破解 “电动汽车续驶里程短且充电难”困惑

电动汽车和燃油汽车的主要区别在于，燃油发动机被电源所取代。由于电力供应的比能量远低于汽油，不适合快速充电，因此电动汽车的续航里程和充电模式需要新的思路和手段。然而，人们习惯于简单地从“传统的燃油车续航里程和加油模式”延伸到“电动汽车续航里程和充电模式”，形成的概念是：

“电动汽车需要增加电池能量，以便能够继续行驶300至500公里，并在许多已建成的快速充电站几分钟内充电（换电），以便继续行驶。”

在这种看似合理的预期下，得出的结论一定是：“电动汽车续航里程短、充电难”是目前无法克服的困难。反对或质疑电动汽车的工业化已经成为一种诅咒。因此，一些人主张不惜一切代价携带尽可能多的电池，以便继续行驶300公里；有人指责蓄电池的比能量不能在短时间内翻倍；有些人指责电池在几分钟内没有充满电；悲观的失望；所有这些都严重打击了汽车用户购买电动汽车的信心，也影响了政府在不久的将来发展电动汽车的底气。

提高对近期电动汽车产业化信心的关键在于明确汽车企业和电池企业近期的生产水平是否能够满足大多数电动汽车潜在用户对续航里程和便捷充电的需求。本文的分析结果是“目前可以满足！

" "

“近80%的汽车用户通常每天实际行驶80公里以内，非正规汽车的里程预计会很高，达到300公里以上”（德勤全球调查，见注1）。区分电动汽车用户的实际续航里程和预期续航里程，合理采用先进企业的近期经验，如开发增程电动汽车，可以满足大多数汽车用户（城市私家车）的需求，加快电动汽车的市场化起步，发挥其在战略性新兴产业中的引领作用，带动一批新兴产业集群。

目前，电动汽车领域对“续航里程和充电方式”出现了不同意见：

1.电池过载

2.大功率快速充电站

3.电池站的机械更换

4.增程发电机

5.电池在夜间充电缓慢。

下面将逐一分析其优点和缺点。

1.电池过载

“燃油越多，行驶里程越长”的传统汽车习惯被简单地推广到电动汽车上，一些汽车制造商会不遗余力地加载电池继续行驶300公里，以展示其先进性。然而，电池的比能量远低于汽油，因此需要携带450公斤以上的电池（比汽油重得多）。后果是：

A） 城市汽车每公里能耗与汽车总重基本成正比，行驶300公里的汽车每公里能源消耗比行驶100公里的汽车多40%左右，严重偏离了节能原则（见注2-工业和信息化部2011年7月发布的《工业关键共性技术发展指南（2011）》）。

B） 载人航天和有效载荷都大大减少了。

C） 车载电池的采购成本和运营成本急剧上升。

D） 底盘也会更重，整车会超重，这会降低安全性。

E） 汽车电池的总能量是一把双刃剑，安全事故的严重程度随着电池总能量的增加而增加。

上述分析表明，让电池过载以增加续航里程显然是一种误解，因此媒体应该停止宣传其“先进性”。每天行驶超过100公里的电动汽车可以通过车载增程发电机延长续航里程（见下文第4点）。

2.大功率快速充电站

简单地将“加油站加油”的传统习惯延伸到电动汽车上，我们将“大功率快速充电站”视为电动汽车不可或缺的基础设施。实际困难在于：

A） 电池制造商和电动汽车用户都知道，快速充电对电池寿命极其有害，频繁的快速充电会导致电池寿命急剧下降，成本急剧上升（高达一倍多）。

B） 充电站设备和输电设备的投资是巨大的。

C） 城市充电站用地存在矛盾，先建了几个充电站，既不足又多余。

D） 建设周期长，很难跟上电动汽车产量的增长。

对于一辆每天行驶80公里的私家车来说，它只需要10到15千瓦时（约100到150公斤）的总电池能量，并且可以在夜间使用山谷电力在停车场缓慢充电（见下文第5点），而不必依赖快速充电站的建设。

3.机械电池更换（电站更换）

A） 每天更换两到三次电池，车载电池就会减轻重量。每公里能耗降低。

B） 零油耗、零排放。

C） 车载电池具有较少的能量和提高的安全性。

D） 它不适合私家车，因为即使电池规格完全相同，也很难确保电站和汽车用户之间的公平更换，因为更换前后无法快速确定电池的质量。

E） 最适合巴士公司。公交车有固定的发车站和线路，换电站和公交用户属于同一家公司，统一充电换电，统一管理。

F） 是否可以申请同一家出租车公司的出租车车队？取决于公司的规模。

4.扩展范围发电机……

增程发电机由驱动发电机的小型燃料发动机组成。所使用的小型发动机不需要考虑汽车的峰值功率需求，其产生的功率略高于汽车以恒定速度和稳定性运行的需要。它唯一的功能是驱动发电机发电，发电机与蓄电池并联，驱动电机，并在行驶过程中为蓄电池充电。因此，小型发动机可以以最佳速度连续工作，输出功率和扭矩基本恒定，因此其效率、排放和可靠性处于最佳状态，与“大马拉车”的传统烧油运行模式相比，节省了50%以上的油耗。电动汽车的峰值功率需求由电源（电池、超级电容器）提供。增程电动汽车的优点如下：

A） 节油率高：80公里以内仅使用电池，实现零油耗、零排放。与传统燃油发动机相比，在80公里以上启动增程发电机可节省一半的油耗。由于大多数私家车每年行驶2万公里，而启动增程发电机所需的平均里程不超过4000公里（即20%），油耗减半仅相当于燃油车2000公里的油耗，年节油率达到[1-2000/20000]=90%，这远远优于混合动力车辆或插电式混合动力车辆。

B） 缓解电动车用户对续航里程的担忧。

C） 车载电池只需要提供城市工作日的固定里程，因此重量更轻，每公里能耗更低，购车和使用成本也较低。

D） 电池可以在夜间使用电网中的廉价谷电进行充电，为用户节省了资金，也有利于电网的调峰。

E） 在不依赖全市大功率快充站的情况下，快充站建设周期长、投资大。

F） 增程发电机可以固定在车辆上，也可以临时安装或租用。

G） 所有级别的乘用车和商用车都可以使用。

H） 市场巨大，可以围绕电动汽车主导产业发展成为“增程发电机”的新产业，初期可以得到国家的支持。

一） 目前，汽车企业在实践增程电动汽车方面有着宝贵的经验。技术门槛不高，很容易先上马再改进。（增程电动汽车示例见注3）

5.在晚上使用山谷电源慢慢给电池充电。

A） 每个电池组都配备了与出厂时性能相对应的自动充放电控制器。

B） 在非高峰时段的夜间根据预定时间启动慢速充电，充电完成后根据电池的特性自动停止充电。满足第二天80公里的使用，无需在快速充电站充电或频繁更换电池。超长里程可用于车载增程发电机，这也有利于延长电池寿命。

C） 中国每晚有9亿千瓦时的山谷电力，可用于为数千万辆电动汽车充电。

D） 停车场的每个停车位都应安装充电桩，以优先考虑电动汽车用户。

E） 在家庭停车场，电动汽车可以被视为2-3kW的家用电器，可以通过市电插座直接通过夜间山谷电源缓慢充电5到7个小时。

F） 在目前停车位不足的情况下，在各个停车位设置充电桩，优先考虑电动汽车用户。

G） 农村电动汽车只需要在附近充电，不必长途跋涉去充电和更换电站。

通过以上对电动汽车续航里程和充电方式的综合分析比较，我们可以得到以下评价：

1.多负载电池不必要地增加了能源消耗和成本，并降低了安全性。

2.大功率快速充电站不应急于竞争外壳开发。

3.机械电池更换最适合公交车。

4.增程发电机可以解决延长里程的问题，并且易于安装。

5.电池在夜间缓慢充电有利于……

sers和电网。

电动汽车的发展应该有短期和中长期的规划，短期的发展应该以目前的技术水平为基础。电动汽车产业化的短期技术方案应为：

1.车载电池只需提供城市工作日的常规里程（私家车80公里）。），在晚上的停车位，电池使用山谷电力充电，为第二天的驾驶提供能量。

2.当需要超过里程数时，车载增程发电机在行驶时提供能量和充电。

3.公交公司也可以选择机械更换电池的方式。

以目前汽车企业和电池企业的技术水平和潜力，在不依赖外国电力的情况下，上述技术方案可以满足大多数城市电动汽车用户的需求，他们通常每天行驶不到80公里，但在不经常需要时可以延长到300公里以上，充电非常方便。“电动汽车续航里程短、充电难”的难题已经解开。目前，大多数潜在汽车用户的技术需求都得到了满足，企业只有看到销售前景才能安全地扩大生产，电动汽车的产业化才能尽快启动和发展，并在发展中不断前进，前景光明！

除了技术需求，汽车用户和企业也有经济需求。尽管上述减少车载电池的方案大大减少了经济困难，但初期，特别是在电力供应大规模生产之前，仍然需要政府的财政支持。随着电池生产的扩大和技术水平的提高，价格将降低，政府的财政负担可以逐年减轻，直到取消。

毫无疑问，电动汽车未来发展的核心问题是电源技术的突破，需要在安全性、快速充电、价格和比能四个方面进行显著提升。希望国家发展改革委和科技部门大力支持电动汽车电源的研究。

[注1]德勤全球调查对17个国家12500名成年受访者电动汽车里程的看法：

1.每天实际行驶距离：只有少数人超过80公里。与美国的77%、欧洲的80%和日本的94%相比，中国79%的司机在工作日每天开车不到80公里。

2.对行驶里程的期望值较高：69%的中国受访者表示，只有当连续行驶里程达到320公里时，他们才会考虑购买电动汽车。63%的美国人预计里程为300英里（或480公里），74%的欧洲人预计里程为480公里，55%的日本人预计里程为320公里。

[注2]2011年7月，工业和信息化部《工业关键共性技术发展指南（2011）》中，小型A0纯电动乘用车技术为：

车辆整备质量≤1100kg，

行驶里程（城市工况）≥100km，

经济性（城市工况）≤13kWh/100km。

[注3]增程电动汽车的最新例子

奇瑞汽车首款增程锐祺M1-REEV纯电动汽车消除了消费者对续航里程的担忧。增程瑞奇M1电动汽车配备了15千瓦的里程增加器，使车辆的最大巡航里程达到350公里以上。

雪佛兰Volt是一款不用担心电池电量的电动汽车。当里程小于60公里时，完全可以依靠车载16千瓦时的锂离子电池来驱动车辆，实现零油耗、零排放。当车载电池功耗达到临界极限时，车载增程发电机将自动启动并继续为电动汽车提供电能，以实现450公里以上的额外行驶能力。

（编辑/李燕郊）电动汽车和燃油车的主要区别在于，燃油发动机被电源所取代。由于电力供应的比能量远低于汽油，不适合快速充电，因此电动汽车的续航里程和充电模式需要新的思路和手段。然而，人们习惯于简单地从“传统的燃油车续航里程和加油模式”延伸到“电动汽车续航里程和充电模式”，形成的概念是：

“电动汽车需要增加电池能量，以便能够继续行驶300至500公里，并在许多已建成的快速充电站几分钟内充电（换电），以便继续行驶。”

在这种看似合理的预期下，得出的结论一定是：“电动汽车续航里程短、充电难”是目前无法克服的困难。反对或质疑电动汽车的工业化已经成为一种诅咒。因此，一些人主张不惜一切代价携带尽可能多的电池，以便继续行驶300公里；有人指责蓄电池的比能量不能在短时间内翻倍；有些人指责电池在几分钟内没有充满电；悲观的失望；所有这些都严重打击了汽车用户购买电动汽车的信心，也影响了政府在不久的将来发展电动汽车的底气。

提高对近期电动汽车产业化信心的关键在于明确汽车企业和电池企业近期的生产水平是否能够满足大多数电动汽车潜在用户对续航里程和便捷充电的需求。本文的分析结果是“目前可以满足！

" "

“近80%的汽车用户通常每天实际行驶80公里以内，非正规汽车的里程预计会很高，达到300公里以上”（德勤全球调查，见注1）。区分电动汽车用户的实际续航里程和预期续航里程，合理采用先进企业的近期经验，如开发增程电动汽车，可以满足大多数汽车用户（城市私家车）的需求，加快电动汽车的市场化起步，发挥其在战略性新兴产业中的引领作用，带动一批新兴产业集群。

目前，电动汽车领域对“续航里程和充电方式”出现了不同意见：

1.电池过载

2.大功率快速充电站

3.电池站的机械更换

4.增程发电机

5.电池在夜间充电缓慢。

下面将逐一分析其优点和缺点。

1.电池过载

“燃油越多，行驶里程越长”的传统汽车习惯被简单地推广到电动汽车上，一些汽车制造商会不遗余力地加载电池继续行驶300公里，以展示其先进性。然而，电池的比能量远低于汽油，因此需要携带450公斤以上的电池（比汽油重得多）。后果是：

A） 城市汽车每公里能耗与汽车总重基本成正比，行驶300公里的汽车每公里能源消耗比行驶100公里的汽车多40%左右，严重偏离了节能原则（见注2-工业和信息化部2011年7月发布的《工业关键共性技术发展指南（2011）》）。

B） 载人航天和有效载荷都大大减少了。

C） 车载电池的采购成本和运营成本急剧上升。

D） 底盘也会更重，整车会超重，这会降低安全性。

E） 汽车电池的总能量是一把双刃剑，安全事故的严重程度随着电池总能量的增加而增加。

上述分析表明，让电池过载以增加续航里程显然是一种误解，因此媒体应该停止宣传其“先进性”。每天行驶超过100公里的电动汽车可以通过车载增程发电机延长续航里程（见下文第4点）。

2.大功率快速充电站

简单地将“加油站加油”的传统习惯延伸到电动汽车上，我们将“大功率快速充电站”视为电动汽车不可或缺的基础设施。实际困难在于：

A） 电池制造商和电动汽车用户都知道，快速充电对电池寿命极其有害，频繁的快速充电会导致电池寿命急剧下降，成本急剧上升（高达一倍多）。

B） 充电站设备和输电设备的投资是巨大的。

C） 城市充电站用地存在矛盾，先建了几个充电站，既不足又多余。

D） 建设周期长，很难跟上电动汽车产量的增长。

对于一辆每天行驶80公里的私家车来说，它只需要10到15千瓦时（约100到150公斤）的总电池能量，并且可以在夜间使用山谷电力在停车场缓慢充电（见下文第5点），而不必依赖快速充电站的建设。

3.机械电池更换（电站更换）

A） 每天更换两到三次电池，车载电池就会减轻重量。每公里能耗降低。

B） 零油耗、零排放。

C） 车载电池具有较少的能量和提高的安全性。

D） 它不适合私家车，因为即使电池规格完全相同，也很难确保电站和汽车用户之间的公平更换，因为更换前后无法快速确定电池的质量。

E） 最适合巴士公司。公交车有固定的发车站和线路，换电站和公交用户属于同一家公司，统一充电换电，统一管理。

F） 是否可以申请同一家出租车公司的出租车车队？取决于公司的规模。

4.扩展范围发电机……

增程发电机由驱动发电机的小型燃料发动机组成。所使用的小型发动机不需要考虑汽车的峰值功率需求，其产生的功率略高于汽车以恒定速度和稳定性运行的需要。它唯一的功能是驱动发电机发电，发电机与蓄电池并联，驱动电机，并在行驶过程中为蓄电池充电。因此，小型发动机可以以最佳速度连续工作，输出功率和扭矩基本恒定，因此其效率、排放和可靠性处于最佳状态，与“大马拉车”的传统烧油运行模式相比，节省了50%以上的油耗。电动汽车的峰值功率需求由电源（电池、超级电容器）提供。增程电动汽车的优点如下：

A） 节油率高：80公里以内仅使用电池，实现零油耗、零排放。与传统燃油发动机相比，在80公里以上启动增程发电机可节省一半的油耗。由于大多数私家车每年行驶2万公里，而启动增程发电机所需的平均里程不超过4000公里（即20%），油耗减半仅相当于燃油车2000公里的油耗，年节油率达到[1-2000/20000]=90%，这远远优于混合动力车辆或插电式混合动力车辆。

B） 缓解电动车用户对续航里程的担忧。

C） 车载电池只需要提供城市工作日的固定里程，因此重量更轻，每公里能耗更低，购车和使用成本也较低。

D） 电池可以在夜间使用电网中的廉价谷电进行充电，为用户节省了资金，也有利于电网的调峰。

E） 在不依赖全市大功率快充站的情况下，快充站建设周期长、投资大。

F） 增程发电机可以固定在车辆上，也可以临时安装或租用。

G） 所有级别的乘用车和商用车都可以使用。

H） 市场巨大，可以围绕电动汽车主导产业发展成为“增程发电机”的新产业，初期可以得到国家的支持。

一） 目前，汽车企业在实践增程电动汽车方面有着宝贵的经验。技术门槛不高，很容易先上马再改进。（增程电动汽车示例见注3）

5.在晚上使用山谷电源慢慢给电池充电。

A） 每个电池组都配备了与出厂时性能相对应的自动充放电控制器。

B） 在非高峰时段的夜间根据预定时间启动慢速充电，充电完成后根据电池的特性自动停止充电。满足第二天80公里的使用，无需在快速充电站充电或频繁更换电池。超长里程可用于车载增程发电机，这也有利于延长电池寿命。

C） 中国每晚有9亿千瓦时的山谷电力，可用于为数千万辆电动汽车充电。

D） 停车场的每个停车位都应安装充电桩，以优先考虑电动汽车用户。

E） 在家庭停车场，电动汽车可以被视为2-3kW的家用电器，可以通过市电插座直接通过夜间山谷电源缓慢充电5到7个小时。

F） 在目前停车位不足的情况下，在各个停车位设置充电桩，优先考虑电动汽车用户。

G） 农村电动汽车只需要在附近充电，不必长途跋涉去充电和更换电站。

通过以上对电动汽车续航里程和充电方式的综合分析比较，我们可以得到以下评价：

1.多负载电池不必要地增加了能源消耗和成本，并降低了安全性。

2.大功率快速充电站不应急于竞争外壳开发。

3.机械电池更换最适合公交车。

4.增程发电机可以解决延长里程的问题，并且易于安装。

5.电池在夜间缓慢充电有利于……

sers和电网。

电动汽车的发展应该有短期和中长期的规划，短期的发展应该以目前的技术水平为基础。电动汽车产业化的短期技术方案应为：

1.车载电池只需提供城市工作日的常规里程（私家车80公里）。），在晚上的停车位，电池使用山谷电力充电，为第二天的驾驶提供能量。

2.当需要超过里程数时，车载增程发电机在行驶时提供能量和充电。

3.公交公司也可以选择机械更换电池的方式。

以目前汽车企业和电池企业的技术水平和潜力，在不依赖外国电力的情况下，上述技术方案可以满足大多数城市电动汽车用户的需求，他们通常每天行驶不到80公里，但在不经常需要时可以延长到300公里以上，充电非常方便。“电动汽车续航里程短、充电难”的难题已经解开。目前，大多数潜在汽车用户的技术需求都得到了满足，企业只有看到销售前景才能安全地扩大生产，电动汽车的产业化才能尽快启动和发展，并在发展中不断前进，前景光明！

除了技术需求，汽车用户和企业也有经济需求。尽管上述减少车载电池的方案大大减少了经济困难，但初期，特别是在电力供应大规模生产之前，仍然需要政府的财政支持。随着电池生产的扩大和技术水平的提高，价格将降低，政府的财政负担可以逐年减轻，直到取消。

毫无疑问，电动汽车未来发展的核心问题是电源技术的突破，需要在安全性、快速充电、价格和比能四个方面进行显著提升。希望国家发展改革委和科技部门大力支持电动汽车电源的研究。

[注1]德勤全球调查对17个国家12500名成年受访者电动汽车里程的看法：

1.每天实际行驶距离：只有少数人超过80公里。与美国的77%、欧洲的80%和日本的94%相比，中国79%的司机在工作日每天开车不到80公里。

2.对行驶里程的期望值较高：69%的中国受访者表示，只有当连续行驶里程达到320公里时，他们才会考虑购买电动汽车。63%的美国人预计里程为300英里（或480公里），74%的欧洲人预计里程为480公里，55%的日本人预计里程为320公里。

[注2]2011年7月，工业和信息化部《工业关键共性技术发展指南（2011）》中，小型A0纯电动乘用车技术为：

车辆整备质量≤1100kg，

行驶里程（城市工况）≥100km，

经济性（城市工况）≤13kWh/100km。

[注3]增程电动汽车的最新例子

奇瑞汽车首款增程锐祺M1-REEV纯电动汽车消除了消费者对续航里程的担忧。增程瑞奇M1电动汽车配备了15千瓦的里程增加器，使车辆的最大巡航里程达到350公里以上。

雪佛兰Volt是一款不用担心电池电量的电动汽车。当里程小于60公里时，完全可以依靠车载16千瓦时的锂离子电池来驱动车辆，实现零油耗、零排放。当车载电池功耗达到临界极限时，车载增程发电机将自动启动并继续为电动汽车提供电能，以实现450公里以上的额外行驶能力。

（编辑/李燕郊）

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