓄電池尺寸不變，或是為減輕整車質量選擇使用更小的蓄電池。

說起低壓系統(tǒng)也許大家沒什么概念，其實就是我們平常接觸最多的各種車載功能。隨著整車電氣化程度日益提高，車上電氣化配置也越發(fā)豐富，特別是各種增加成員舒適度以及科技感的用電設備。單個能耗看似不高，可積少成多也是一筆不菲的賬。整車配置高大上固然好，不過有時候或許座椅按摩功能關一下，就足夠熬到充電樁了。

前后驅動力分配以及能量再生策略同樣影響著電動車的經(jīng)濟性，不少人都知道電動車大多配有能量回收功能，因為這是目前降低電動車能耗，增加續(xù)航里程最為有效的手段之一。作為與傳統(tǒng)燃油車區(qū)別最大的地方，電動車的制動系統(tǒng)里除了常用的機械摩擦制動以外，還添加了再生能量制動這一功能。并且依照回收多少分為強中弱等回收檔位。該技術主要分為串聯(lián)式與并聯(lián)式兩種技術流派，串聯(lián)式在制動時會優(yōu)先考慮使用再生制動力，以獲得更多的回收能量，相比并聯(lián)式將再生制動力直接疊加在傳統(tǒng)液壓制動上的做法更為高效。但其結構與算法也更為復雜，甚至需要改動車輛結構。為此當下并聯(lián)式憑借簡易方便，占據(jù)了能量回收使用的初始階段。相信在技術不斷進步之下，串聯(lián)式將極有可能取代并聯(lián)式，成為日后的主流發(fā)展方向。

里程與成本你選哪個？

也許你會認為，用戶無需關心過多技術層面的問題，錢能解決的不是問題，多花點錢買長續(xù)航里程版本的電動車不就好了么？長續(xù)航里程版本的車輛之所以能開更遠，并不是技術上比普通版本更優(yōu)，而只是搭載更多的電池（容量）。里程與成本如何抉擇，中國工程院楊裕生院士在2019年的相關會議上，曾經(jīng)一針見血地發(fā)表了自己的見解：“目前技術下，長續(xù)航里程勢必需要能量密度更高的電池或是多裝電池，代表燃燒爆炸的危險性增大;多裝電池代表了日后廢電池更多;多裝電池代表整車質量過大，浪費能量;多裝電池代表車子更貴;多裝電池倘若更換廢電，用車成本更高;一車一個充電樁費錢又占地，總之長續(xù)航純電動車倘若不是技術突破帶來的里程增加，僅靠多裝電池完全是背離了發(fā)展電動車的節(jié)能減排宗旨，用戶多花錢不算，補貼取消以后競爭力更差?！倍谖铱磥砥鋵嵾€要補充一點，多裝電池代表充電時間也將會更長，所以不要貪圖眼前小利，后面才是大頭呢。時間才應該是人類最寶貴的財產。

值得一提的是，稱為新一代電池技術代表的燃料電池或許可以解決這個問題。其原理是通過燃燒氫等化學燃料，使電解質隔膜兩側發(fā)生氧化還原反應得失電子產生電能，從而以化學能轉換為電能達到驅動目的。理論上優(yōu)點眾多，也是眾多車企趨之若鶩的技術追求。但我國在此項目上起步較晚，產業(yè)化以及規(guī)?；闯梢?guī)模，以致成本短期之內無法有效降低，加之加氫站等基礎設施建設仍需努力，為此短期之內難以成為主流。

是什么在蠶食你的里程？

動力電池基本原理為鋰離子的嵌入與脫嵌過程

或許您正好是一名新能源車主，那么肯定會發(fā)現(xiàn)自己的愛車在經(jīng)歷了一段時間的使用之后，續(xù)航里程表現(xiàn)似乎逐步走向老邁，同樣的充電時間以及充電方式所提供的續(xù)航里程已經(jīng)大不如前，車輛的行駛狀況也沒有了開初的爽快。容量的衰減以及功率的下降實際代表著鋰離子動力電池的老化。

磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、錳酸鋰電池、多元復合電池、鎳氫電池、超級電容。我國不同類型的新能源汽車，其動力電池實際上各不相同。動力電池發(fā)展至今起碼經(jīng)歷了三代技術改進。從最初的鈷酸鋰電池，到第二代的錳酸鋰以及磷酸鐵鋰電池，而目前乘用車使用最為廣泛的，以三元鋰電池為代表的第三代動力電池。一套典型的鋰離子電池主要包括陽極、陰極、電解液和隔膜四部分，這些組件的相互作用決定了電池的功率和能量容量、循環(huán)壽命、安全性能和工作溫度等優(yōu)劣。簡單而言整個電池的充放電工作，實際上就是鋰離子在陰極和陽極之間的來回穿梭，并經(jīng)歷嵌入與脫嵌過程。大家熟知的極端環(huán)境溫度雖然會影響續(xù)航里程長短，可相對于正常溫度下，因為電池組工作所涉及復雜的化學與物理變化之后，活性材料的損失、可用鋰的損失以及內阻增加等不可逆因素，其所帶來的容量衰減、功率下降也就不算什么了。

值得注意的是，使用電動車真是一門技術活，嚴格控制經(jīng)濟車速、保持良好的駕駛風格、合理熟練利用能量回收系統(tǒng)、精心定期保養(yǎng)電動車輛等各方面車主行為，也決定了電池的壽命。另外真的不主張電動車主對車輛過于定制化改裝，特別增加空力套件，要知道這些漂亮的花活所產生的下壓力將會極大影響行駛里程，素車其實沒什么不好的，真要以示區(qū)別，拉個花得了。

充電過程特性對電池壽命和溫度的影響

電池壽命與續(xù)航里程隨著使用逐步減少

應用在大眾純電動車輛上的能量回收制動系統(tǒng)

里程焦慮能治么？

里程焦慮是否是病這難以界定，如果單從醫(yī)學角度而言，按照第3版中國精神障礙分類與診斷標準（CCMD-3），焦慮癥屬于神經(jīng)癥的一個亞型。治療方法只有吃藥和心理治療兩種。吃藥就免了，買車本來圖開心，還要吃藥不如買一個不焦慮的燃油車，更何況里程焦慮這個新物種就算去醫(yī)院，醫(yī)生也不會給你藥。

如何減輕或是治愈自己的里程焦慮？對于正在考慮購買新能源車的人，不買是最好的辦法;至于已經(jīng)成為車主的人，或許嘗試使用心理治療更為有效。比如對電動汽車認知的重建，嘗試把自己所焦慮的里程從“事實”看成“猜測”，盡量多關注前人直接的正面經(jīng)驗，讓大腦因為別人負面的經(jīng)歷做產生的偏見得以糾正。另外，不要直接關注想法的內容，或許現(xiàn)在里程足夠你使用了，何必非要跟別人比更遠呢？再不行就嘗試先干點別的，大不了坐公交唄，反復糾結只會浪費自己的時間。有時間那就展望未來，相信5年、10年甚至以后，科學終歸會解決無限續(xù)航的可能，再說買都買了，面對事實是最好選擇，其實適當?shù)慕箲]是有好處的，這是你智商高的表現(xiàn)，因為這能幫助你客觀認識自己的處境，能看到優(yōu)點和缺點，而不是只看到好的一面。以上方法并非本刊所創(chuàng)，實則來自于正念減壓與認知行為療法。

車主都這么拼了，難道車企不也應該干點啥么？還是先讓銷售部門放棄虛標的里程數(shù)，這是一種欺騙，口碑向來是口口相傳而不是王婆賣瓜得來的。賣得一時爽不代表賣得一直爽，讓車主患上里程焦慮不但砸招牌還容易惹官司。君不見小鵬的P7以706Km的續(xù)航里程，成為了中國迄今NEDC標準下續(xù)航最長的智能汽車了，期望得到用戶的進一步實戰(zhàn)檢驗，所以加大研發(fā)投入，技術突破才是賣得一直爽的前提，有時候小目標配合時勢真可以逼出來。

結語：

路遙知馬力，想當年燃油車出現(xiàn)的時代，也不乏會出現(xiàn)各種對應的焦慮與猜疑，而在科技尚未完全解決純電動車續(xù)航里程問題之前，估計車企與車主都要熬一段時間?；蛟S著名詩人里爾克的一句話，能成為這篇文章的結語“：我們必須全力以赴，同時又不抱持任何希望?！还茏鍪裁词拢家斔侨澜缱钪匾囊患?，但同時又知道這件事根本無關緊要?！?/p>