商迪
原材料短缺、城市發展、日益惡化的尾氣排放,種種跡象表明以電力作為動力輸出的汽車產品將是未來的核心概念。但是目前,消費者在選購一臺電動車時,除價格外,其續航里程是最主要的考慮因素,但僅從續航里程上來評判一臺電動車的好壞真的客觀么?
電動車的實際能耗遠超你想象
僅依靠參數來推算電動車中電池的電量消耗及續航里程是片面的。電動或混合動力汽車電池的主要工作是動力輸出,在傳統汽車中其蓄電池的主要職能是為整車電路供電。在乘用車領域為了適應冬季和夏季工況下的極端溫度波動,電動車廠商需要為電池組加裝一套冷卻系統,理想狀態下一套供暖裝置也是必須的,其目的就是無論在任何溫度條件下電池組都能保持最佳工作狀態。這些因素直接限制了蓄電池可用電量的實際動力輸出表現。另一方面由于不完全的放電及充電行為,也會直接導致蓄電池的疲勞強度增加,造成電池電量的衰減,這就是所謂的“充電窗口”效應。
通過對尼桑和特斯拉客戶的售后調查,其電動車產品動力輸出單元的蓄電池容量在經過15至20萬公里的行駛里程后降到了原先的80%,目前這也是電動車蓄電池的使用界限。在后期回收方面,這些從電動車上淘汰下來的蓄電池經過汽車廠商的重新改造,被安置到了靜態電力儲備設施中,從而走進了我們的日常生活,比在如家用太陽能裝置領域就有所應用。
除電池技術外,另一個影響電動車電量損耗的重要因素就是充電技術。其一,隨著充電電流的提高其充電損失也會增加;其二,伴隨著快沖技術的加入其電池的使用壽命也會顯著下降;除此之外溫度因素也直接影響了充電損耗,在冬季,充電損失可達30%之高,舉例來說,在冬季為一個容量為15千瓦時的蓄電池充電實際需要消耗19千瓦時的電量。因此,除了提高蓄電池儲電技術外,有效充電的技術革新,也是評價一臺電動車好壞的重中之重。
電動車發展的技術瓶頸-蓄電池
蓄電池技術的發展直接決定了電動車的命運:如今,只有極少數的消費者會為昂貴的車用動力蓄電池買單。一臺服務于短途、續航里程只有150公里的電動車,跟一臺同級、500公里續航的傳統汽車相比,根本毫無價格競爭優勢。
目前電動車電池技術領域中鋰離子電池(Lithium-Ionen-Zellen)是主流選擇,成本低廉的鎳金屬蓄電池(Nickel-Metallhybrid-Akkus)在當下的汽車工業領域里僅在豐田汽車的混合動力產品序列中有所應用,其他的技術如磷酸鐵鋰電池(LiFePO4-Akkus),雖然比起鋰電池性能更強,但是制作費用以及電池管理的成本卻一直居高不下。再看電池制造商,目前他們根本不會把電動汽車蓄電池的生產優先級提到前列,即便這些電池被電動車生產商廣泛推崇和青睞,因為目前,真正被大量購買的仍然是一些價格低廉的電池產品,如在手電筒中所用的標準化18650型電池。不過相比傳統電池生產廠來說,知名電動車生產商特斯拉表示,他們在接下來的生產戰略布局中,打算加倍提高車用動力輸出蓄電池的產量。
對于電池生產者來說最重要的任務就是把獨立的蓄電池單元盡可能多的連入電池堆棧中去,最核心的競爭力就是發展與之對應的充電及電池組管理技術。最后,也是最必不可少的一環,是把每個獨立電池單元的不同充電狀態進行一致化調節,這就是所謂的充電“平衡”。
未來,未必易來
毋庸置疑,電動車在今天仍舊處于發展的初期階段,未來何去何從,其主要決定因素就是:如何在提高蓄電池性能的同時有效降低它的制作費用。中期來看,在商業及私人長距離交通領域里,傳統內燃機汽車和混合動力汽車仍然會是人們的主流選擇,而電動車在此期間,最多就是與其平行發展。在柴油驅動的運輸貨車領域,將是柴油機與燃氣輪機(燃氣輪機作為供電設備驅動電機,實現動力輸出)混動的天下。
與之相反,在人口密集的核心區域,短和中距離交通出行的需求更大,電動車在這個領域能發揮出至關重要的作用,不僅如此,隨著車輛共享概念的推廣,電動車在城市內地毯式的普及也將在不久的將來得以實現。與出行方式相比較而言,充電基礎設施的建設也將直接影響電動車的發展,充電站的布局、充電端口的整合、以及充電技術的革新(如磁感充電技術)等,仍需依靠巨大的投入才能得以實現。電動車的前進道路,遠沒有想象的平坦。