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纯电动汽车将取代燃油汽车道路很长问题很多

2019/01/11 来源:齐齐哈尔信息港

导读

2017年,全球电动乘用车销量超过122.3万辆,同比增长58%。这是全球电动乘用车销量首次突破100万辆。同时,2017年电动汽车销量在全

2017年,全球电动乘用车销量超过122.3万辆,同比增长58%。这是全球电动乘用车销量首次突破100万辆。同时,2017年电动汽车销量在全球车市总销量的占比已超过1%。

中国电动汽车产业的发展速度更快一些。

2017年我国新能源汽车全年累计总销量77.7万辆,同比增长53%。2017年,中国电动乘用车的渗透率仁约2%,高于全球总体水平。截止到2017年,中国新能源汽车累计保有量达180万辆,占全球市场50%以上。

近年来,中国新能源汽车尤其是电动汽车产业发展十分迅速。在2013年,中国电动汽车年销量还仅为1.76万辆。

中国计划到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。而且,中国将于2035年全面禁止发售燃油汽车。

似乎,纯电动汽车将会全面取代燃油汽车。

梦想是美好的,可终究要面对残酷的现实。

政策仍是电动汽车的主要推手

中国在新能源汽车特别是电动汽车领域取得了不错的成绩。但同时必须看到,近年来电动车的快速发展并不是靠市场推动,政策才是的推力。

在北京这样的一线城市,很多人买电动汽车主要还是为了一张牌照。

车企们纷纷发力电动汽车,一个重要原因就是补贴的引导。甚至有些车企上马电动车,专门就是为了骗补。不过,国家及时调整了补贴政策。不仅提高了车企获取补助的条件,还将补贴政策逐步过渡为双积分政策,及时遏制了骗补现象。

考虑到电动汽车高昂的售价,可怜的续航能力,麻烦的充电过程,惨不忍睹的折旧率,相对于传统燃油车,大多数电动车尚不具备市场竞争力。

如果说没了补贴和牌照方面的优惠,多数人根本不会考虑纯电动汽车。

目前,很多车企声称自家生产的纯电动车有400乃至500公里的续航能力。可实际跑出来也就二三百公里。和加满油可以轻松跑七八百公里的燃油车相比,根本不够看。

近,更是有蔚来车主曝出声称可以续航355公里的蔚来ES8,实测高速续航仅为178km。

既然电动汽车在续航方面如此不堪用,为何国家要给予补贴大力支持?

能源安全是中国支持新能源汽车产业发展的重要因素。

我国石油资源严重匮乏,大部分石油都依赖进口。而我国现在汽车保有量有非常大。预计到年,中国将超过美国,成为世界汽车大国。

如果我国可以用纯电动汽车逐步替代燃油车,将会大幅减少对石油的消耗,从而减少对原油的进口量,保障国家能源安全。

实际上,不仅是中国,日本、韩国、欧洲发展新能源汽车都有能源安全方面的考虑。

美国本身石油资源丰富,而且对于其他产油国有很强的影响力。虽然美国有特斯拉这样的行业标杆,但相对于中欧日韩来说,对新能源汽车产业要冷淡得多。

中国汽车产业的发展长期落后于国外。合资企业让出了市场,但没有换来技术。自主品牌虽然也取得了一定成绩,但仍然不足以迎头赶上。

新能源汽车作为燃油车的替代品,大家起跑线是一样的,这让中国获得了弯道超车的机会。无论是对于国家还是企业,新能源汽车都是不可错过的赶超机会。

关于新能源车是否环保,已经有了很多讨论。

中国的电动汽车大部分电力来源还是火电。电动车本身不产生污染,但也只不过是将原先的汽车尾气污染转移到了火力发电上,整体算下来并不环保。而且,如果电池处理不慎,还会造成进一步的污染。

不过,电动汽车将分散污染变成了集中排放,虽然治标不治本,但是提供了集中化、高效率处理污染的契机。毕竟,治理火电站的污染成本要比解决汽车尾气污染要低很多。

电动汽车的心病

可以说,续航能力不足是现在电动汽车发展的瓶颈。而电动车续航能力的提升依赖于电池能量密度的提升。

但是动力电池的能量密度究竟还有多少提升空间,令人担忧。以现在动力电池的能量密度来看,别说超越,就是追平燃油车都很困难。

电池并非是一种新技术。诞生于19世纪中期的充电化学电池,距今已超过160年。

动力电池的化学原理本质上仍然是氧化还原反应,需要氧化剂和还原剂。燃油汽车只需要装载作为还原剂的燃油,可直接利用空气中的氧化剂氧气。电池则无法利用氧气,因此电池中必须自带氧化剂。

这种基础的技术原理决定了电池的能量密度很难超越燃油。

而且,电池的电化学氧化还原反应远不如燃油的燃烧氧化还原反应剧烈,这也限制了电池的能量密度。

在现有的电化学体系下,电池的能量密度是在理论是有上限值的,现有的努力只是在不断接近这一极限。电池在技术原理上的种种局限,实际上决定了电动车很难在续航里程上超越燃油车。

电池还存在使用寿命短的问题。

电化学反应过程的基本化学原理决定了其每次循环过程中,还原剂不可能被彻底地还原。电池的续航能力在使用了一定年限后,性能发生衰减是不可避免的。

电化学反应过程受温度影响明显,低温会显著降低其效率。受此影响,电动汽车冬季的性能会大幅下降。改进材料和工艺可以改善这种现象,但决不可能从根本上解决。

电动车虽然在低速行驶和频繁启停的场景下具备节能的优势,但在高速行驶时,续航能力会进一步降低。高速行驶时的续航是电动车的软肋,不仅国产电动车如此,特斯拉也未能解决这一问题。

续航的心病如何治?

既然由于能量密度等原因,电池无法从根本上取代燃油,那么电池和燃油的结合不失为一种不错的选择。

混动技术结合了纯电动车和燃油车两者的优点,电池容量不需要很大,就能有效减少对于石油资源的消耗,同时免除了对于续航里程的忧虑。

在欧洲和日本,插电式混合动力汽车在新能源车中占据主导地位。在美国,纯电动和插电式混合动力汽车的占比较为均衡。

与其他国家不同,中国新能源乘用车中,纯电动乘用车的比例超过了80%。

2017年我国新能源汽车全年累计总销量77.7万辆,其中纯电动销售65.2万辆,插电式混动销售12.5万辆。

即使今后电动车技术充分发展,很多场景电动车仍然不能胜任。比如在较为寒冷的地区,比如基础设施建设十分落后,充电站严重不足的地区。电动车和燃油车在各自擅长的场景下发挥作用,才更符合市场需求。

中国在政策支持上更偏重于电动汽车,这符合长远的发展趋势。不过,在政策上不放弃对于混动车的支持,从短期看更为稳妥。电动和燃油并不是彻底对立的,与内燃机相结合可以更好地发挥电动的优势。

不过,混动终究是一种过渡形态。

电动汽车对于燃油车的高比例替代,需要各种配套设施和技术的完善。

首先是各种充电基础设施的建设。对于电动汽车的抱怨,除了续航之外,就主要是找不到充电桩了。

作为一种基础设施,充电设备的完善无法仅仅依靠相关企业的努力。这种基础设施的建设不可能一蹴而就,需要从国家层面进行长远的规划和建设。对于地广人稀,利润微薄,资本不愿触及的地区,政府应该及时跟进。

电动车充电不仅涉及到充电站和充电桩,对于国家电也提出了新的挑战。成规模的电动车投入使用,势必会给电造成很大的压力。国家电的进步也是电动车发展的重要基础。

充电设施的建设和电的升级都需要长期的努力,这也决定了电动车不可能快速替代燃油车。

当充电像加油一样方便时,人们对于电动车的续航焦虑才会下降,市场对于电动汽车的需求才会自然释放。

电池也存在能量密度低,续航时间短的问题。厂商通过快充技术曲线救国,间接延长了的续航时间。如果电动车充电可以更快,实际上也会缓解续航的焦虑。

相比于燃油车几分钟就可以把油加满,电动车充电十分麻烦,慢充要六小时以上,快充也要四十分钟左右。

目前,有些厂商宣称自家的快充可以实现十几分钟充满80%的电。听上去,好像充电速度的痛点已经解决了。

但充电不能只看速度这一个指标。片面强调充电速度会降低电池寿命,影响续航能力,乃至于造成安全隐患。

充电技术的进步也影响着电动车是否能进一步普及。

其实,无论是还是汽车,快充的大量使用都会给电池带来负面影响。只不过,电池成本低,而且更新换代很快,可以接受着这种损害。

但汽车一般要求十年左右的使用寿命,动力电池又十分昂贵。大量使用快充并不适合电动汽车。

既然充电太慢,一些企业就开始押宝换电技术。特斯拉早先尝试过,但由于陈本过高,终放弃了。目前,国内北汽和蔚来都在坚持这一技术路径的尝试。

不过,这一技术的前景并不乐观。

原因在于换电要求电池规格的统一。而电池的技术指标是纯电动汽车关键核心的部分,涉及到每家车企的核心利益,很难进行统一。

而且,如果将电池由某一个垄断公司统一研发、制造,那么市场竞争将会被消除。纯电动汽车关键、核心的部分也就失去了技术进步的动力。

对于单一企业来说,单独建设换电站系统的成本高到难以接受。

实际上,一家车企内部进行电池规格的统一也是有代价的。比如,蔚来ES8作为车型本应配备能量密度更高的电池,但为了将来的统一换电,只能兼顾低端车型,采用低密度电池,以至于续航能力逊色很多。

现在还不能说换电模式就一定没有未来。

但有一点是肯定的,换电模式的大规模推广离不开国家的统一规划;而且为了保证市场竞争对于技术发展的促进,必须要等到电动车技术足够成熟,才有可能。

电动化仍是汽车产业的未来

虽然电动汽车面临诸多发展瓶颈,但电动化仍然是汽车产业的未来。

这不仅仅是因为电动车相对于燃油车的种种优势,比如启动快、行驶噪音低、没有尾气排放等;更重要的是电动车与汽车产业未来相契合。

毫无疑问,汽车智能化的趋势不可阻挡。不同于新能源车对于燃油车仅仅是动力系统的改进,智能化汽车对传统机械汽车来说是一种全面彻底的变革。

汽车智能化的发展意味着汽车的电子化程度会越来越高。而燃油车对于电子化设备十分不友好。

燃油车在的动力输出会释放大量的热和振动波,这对电子元件和半导体的影响很大。与此同时,燃油车用到的电能需要通过动能进行二次转化,这不仅会产生能量损耗,还会造成电力传输波动,不利于为电子元件提供稳定的工作环境。

随着汽车电子化,智能化程度的逐渐提高,在汽车后市场,燃油车的电子化单元故障已经取代机械故障成为多发的故障类型。

而纯电动汽车是汽车智能化的载体。

电池有独立的散热系统;电机在平衡性上大大优于内燃机。而且,电池直接供电,不存在电力传输不稳的问题。纯电动汽车与和智能应用良好的兼容性为其提供了广阔的未来。

燃油车如果在将来被电动车替代,并不是由与机械性能比不上电动车,而是由于智能化的趋势而被迫淡出主流。

电机也更适合自动驾驶。自动驾驶的控制部分需要将相关部件电气化。在这方面,纯电池动车有先天优势。电机的反应速度极快,电信号能够直接转化到机械信号,更容易实现ECU(车载电脑)对机械结构的控制。

自动驾驶技术实现难度大,对于安全的要求十分高。电机易于控制的特性可以降低自动驾驶技术的难度,在保障安全方面也更胜一筹。

虽然已经有一些燃油车配备了部分自动驾驶功能,但目前绝大多数自动驾驶技术的研发都与电动车相结合。电动汽车和自动驾驶这两种代表未来的技术天然融合在了一起。

从汽车共享化的趋势来看,电动汽车相对于燃油车也有更好的发展前景。

在传统出租车行业中,司机的劳动力成本可以达到总成本的50% 70%。高额的人力成本已经迫使Uber、滴滴出行等约车企业加紧布局无人驾驶出租车业务。

考虑到高额的人力成本,汽车共享化必须要与自动驾驶相结合。即使做不到无人驾驶,自动接驾、自动停车等技术也可以显著降低运营成本。

对于共享汽车、出租车企业的车队,由于统一管理,且多为市内短途运输,电动车的续航能力就不再是问题。电动车在汽车保养、维护方面相对于燃油车在成本上有优势,电力相对于燃油也更廉价。

就目前的情况而言,电动汽车短期内实现对燃油车的高比例替代是很不现实的。

电动汽车市场拐点的到来依赖于技术突破带来的性能提升,也仰仗配套设施、技术的完善。燃油车的发展经历了一百多年才取得今天的成果。电动汽车的发展也需要时间的积淀。

短期内可以预见的是,电动汽车会成为为汽车市场的主要补充份额,在第二辆车,园区内用车,共享交通,市内代步等场景占据较高的比例。

目前,电动汽车的市场份额还很低,哪怕是取代传统汽车的20%,也是很大的市场。

电动车与汽车产业的未来深度契合。我们要足够重视,但不应该操之过急。

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