純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程研究

李江洋 楊盟 朱發(fā)輝 戚全海

（吉利汽車研究院（寧波）有限公司，寧波315300）

主題詞：電動(dòng)汽車 電池 續(xù)駛里程

1 引言

電動(dòng)汽車是未來汽車發(fā)展的一個(gè)重要路線，國家也一直在大力推廣新能源汽車,出臺(tái)了多項(xiàng)補(bǔ)貼措施和多種促進(jìn)政策。新能源汽車主要包括純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車。關(guān)于國家為何重點(diǎn)推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展有多種聲音，主流觀點(diǎn)如下。

（1）發(fā)展新能源汽車是國家能源安全戰(zhàn)略的一部分，主要是石油安全戰(zhàn)略。2019年中國的石油對(duì)外依賴度已經(jīng)高達(dá)72%[1]，汽車對(duì)汽油和柴油的消耗量非常大，因此，為了降低對(duì)石油的依賴，重點(diǎn)發(fā)展新能源汽車。

（2）發(fā)展新能源汽車是為了滿足環(huán)保的需求。機(jī)動(dòng)車排放污染物是PM 2.5 或PM 10 的重要成分之一，北京市環(huán)保局的研究發(fā)現(xiàn)2017 年北京市PM 2.5 污染物有45%是由于移動(dòng)源造成，而其中在北京行駛的柴油車污染最為嚴(yán)重[2]。因此，除了提高汽車排放水平以外，大力發(fā)展電動(dòng)汽車也可以降低對(duì)環(huán)境的污染。但也有人認(rèn)為，電動(dòng)汽車并不環(huán)保[3]，因?yàn)閭鹘y(tǒng)燃油汽車燃燒汽油或柴油，但是電動(dòng)汽車生產(chǎn)過程的碳排放量依然較大。清華大學(xué)的宋永華等的研究認(rèn)為，在整個(gè)汽車生命周期內(nèi)，電動(dòng)汽車的排放仍然是高碳的[4]。

（3）發(fā)展新能源汽車是實(shí)現(xiàn)汽車技術(shù)彎道超車的重要舉措[5]。很多專家認(rèn)為，中國汽車工業(yè)起步晚，市場(chǎng)換技術(shù)戰(zhàn)略也未成功，外國的汽車內(nèi)燃機(jī)技術(shù)已發(fā)展100 多年，而中國才發(fā)展30 來年，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)追不上外國企業(yè)，而電動(dòng)汽車的發(fā)展，目前國內(nèi)外處于同一水平線上，而且中國的人口規(guī)模大，市場(chǎng)容量大，對(duì)于國內(nèi)的電池或者整車企業(yè)來說，能夠取得領(lǐng)先地位，提高我國在汽車工業(yè)領(lǐng)域的話語權(quán)。以上幾種說法均有一定的道理，而且從宏觀層面，國家一直在引導(dǎo)新能源汽車特別是純電動(dòng)汽車的發(fā)展，出臺(tái)相關(guān)政策及相應(yīng)補(bǔ)貼，所以近幾年來中國的純電動(dòng)汽車銷量增長迅速。

續(xù)駛里程問題始終是制約純電動(dòng)汽車發(fā)展的一大重要因素，也是非常影響用戶體驗(yàn)的屬性之一，近幾年國家出臺(tái)的補(bǔ)貼政策，也多與續(xù)駛里程數(shù)據(jù)相關(guān)。而電池技術(shù)的發(fā)展在很大程度上促進(jìn)著電動(dòng)車行業(yè)的發(fā)展。

本文分析了近幾年國家出臺(tái)的電動(dòng)汽車相關(guān)政策，國內(nèi)電動(dòng)汽車銷量，動(dòng)力電池的發(fā)展以及各電動(dòng)汽車企業(yè)目前推出的最新車型等信息，通過對(duì)這些信息的分析，預(yù)測(cè)未來純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。

2 國家補(bǔ)貼政策和購車優(yōu)惠

除比亞迪外，國內(nèi)其他的主流車企如北汽、廣汽、上汽、長安、江淮、奇瑞、吉利等均大力發(fā)展電動(dòng)汽車，推出了各自的純電動(dòng)平臺(tái)或車型。如表3為國內(nèi)部分傳統(tǒng)車企代表車型和續(xù)駛里程信息[11]。

2.1 國家和地方補(bǔ)貼

2015 年4 月22 日，工信部、財(cái)政部、科技部、發(fā)改委四部門聯(lián)合發(fā)布關(guān)于2016～2020 年的新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策的通知，對(duì)新能源汽車進(jìn)行補(bǔ)貼[9]。以純電動(dòng)乘用車為例，從2016 年到2020 年的補(bǔ)貼政策如表2，可以看出，除了逐年提高補(bǔ)貼車型的續(xù)駛里程要求外，對(duì)于補(bǔ)貼的金額也在下降，另外，對(duì)于電池的密度、車型的整車能耗比的要求也越來越高。

在2020年一季度，由于突如其來的新冠肺炎的影響，車市遭受嚴(yán)重打擊，因此國家又出臺(tái)一系列扶持新能源汽車的政策，2020 年4 月發(fā)布的《四部委關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》指出，綜合技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模效應(yīng)等因素，將新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策實(shí)施期限延長至2022 年底。平緩補(bǔ)貼退坡力度和節(jié)奏，原則上2020～2022年補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)分別在上一年基礎(chǔ)上退坡10%、20%和30%。

木材泡沫的吸水率很高（圖3）。其開孔結(jié)構(gòu)類似于海綿。然而，松木纖維含有疏水性(即防水)成分，與山毛櫸相比，可減少松木泡沫的吸水性。其還具有吸收水分的能力，與泡沫密度無關(guān)——是纖維的疏水性質(zhì)，而不是孔隙的大小。一個(gè)主要的因素是山毛櫸和松木泡沫在水中保持尺寸穩(wěn)定——冷水中24 h后膨脹小于1%，因此有效地防止膨脹。然而，吸水可能產(chǎn)生的問題，可能促進(jìn)真菌侵襲。對(duì)此可能的解決方案是在纖維混合物中添加混凝土。添加10%的混凝土可將櫸木泡沫的吸水率從31 kg/m2降低到2 kg/m2?；炷临x予泡沫更高的密度。替代的疏水添加劑是硅烷或蠟。然而，這兩者都對(duì)泡沫的強(qiáng)度具有負(fù)面影響。

表1 國家出臺(tái)的扶持新能源汽車發(fā)展相關(guān)政策

表2 2015～2019新能源乘用車補(bǔ)貼政策

隨著電動(dòng)汽車銷量的增長，動(dòng)力電池的裝機(jī)量在逐年增加，而電池單體和整包價(jià)格在逐年下降。有數(shù)據(jù)顯示，動(dòng)力電池的裝機(jī)量由2015 年的15.70 GW·h增長到2019 年的62.38 GW·h。主要的產(chǎn)能來自寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科、力神等公司，圖2 為2015 年～2019年動(dòng)力電池裝機(jī)量[13]。

部分車企還為消費(fèi)者提供免費(fèi)充電樁、免費(fèi)充電額度等優(yōu)惠政策。這些購車優(yōu)惠政策是除了國家和地方補(bǔ)貼之外的電動(dòng)汽車推廣利器。

從2015年開始補(bǔ)貼政策以來，電動(dòng)汽車的銷量逐年攀升，圖1是從2015年～2019年國內(nèi)純電動(dòng)汽車月銷量[12]。由圖1 可知，純電動(dòng)汽車的銷量在逐年增長，由2015 年的17.6 萬輛增長到2019 年的103.8 萬輛，目前的年銷量已占總汽車銷量的4%左右，增長潛力巨大。但也能看出，純電動(dòng)汽車的銷量受補(bǔ)貼政策的影響極大，如2017年1月、2018年1月、2018年7月、2019年1月、2019年7月這些月份，環(huán)比上月呈現(xiàn)斷崖式下跌，均是由于補(bǔ)貼政策的不確定性造成。因此，在2020年底政策補(bǔ)貼取消后，可能會(huì)造成電動(dòng)汽車發(fā)展增速大幅下降。

2.2 購車優(yōu)惠

除了國家和地方政府的直接金額補(bǔ)貼之外，購買新能源汽車還可享受免購置稅、免車船稅和不限行、不限號(hào)的優(yōu)惠，部分地區(qū)如北京、上海、廣州、深圳、杭州還可享受贈(zèng)送車牌的優(yōu)惠。如在上海，拍賣購買滬A乘用車牌照，2019年成交均價(jià)約9萬元，而新能源汽車不需要購買。免購置稅的優(yōu)惠政策可為消費(fèi)者節(jié)省約1 萬元到3 萬元不等。不限牌、不限號(hào)的政策，在北京、上海、廣州、深圳、杭州等城市可以暢行無阻。

另外如表1，近幾年國家也出臺(tái)了關(guān)于充電樁投資、保障充電的一系列保障措施，保障購買純電動(dòng)汽車之后使用無后顧之憂。

總的來說，通過一步步的提高補(bǔ)貼門檻，來倒逼企業(yè)技術(shù)升級(jí)速度，但是也出現(xiàn)了一些騙補(bǔ)的不良行為。

3 電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展

近年來，隨著國家新能源汽車政策的不斷推出后，除了促進(jìn)傳統(tǒng)汽車企業(yè)電動(dòng)化發(fā)展外，一些造車新勢(shì)力也如雨后春筍般建立了出來。

除了國內(nèi)傳統(tǒng)汽車企業(yè)和“造車新勢(shì)力”外，國際電動(dòng)車企業(yè)特斯拉也已在上海建廠，2019 年底投產(chǎn)，在2019 年8 月份第26 批次免購置稅的新能源汽車目錄中，特斯拉的ModelS、ModelX、Model3等車型赫然在列，且續(xù)駛里程及自動(dòng)駕駛等級(jí)遠(yuǎn)超國內(nèi)平均水平，極具產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。在2020 年4 月上市的小鵬P7 車型，最長的續(xù)駛里程已達(dá)到706 km；另外，比亞迪“漢”車型也達(dá)到了600 km 以上。造車新勢(shì)力們?cè)诶m(xù)駛里程這一電動(dòng)車核心競(jìng)爭(zhēng)力上遠(yuǎn)超傳統(tǒng)造車企業(yè)。

3.1 傳統(tǒng)汽車企業(yè)

國內(nèi)車企中，發(fā)展的最早、發(fā)展的最好的電動(dòng)車企業(yè)是比亞迪。早在2012，比亞迪推出了e6 純電動(dòng)車型，續(xù)駛里程達(dá)到300 km；在2014 年，比亞迪和戴姆勒的合資公司推出了騰勢(shì)車型，續(xù)駛里程達(dá)到300 km；此后，比亞迪繼續(xù)推出了王朝系列的秦、唐、宋、元車型，每款車均拓展出了純電動(dòng)、插電混合動(dòng)力、燃油車等類型；2018 年底、2019 年初推出的唐、秦pro 車型NEDC 純電續(xù)駛里程達(dá)到520 km[10]。比亞迪推出的純電動(dòng)車型，在技術(shù)、續(xù)駛里程和銷量方面在國內(nèi)均處于領(lǐng)先地位。

慕容慎行教授于1934年11月出生于福建省福州市，1956年畢業(yè)于福建醫(yī)學(xué)院醫(yī)療系，1958年師從華山醫(yī)院張沅昌教授，從此走上神經(jīng)病學(xué)的專業(yè)道路。1966赴意大利進(jìn)修神經(jīng)生化，1977年至1979年參加我國援助塞內(nèi)加爾醫(yī)療隊(duì)，1990年作為高級(jí)訪問學(xué)者赴法國。歷任中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)科分會(huì)神經(jīng)遺傳病學(xué)組顧問、華東六省一市神經(jīng)病學(xué)協(xié)作組委員、中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)理事、福建省醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)榮譽(yù)主任委員。

近幾年來，國家出臺(tái)了一系列支持新能源汽車發(fā)展的政策，表1 是近幾年發(fā)改委、工信部、財(cái)政部等部門發(fā)布的關(guān)于電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼或推廣措施[6-8]，主要包括購車補(bǔ)貼、購置稅優(yōu)惠、充電樁投資補(bǔ)貼、動(dòng)力電池回收等方面。

（2）飲用水（桶裝水）中檢出銅綠假單胞菌，原因一是桶裝水的生產(chǎn)設(shè)備消毒不嚴(yán)格，或某一部位消毒不完全；二是桶裝水水桶消毒不完全。提示我市監(jiān)督部門應(yīng)加大監(jiān)督管理力度，定期采樣監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)，保證市民喝上放心的飲用水。

表3 傳統(tǒng)車企代表車型和續(xù)駛信息[11]

3.2 造車新勢(shì)力和國外電動(dòng)車企業(yè)

除傳統(tǒng)汽車企業(yè)外，也出現(xiàn)了一批“造車新勢(shì)力”，如蔚來、威馬、小鵬、哪吒、天際、車和家和愛馳等品牌。表4 為“造車新勢(shì)力”代表車型和續(xù)駛里程信息。

表4 造車新勢(shì)力代表車型和續(xù)駛信息

巡查人員對(duì)巡查情況應(yīng)逐一記錄巡查時(shí)間，巡查結(jié)果，并逐次填寫好入海水道工程巡查情況記錄，對(duì)異常和損壞部位應(yīng)有詳細(xì)記錄和說明，必要時(shí)進(jìn)行圖像記錄。對(duì)發(fā)現(xiàn)的違法違規(guī)情況，須載明違法違規(guī)事實(shí)、違法違規(guī)時(shí)間、違法違規(guī)行為實(shí)施的主體、所產(chǎn)生的后果、處理結(jié)果等，根據(jù)違法違規(guī)情況，記錄可用文字、照片、繪圖等多種記述方式相結(jié)合，巡查結(jié)束須經(jīng)巡查人簽名，由單位存檔備查。

3.3 電動(dòng)車銷量

圖1 所示為輥殼式流漿箱結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1可知，漿料從錐管布漿器進(jìn)入各布漿支管，與來自稀釋水支管里的稀釋水混合后進(jìn)入均衡室，然后漿料在輥面環(huán)形溝槽高速運(yùn)動(dòng)的摩擦作用下，跟隨輥面運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)入到溝槽內(nèi)和間隙內(nèi)[5]。處于兩者之間的漿流受到一個(gè)強(qiáng)大的剪切力，可產(chǎn)生尺寸小而強(qiáng)度高的湍流，實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維絮聚團(tuán)的分散；同時(shí)溝槽之間的擋板還能盡量減少稀釋水的橫向擴(kuò)散，增強(qiáng)稀釋水添加的效果，溝槽輥如圖2所示。溢流室用于維持恒定的液位與氣壓并吸收壓力脈沖、消除漿料中的空氣和泡沫[6]。當(dāng)漿料流動(dòng)到圓筒形殼體另一側(cè)的漿流出口時(shí)，在壓差的作用下流出流漿箱。

4 動(dòng)力電池

4.1 電池裝機(jī)量和電池價(jià)格

除了國家層面，各省級(jí)地方政府也出臺(tái)了一系列相關(guān)政策扶持電動(dòng)汽車推廣，金額方面來講，普遍在國家補(bǔ)貼的0.5～1倍。

隨著動(dòng)力電池的規(guī)模增長以及技術(shù)的日益成熟，動(dòng)力電池的價(jià)格也在逐年下降。如圖3，從2015 年到2019 年，三元鋰電池的價(jià)格由2.28 元/W·h 降低到不到1.1 元/W·h，降幅超過50%，據(jù)公開信息預(yù)測(cè)，到2025年，鋰電池價(jià)格會(huì)降低到0.7元/W·h，這也是普遍認(rèn)為電動(dòng)車成本優(yōu)勢(shì)超越燃油車的平衡點(diǎn)。

從我國海南省三亞市到南海的曾母暗沙距離大約為2000千米，我們海軍的大型艦艇平均航速在30節(jié)（每小時(shí)55.56千米）左右，那么可以估算出從三亞到曾母暗沙，軍艦需要航行將近40個(gè)小時(shí)。而“鯤龍”AG-600以最大巡航速度500千米/小時(shí)抵達(dá)曾母暗沙僅需4小時(shí)，并且還可以在該地盤旋數(shù)小時(shí)。在遇到諸如海盜劫持或者恐怖襲擊時(shí)，使用“鯤龍”AG-600可以在最短時(shí)間內(nèi)，直接將人員、物資等投送到事發(fā)海面。

圖1 2015～2019電動(dòng)汽車銷量[12]

圖2 2015～2019動(dòng)力電池裝機(jī)量[13]

圖3 2015～2019三元鋰電池價(jià)格走勢(shì)[13]

4.2 電池密度

隨著技術(shù)的發(fā)展，電池能量密度也有了大幅增長。圖4為工信部《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》[7]每批次中電池系統(tǒng)能量密度的前十名，動(dòng)力電池包的電量/重量比值在2015年平均為100 W?h/kg，到了2019 年平均為170 W ?h/kg，年復(fù)合增長率達(dá)到15%。根據(jù)工信部發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2025年，新能源汽車要占汽車產(chǎn)銷20%以上，動(dòng)力電池系統(tǒng)密度要達(dá)到350 W?h/kg。

然而，只有31%的企業(yè)為了發(fā)揮“數(shù)據(jù)分析”的作用而重新制定了運(yùn)營結(jié)構(gòu)；41%的受訪者意識(shí)到“跨部門工作”對(duì)于成功運(yùn)行大型數(shù)據(jù)項(xiàng)目的重要性；只有23%的企業(yè)已經(jīng)實(shí)施了企業(yè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)策略。

5 電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程

自2015年出臺(tái)新能源汽車補(bǔ)貼政策以來，補(bǔ)貼的政策一直推動(dòng)著電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程增長。圖5為工信部《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》[7]中每批次純電動(dòng)乘用車?yán)m(xù)駛里程排名的前十名，從2015年的100～250 km，到2016年的200～350 km，到2017年在300～400 km，2018 年普遍在350～450 km，2019 年普遍在450～500 km。由此可推測(cè)，雖然2020 年底補(bǔ)貼政策逐步退坡，但由于技術(shù)發(fā)展以及企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，電池的密度會(huì)繼續(xù)提高，電池的價(jià)格也在繼續(xù)下降，電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程仍會(huì)繼續(xù)增長，但可能增速無法達(dá)到2015 年到2019 年的水平。預(yù)計(jì)到2023 年，大部分有競(jìng)爭(zhēng)力的車型的續(xù)駛里程將達(dá)到500 km 以上，高續(xù)駛版的純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程能夠達(dá)到700 km左右。到2025年，高續(xù)駛版的純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程可達(dá)到800 km左右，消費(fèi)者無需再為里程而焦慮。

圖5 工信部免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄純電動(dòng)車型續(xù)駛里程

6 結(jié)論

本文詳細(xì)解讀了近幾年國家對(duì)純電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼及優(yōu)惠政策，對(duì)于電動(dòng)汽車企業(yè)推出的主流車型續(xù)駛里程進(jìn)行了研究，對(duì)電池能量密度及電池價(jià)格趨勢(shì)進(jìn)行了分析，通過對(duì)以上宏觀政策及行業(yè)趨勢(shì)的研究分析，判斷未來幾年純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程的發(fā)展趨勢(shì)，指出到2023年，大部分有競(jìng)爭(zhēng)力的車型達(dá)到500 km以上，高續(xù)駛版的純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程能夠達(dá)到700 km左右。到2025年，高續(xù)駛版的純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程可達(dá)到800 km左右，對(duì)于汽車企業(yè)進(jìn)行車型戰(zhàn)略規(guī)劃具有重要意義。

值得注意的是，純電動(dòng)汽車的風(fēng)阻、重量、電池或電機(jī)控制策略、標(biāo)定的駕駛風(fēng)格等等因素，同樣對(duì)于純電動(dòng)汽車?yán)锍逃杏绊?，同樣需要研發(fā)人員投入精力進(jìn)行研究。