你永遠(yuǎn)想象不到車企為了增加續(xù)航會干點什么事出來。

編者按：本文來自微信公眾號有數(shù)DataVision ，作者：嚴(yán)張攀，創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

每年冬天返鄉(xiāng)時節(jié)，都是電動爹花式擺爛的重災(zāi)區(qū)。

【資料圖】

畢竟有各路大V實測，零下20度的氣溫下，超過7成的車型實際續(xù)航連官方續(xù)航的一半都達(dá)不到。

續(xù)航里程是整個新能源車行業(yè)最復(fù)雜最深奧的問題，你永遠(yuǎn)想象不到車企為了增加續(xù)航會干點什么事出來。

01 電池：能量的來源

同一款燃油車，60L的油箱肯定比45L的跑得遠(yuǎn)。但電動車的問題是，電池包規(guī)模不可能無限度的擴(kuò)大，一方面是成本問題，另一方面則是重量。

所以對動力電池來說，評價技術(shù)水平的核心指標(biāo)是“能量密度”。

影響能量密度的因素主要有兩者：電池材料和電池結(jié)構(gòu)。

在材料端，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是主流的選擇。以寧德時代CTP 3.0電池包為例，三元體系的麒麟電池系統(tǒng)能量密度可達(dá)255Wh/kg，遠(yuǎn)超磷酸鐵鋰體系的160Wh/kg。

但在實際裝車量方面，磷酸鐵鋰電池的市占率卻在逐步反超三元鋰電池。原因在于成本。

磷酸鐵鋰每單位的成本比三元鋰低20%，同時，磷酸鐵鋰電池的使用壽命更長，也就是續(xù)航衰退更慢。

另一方面，磷酸鐵鋰在安全性上更勝一籌，這意味著在電池結(jié)構(gòu)上有更多做“減法”的可能性。比如比亞迪的刀片電池把電池包內(nèi)體積利用率提高了50%，可以放入更多電芯，在占用空間不變的前提下盡可能的提升了能量密度。

另一種思路則是在同重量基礎(chǔ)上提升能量密度，比如寧德時代CTP產(chǎn)品從1.0到3.0，三元體系從180Wh/kg、200Wh/kg提升至255Wh/kg。

在消費(fèi)者的感知里，電池的差別往往在于磷酸鐵鋰電池冬天掉電比較快、頻繁充電損耗電池較弱。

另一方面，電池僅僅是為電動車提供了一個能量來源。正所謂千里馬也需要伯樂，一輛車實際續(xù)航有多少，得看車企本身的調(diào)教能力。放在燃油車上叫“油耗”，放在電動車上就叫“能耗”。

所有的續(xù)航騙局，本質(zhì)上都是由于車企們拋開能耗不談造成的。

這才是各大車企大顯神通的地方。

02 空氣動力學(xué)：來自外部的阻力

物理課本上的小木塊可以在光滑無摩擦的平面上滑行，但新能源車不行。

據(jù)測算，在水平道路上，當(dāng)車輛速度達(dá)到110km/h時，風(fēng)阻不斷增加，并可以占到車輛全部阻力高達(dá)80%。

因此，車企降低阻力的首要目標(biāo)，放在了風(fēng)阻上。

衡量一輛汽車受風(fēng)阻影響大小的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，是通過風(fēng)洞實驗和下滑實驗所確定的一個數(shù)學(xué)參數(shù)，即風(fēng)阻系數(shù)。據(jù)測算，純電動車的風(fēng)阻系數(shù)Cd值每降低0.01，續(xù)駛里程可以增加5-8km。

通常而言，汽車的風(fēng)阻系數(shù)是一個常量，僅與該物體的外形有關(guān)，這也是車企絞盡腦汁凹造型最重要的原因之一。例如，特斯拉2021年的改款，目的之一就是降低風(fēng)阻。2020款Model S的風(fēng)阻系數(shù)0.24Cd，到了2021款降低為0.208Cd。

按上面數(shù)值測算，這一點改動就能增加20-30km的續(xù)航，或者塞進(jìn)去更多零部件。

目前，全球風(fēng)阻系數(shù)最低的是奔馳的EQS，風(fēng)阻系數(shù)僅為0.20Cd。

如果仔細(xì)觀察上榜車型，可以發(fā)現(xiàn)車身整體無一例外都是“水滴形車身”。畢竟在不違反物理學(xué)定律的情況下，水滴就是風(fēng)阻系數(shù)最小的形狀。

我們所熟悉的車型，如特斯拉Model 3、小鵬P7、海豹、零跑C01等轎跑，車身整體都像是水滴形，或者說從前面看過去比較“圓潤”。

除了凹造型之外，被廣大車主吐槽的隱藏門把手，其實也是為了降低風(fēng)阻，提升續(xù)航。

據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測算，每一個隱藏式門把手大約可使風(fēng)阻系數(shù)降低0.003，4個也就是0.012，大約能提升6-9公里續(xù)航——蒼蠅腿也是肉嘛。

目前，隱藏式門把手主要有三種，旋轉(zhuǎn)隱藏式、按壓隱藏式、電子感應(yīng)式。不管是哪種，滴滴上第一次叫到這種車的乘客往往都是懵逼的。

還有一個東北車主會感同身受的問題——2020年底，一位東北特斯拉車主在社交媒體抱怨，一場小雪凍住了特斯拉的按壓式隱藏式門把手，導(dǎo)致車門無法打開。又比如2018年一位首批蔚來車主反映，由于ES8汽車系統(tǒng)故障，車門把手無法彈出，導(dǎo)致孩子被反鎖在車內(nèi)，最終車主只能以“非破壞性”方式打開車門。

除隱藏式門把手之外，汽車的其他外觀對續(xù)航影響也不小。例如，極氪001，通過11項技術(shù)優(yōu)化，提升續(xù)航55.8公里，蔚來ET7，通過13項技術(shù)優(yōu)化，提升續(xù)航61.8km。

簡而言之，全是細(xì)節(jié)，都是學(xué)問。

所以，當(dāng)一輛電動車的某些設(shè)計讓人感到費(fèi)解時，其目的很可能是為了增加續(xù)航。

03 汽車輕量化：來自自身的阻力

印度GoAir航空公司選空姐有一條標(biāo)準(zhǔn)：身材苗條優(yōu)先。

這并不是物化女性，而是為了省油——按照GoAir的說法，飛行中每額外增加1公斤重量，每小時就需要多花費(fèi)0.05美分。

你永遠(yuǎn)想象不到航空公司為了省油能作出什么妖。日本全日空會在登機(jī)開始前建議旅客上廁所以減輕重量，把頭等艙的餐具從金屬換成塑料材質(zhì)也能省不少油。如果在機(jī)場見到油漆被刮掉的飛機(jī)，它很可能也是為了省油。

讓車主都瘦成BM女孩難度有點大，所以車企會想辦法給電動車減重。根據(jù)歐洲鋁業(yè)協(xié)會調(diào)查，新能源汽車車身減重10%，能耗下降5.5%，續(xù)航里程可增加5.5%。

實際上，由于三電系統(tǒng)等增量零部件的原因（三電系統(tǒng)增重約200-300kg），同級別的新能源汽車整體質(zhì)量會高于燃油車。

因此針對車身輕量化的議題，車企提出了材料端圍繞鋁合金，工藝端圍繞一體化壓鑄技術(shù)，二者相輔相成，一同減重。

材料端，當(dāng)前的探索方向主要包括先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼、鋁合金、碳纖維復(fù)合材料，替代主流低碳鋼，可以分別減重25%/40%/60%。

如圖所示，鋁合金在當(dāng)下能夠脫穎而出的主因就一個：高性價比。

根據(jù)國際鋁業(yè)協(xié)會測算，2019年純電動車的單車用鋁量143kg，預(yù)計2025年新能源單車用鋁量將達(dá)227kg，增長超55%。

但材料的變化帶來了新問題：鋁材不易焊接。因此，一體化壓鑄技術(shù)成為了工藝端的熱門項目，看看A股相關(guān)概念股的漲幅就知道了。

以特斯拉為例，2020年9月的電池日上，特斯拉宣布Model Y的后地板將采用一體化壓鑄，相比原來減少了79個部件，由于減少了焊接點位和材料損耗等因素，降低制造成本近40%。

有了特斯拉這個引路人，海內(nèi)外車企也都開始加入到一體化壓鑄的行列中。

阻力的主要影響因素大概也就這么多，再想增加續(xù)航，就需要想點其它辦法了。

04 動能回收：用魔法打敗魔法

2020年，一位Model S車主環(huán)繞中國邊境線，當(dāng)經(jīng)過無人區(qū)無法充電時，利用動能回收系統(tǒng)給車充電。據(jù)車主自己所述，他利用動能回收系統(tǒng)，讓大貨車拖著車跑60-70公里，便能夠?qū)㈦姵匕央姵錆M。

所謂動能回收，指的是一種在減速過程中，將被浪費(fèi)的能量重新轉(zhuǎn)化為電能儲存進(jìn)電池的技術(shù)。原理類似綠皮火車上經(jīng)常賣的按壓式手電筒，但技術(shù)門檻云泥之別。

在硬件上，影響動能回收的關(guān)鍵因素有兩個，一是逆變器的最大功率；二是電池容量。前者相當(dāng)于瓶口大小，后者相當(dāng)于瓶身容量。

逆變器的作用是將動能回收產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成電池能夠存儲的直流電。逆變電器的轉(zhuǎn)換功率越大，往電池里充電的速度就越快。保時捷Taycan最大動能回收功率為265kw，相當(dāng)于兩個快充充電樁同時給它充電。

電池的作用就是將經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換后的直流電存儲起來，電池容量越大，能夠存儲的發(fā)電量就越多。這也是混動車型的動能回收系統(tǒng)打不過純電車型的根本原因。

在軟件上，影響動能回收系統(tǒng)效率主要與車企的標(biāo)定策略有關(guān)。簡而言之就是該系統(tǒng)與電門或剎車的關(guān)聯(lián)程度。也是各位車主們感受最為直觀的影響。這也是老司機(jī)們開新能源車開不習(xí)慣的主要原因。

目前主流的解決方案有兩種，一種是與電門做關(guān)聯(lián)；另一種是與剎車做關(guān)聯(lián)。

與電門做關(guān)聯(lián)，即特斯拉的單踏板模式。松開電門就會有剎車的感覺，在理想狀態(tài)下，只要踩電門一個踏板就行了。這種模式優(yōu)點是回收的能量多，但缺點是由于改變了駕駛習(xí)慣，很容易出事故。

適應(yīng)了單踏板之后，駕駛員會習(xí)慣的把腳放在加速踏板，如果出現(xiàn)緊急情況，可能會忘記踩剎車。另外，由于沒有與剎車做關(guān)聯(lián)，動能回收系統(tǒng)介入后的制動，不會通過剎車尾燈提醒后車主，容易造成追尾。

基于此，B站有個up主給自己的車加裝了一個剎車尾燈。

基于單踏板存在的問題，有的車企選擇了與剎車做關(guān)聯(lián)或者是兩者并存的解決方案。這種解決方案的好處是，對駕駛員的駕駛習(xí)慣改變較少，降低了出事故的概率。但缺點是回收效率相對較低，技術(shù)難度較大，需要花大量的時間去調(diào)教剎車板，來平衡動能回收系統(tǒng)和機(jī)械制動。

目前，回收效率與安全之間的平衡，類似于天平的兩端，很難實現(xiàn)既要又要。只能廣大駕駛員朋友提高警惕，勿忘駕校教練曾經(jīng)的打罵。

05 尾聲

那到底多少續(xù)航可以解決人們的用電焦慮？有一個公式可以嘗試測算。

如下圖，將各自實際情況帶入即可，例如，期望做到周充的上班族，假設(shè)平均每天行駛40km，買輛505km續(xù)航的車就能做到?jīng)]有用電焦慮；如果平均每天行駛50km，那得買一輛630km的。

充電效率代表一般還有20%余電的時候就需要充電，電池衰減代表8年后電池會衰退至81.6%

續(xù)航焦慮是長期以來困擾新能源車普及的關(guān)鍵問題，在過去幾年高強(qiáng)度的技術(shù)競賽中，無論是電池的續(xù)航里程，還是車企的省油魔法，都比新能源車剛普及時有了跨越式的發(fā)展。

馬斯克曾在年初表示，續(xù)航超過600英里（1000公里）的電動車，特斯拉一年前就能造，但“沒有任何意義”。他認(rèn)為超過400英里（643公里）的續(xù)航，在99.9%的場景下用戶都用不到。相反，它還會帶來更大的電池包，影響車輛的操控。

當(dāng)下，新能源車?yán)m(xù)航最大的掣肘其實是充電設(shè)施建設(shè)不足帶來的充電難的問題。

燃油車沒有里程焦慮，那不是燃油車的優(yōu)勢，那是中石油和中石化的優(yōu)勢。

參考資料：

[1] 汽車輕量化趨勢明確，結(jié)構(gòu)件一體壓鑄推動制造革命，西部證券

[2] 汽車輕量化和一體化壓鑄已成趨勢，財信證券

[3] 動力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新百家爭鳴，信達(dá)證券

[4] 蜂巢能源招股書

[5] 電池能量密度和續(xù)航里程有什么關(guān)系，鉅大LARGE

[6] 電動汽車?yán)m(xù)航全靠它！全面認(rèn)識動力電池“能量密度”，汽車記者

[7] 車輛風(fēng)阻系數(shù)單獨(dú)公布就是耍流氓！你不知道的車輛外觀設(shè)計冷知識，懂車帝

[8] 慘痛教訓(xùn)這么多，車企們還是少用隱藏式車門把手吧，百度新聞

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