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别再用老眼光看它们 这些车越来越靠谱

[来源:汽车之家 技术]  一日加班,收工后打车回家,路上闲来无事与司机师傅胡侃,侃着侃着就聊到了帝都摇号的事儿了。他抱怨指标难拿,也不想尝试新能源。问及原因,无外乎充电时间长、续航里程短,车价高。眼看要有打不住的趋势,我觉得秀一波“贯口”操作的时机到了,所以毫不犹豫的打断他:“师傅,您说的那都是老黄历了,现在的新能源车已经不是2、3年前的那个样子了!您听我慢慢跟您聊哈。”

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◆ 疑问一:纯电动车续航短?

  今天回看早期的个人纯电动车,时代技术所限,产品综合续航大多在150km徘徊,实在少的可怜。如果在使用过程中再开个空调或者暖风,续航能力简直惨不忍睹。尽管还有一些朋友愿意做“第一个吃螃蟹的人”,开着那些并不显眼的纯电动车行驶在城市的各个角落,但那个时候纯电动车给人的印象确实除了充电便宜之外,没有其他的优点了。因此,别说长途出行,在北京、上海这样的大城市中,能满足2-3天的短途城市通勤就算谢天谢地,但这些都已经是“老黄历”了。

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  不过,随着技术的发展,纯电动车的续航能力也在不断提升,在这几年间纯电动车综合续航里程飞速突破200km、300km。到了今年上半年,比如北汽新能源EU5、比亚迪秦EV450、吉利帝豪EV450这些今年上半年上市的新车,综合续航里程都已经达到了400km的级别。别说城市代步,就算是跨省出行也绝非不可,从这方面看,已经有不少售价亲民的纯电动车续航能力开始接近传统燃油车了。

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  对于综合续航里程达到400km级别的车型来说,如果大家通勤距离是60km的话,至少在工作日期间的代步需求是可以满足了。而且,如果周末想去郊游或者城际出行应该不会有什么问题了。比如从北京到天津单程约120km,这对于具有400km续航能力的车型来说已经不是什么难事,甚至在完成高速路段的行程之后,您还有多余的电量在目的地周边走一走、逛一逛。

  尽管我们不是科研人员,但纯电动车续航里程增长的原因也能猜得八九不离十。没错,功臣之一就是动力电池组,其一方面的提升在于材质、电池能量密度,除此以外,还有BMS(电池管理系统)的功劳,下面我们就先看看大家最关心的电池组。

● 更换材料、提升能量密度

  新能源汽车推广初期,各家车企所采用的动力电池大多为磷酸铁锂电池。它的特点是高温工况下电池性较好,缺点则是能量密度较低且提升空间不大,低温工况下电池性能较差。从数据上看,当时磷酸铁锂电池的能量密度大约在80Wh/kg左右,小型纯电动车的动力电池的电量差不多是25kWh,这就是为什么当时车辆综合续航里程仅为150km的重要原因之一。

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  当然这也跟车型的大小有关系,如果车型尺寸较大的话,位于车身底部的动力电池可以做的更大一些,载电量和续航能力也会随之提高。不过,虽然车辆车辆尺寸变大、理论上载电量越高,可别忘了到时自重也会随之上升,内耗也会随之增加,所以在载电量高和自重大之间找到一个平衡一直是研发的难点。

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  如果纯电动车选用磷酸铁锂电池的话,要想续航长,就要在车内布置大量的电池,但乘用车可布置的电池空间有限,所以动力电池的体积不可能被设计的很大,那么载电量就受到了限制,当然续航能力就比较有限了。而且在冬季,由于其低温状态下充放电能力下降,这使车辆的续航能力也随之下降。加上,当年磷酸铁锂电池作为主流技术路线出现在大部分在售车型中,因此纯电动车给了大家一种续航里程短,而且冬天更不靠谱的感觉。一种电池遇到瓶颈,自然就给了另一种电池登场的机会,这就是现在常见的三元锂电池。

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  为了解决续航的短板,能够在有限的体积下,让动力电池充入更多的电量,能量密度相对较高的三元锂电池开始出现在各厂家的新车型中。当时这种材质的动力电池能量密度基本上可以达到100Wh/kg左右,前文提到的同款车型,动力电池体积不变的情况下,载电量能可提升到30kWh左右,综合续航里程能够达到200km。当然,对于一台真正意义的车来说,这样的续航能力也不太能让使用者满意,频繁充电还是纯电动车的日常状态。那现在的纯电动车的续航能力和动力电池的能量密度是一个什么样的状态呢?

  目前在售车型的电池能量密度与前两年相比确实有了不小的提升。目前长续航版本车型的动力电池能量密度普遍处于130Wh/kg的水平,甚至有的电池企业可以将能量密度提高至160Wh/kg。根据目前工信部的数据来看,我们发现续航能力的高低和动力电池能量密度之间存在着一种比较微妙的关系。

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  举个最直观的例子,北汽新能源LITE和EU5,都是现在市面上在售的纯电动车型,而且两车都搭载了三元锂电池。两车推出时间相差不到半年,所以动力电池的能量密度差异不大。但是由于车型尺寸的原因,LITE的载电量为16.4kWh,综合续航为150km,EU5的载电量为53.6kWh,综合续航则达到了416km。由此可见,随着各家车企推出体型更大的产品,也是消费者可以购买到续航更长的车。

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  另一方面,技术的成熟也会使相关零部件的制造成本降低。随着动力电池技术的不断成熟和生产线不断地趋于自动化,可以使动力电池的成本得到有效的控制。换言之,随着时间的推移,同样的购车预算,我们今天可以买到的产品,续航里程比数年前同级别的产品明显提升不少。

  当然,不可否认的是,除了这些长续航版本的车型在售以外,市面上还有一些续航能力仍处于200k-300km左右的车型。这是为了满足不同需求的消费者而设计的,毕竟长续航还是要依靠充足的电量才可以实现,但电容量高的动力电池势必成本较高,整车的价格也就相对较贵。所以如果没有长续航需求的消费者,还是会有续航稍短且价格较低的车型可以选择的。

◆ 疑问二:冬季续航明显变短,我们束手无策?

 低温预加热系统

  环境温度确实是车辆续航里程的杀手,这是因为化学电池物理特性决定其充放电性能受温度影响。以北京为例,夏季气温最高可以达到40℃左右,这种温度不论是三元锂还是磷酸铁锂都是可以正常工作的。但到了冬季,当气温低至-10℃以下,磷酸铁锂电池就有些扛不住了,充放电能力会有所下降,导致使用过程中出现电量虚情况。这也就让人们产生了冬天纯电动车续航靠不住的感觉。

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  既然低温会让电池电量下降速度更快,那么,为什么不开发一种装置,给动力电池组加热呢?机智的工程师们早想到了这个点子,因此你在一些纯电动车的广告中会发现有些搭载了名为低温预热的配置。

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   目前,纯电动车型动力电池组预加热方式大体可分为两种,即外部加热与内部加热。前者主要是通过额外加热装置,尽快提升电池方式,后者采用交流电,直接刺激电池内部化学物质,使电池本身发热。

◆ 疑问三:电动车充电速度太慢?

 普及快速充电

  在纯电动车产业刚刚起步的时候,由于充电技术的限制,使得快充桩的功率偏小,车辆的充电速率也不高。一辆续航里程不足200km的车,用1个小时的时间才能恢复一半的续航能力。

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  然而,当充电技术不断成熟,车辆可接受的充电电压和电流不断提高,快充桩的功率也随之增长,60kW、80kW甚至是120kW的快充桩已屡见不鲜,充电速率也就有了明显得提升。目前,400km续航能力的车型,仅需30-40分钟就可以恢复200km左右的续航里程。这大大缩短了车辆恢复续航能力的时间,提高了实用性。

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  其实,除了充电速率提升之外,换电技术的应用更能让纯电动车迅速的“满血复活”。换电技术基本上可以做到只需短短几分钟的时间,就能将一块满电的动力电池换到车上。

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  目前换电技术只是应用在运营车辆上,并未向个人用车推广。但这种能够迅速恢复续航能力的技术,对于“时间就是金钱”的运营车辆来说,无疑是大大提升使用效率的福音。

◆ 疑问四:动力电池衰退明显?

● 循环次数

  平时总会有朋友问我,纯电动车的动力电池是不是用个2、3年就不行了?需要更换电池呀?换电池也需要不少钱吧?其实,有这样想法的朋友们都多虑了,纯电动车动力电池的使用寿命在2000个充电循环以上。

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  什么是充电循环?并不是您充一次电就算作一个充电循环。而是在满电状态下将电量用到0%,然后将电量补充至100%,这才是一个充电循环。而我们日常使用中,如果用了50%的电量就将电量补满了,这只能视为半个充电续航。为方便计算,我们先以2000次为例,按照综合续航里程比较短的150km来看,整个动力电池的寿命可以支撑您300000km,如果您每天跑60km的话,需要13年半才能使这块电池“寿终正寝”。那如果是一块能为您提供400km续航的动力电池,您又将用多少年的时间才能耗尽它的使用寿命?如果依然按照每天60km的行驶里程计算的话,大概需要54年。

  当然,世事无绝对,如果您在日常使用中,动力电池出现了异常损耗也不必过分担心。首先,动力电池的电量损耗是一个循序渐进的过程,基本上不会出现突然消失50%的电量,让您在半路趴窝。而且国家强制规定车企须提供8年或12万公里的动力电池质保,当动力电池满电时的载电量低于其出厂时标定值得80%您就可以申请质保返修、更换动力电池。不过,需要注意的是,这里说得更换动力电池是允许厂家更换有问题的单体电芯的,并不是强制更换整个动力电池包。

◆ 疑问五:废旧动力电池严重污染?

● 梯次利用与拆解再利用

  在和一些朋友的对话中,动力电池在结束其“生命周期”后,被处理时会造成严重的污染被反复提及。其实一开始,我也是这么认为的,但这种认识存在一定的误区。废旧电池处理会造成严重污染的一般都是还有重金属物质的铅酸电池,而锂离子电池在回收利用时,因为大部分材料都可以再次利用,只要处理得当,就不会对环境造成很大的污染。

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  当动力电池不能满足车辆的正常使用时,被替换下来的旧电池不会立刻就进行材料回收的处理。而是先对其内部的电芯进行分门别类,拣选出还能达到初始载电量80%以上的电芯,进行重新组装并作为储能单元(一般是作为备用电源)在工业、生活等领域二次利用。不能够被直接利用的单体电芯,才会被拆解,进行材料回收、再利用,比如电池壳体、正负极材料、正负极隔膜等等。而这个过程除了在处理电解质时会产生一些有害气体和污染物之外,基本上不会生成其他大量的污染物质。

◆ 总结

  电池技术的提高、BMS的优化以及电控系统的升级,使曾经的“小短腿”们逐渐甩掉了这个称号。其实纯电动车的续航水平达到400km以上,基本上在日常生活中,已经接近燃油车的续航能力。不过,高速行驶还是需要注意,毕竟高速工况对于纯电动车的市区工况来说属于高能耗状态,续航里程肯定会打折扣,但目前纯电动车的出行能力已经和4年前的车型相比强了很多。说了这么多,那些您对新能源车“不靠谱”、“不能买”、“买了就入坑”的误解是不是会有所改观呢?

  功夫不负有心人,师傅通过我的一番讲解,还真的改变了想法:“小伙子,照你这么说,其实现在的纯电动车比前两年确实靠谱多了哈。”我赶紧接话:”可说呢。您是不是已经心动了?要不要也整一辆?”师傅还挺上道儿的:“听说新能源指标就不用摇了,直接排队申请,等着那号就行了,是不是?那我现在要是转成申请新能源指标,什么时候能拿到号?”我利索的答道:“没错!师傅,直接排队申请就行了。不过……您现在申请新能源指标要等到2023年才能领到指标了。”师傅沉默了,好像有点儿失望,我刚想再跟师傅解释一下现在北京每年只发放6万个新能源指标,但是申请的人比较多,不过至少您能知道什么时候能去买车……师傅忽然说:“小伙子,你是这儿下车吧?不早了,赶快回家休息吧。”(文/图 汽车之家 许博)