摘要

通過夯實(shí)現(xiàn)階段新能源汽車各項(xiàng)技術(shù)提升整車性能，在這個(gè)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的低成本、低消耗和高性價(jià)比，才可以加速電動(dòng)車的普及。

2021年伊始，就已經(jīng)有多家國產(chǎn)高端純電動(dòng)品牌將1000km續(xù)航列為了新的賣點(diǎn)，這是繼2020年競相沖擊700km續(xù)航大關(guān)之后的再次升級(jí)。

可以看到，各家車企將重點(diǎn)攻克的方向集中在電池技術(shù)突破上，包括固態(tài)電池、石墨烯或者在電池負(fù)極材料摻硅補(bǔ)鋰的方式來提高電池性能等等。

針對電動(dòng)車實(shí)際續(xù)航打折與冬季嚴(yán)重縮水的痛點(diǎn)，提高續(xù)航當(dāng)然是最直接的方式。

但卻不是唯一的方式，正如歐陽明高院士近日在電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上所言，當(dāng)前

中國電動(dòng)車環(huán)境適應(yīng)性問題技術(shù)需求十分迫切，亟需對電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)效能優(yōu)化、提高冬季續(xù)航里程等等。

其實(shí)在現(xiàn)有的電池技術(shù)條件下，在電池管理系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力總成系統(tǒng)乃至整車設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)，其實(shí)都有很多工作可以做。

通過夯實(shí)現(xiàn)階段新能源汽車各項(xiàng)技術(shù)提升整車性能，在這個(gè)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的低成本、低消耗和高性價(jià)比，才可以加速電動(dòng)車的普及。

在最新發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》中，特別將純電動(dòng)乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時(shí)/百公里進(jìn)行明確，更加注重純電動(dòng)車型的節(jié)能水平，而電動(dòng)車下一步發(fā)展趨勢將是低總成本、性能再升級(jí)和功能多樣化。

提升續(xù)航靠什么？

從整車的角度來看，提升續(xù)航的方案應(yīng)該是系統(tǒng)性的。

首先來看續(xù)航與四大方面有關(guān)，一是整車阻力，這包括整車內(nèi)阻、風(fēng)阻、滾阻/慣性阻力等；可以看到大部分高端性能車都非常強(qiáng)調(diào)風(fēng)阻系數(shù)，例如威馬的多款車型上采用了低滾阻輪胎、隱藏式門把手等，這其實(shí)對降低電耗也有很大作用。

二是動(dòng)力總成系統(tǒng)，包括電池包和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；車企的解決辦法包括目前普遍采用的三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，另外如比亞迪推出了SiC電控系統(tǒng)等等。

三是整車的熱管理，這不僅包括我們熟知的電池PACK熱管理系統(tǒng)，還有乘員艙熱管理以及動(dòng)力系統(tǒng)熱管理。這也是非常重要的一環(huán)，目前詬病最大的冬季續(xù)航嚴(yán)重打折，因?yàn)椴粌H電池需要加熱，座艙也需要加熱都導(dǎo)致電耗直接上升，這在后續(xù)詳細(xì)展開介紹；四是能量控制方面，包括能量回收系統(tǒng)，能量管理、驅(qū)動(dòng)控制以及低壓電耗。

可以觀察到，從各家公布的技術(shù)路線與宣傳資料來看，基本上集中在降低風(fēng)阻、提高電池包性能、輕量化、提升電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率以及優(yōu)化電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)幾大方面來降低能耗。

首先，最直接的辦法當(dāng)然提升電池包的性能，主要的技術(shù)路線是提高電池單位能量密度，從兩年前興起的NCM811三元高鎳電池，到后來比亞迪正式發(fā)布刀片電池，以及寧德時(shí)代的CTP技術(shù)，這些方案或是提高電池材料性能，或是通過特殊工藝設(shè)計(jì)來提升電池包的單位能量密度。

例如蔚來最新發(fā)布的首款轎車產(chǎn)品ET7，100KWh電池包續(xù)航可達(dá)730km，采用寧德時(shí)代的三元高鎳電芯輔以CTP技術(shù)。

另一類則是對電池PACK箱體采用輕量化結(jié)構(gòu)與材料。例如威馬系列新車型除了搭載高能量密度的NCM811三元電池之外，電池組PACK采用的是高結(jié)構(gòu)鋼的輕量化設(shè)計(jì)，另外還采用了高電壓523電芯等多重技術(shù)手段。

除了優(yōu)化電池系統(tǒng)，一套先進(jìn)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅對于整車的動(dòng)力性能至關(guān)重要，還對電耗與能效起著決定作用。大家可以注意到，近兩年，在電動(dòng)車上開始普遍采用三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，未來的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還會(huì)深度集成化，例如已經(jīng)有企業(yè)推出了五合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

公開資料顯示，目前各家企業(yè)公布的三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率可以達(dá)到80%-92%。值得一提的是，威馬多款車型用了博格華納一體化電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（EDM），在這個(gè)基礎(chǔ)上威馬同時(shí)進(jìn)行了二次集成，將7大動(dòng)力總成核心零部件包括電機(jī)控制器、逆變器、高壓配電器、車載充電機(jī)、電動(dòng)壓縮機(jī)、高壓電加熱器、電動(dòng)真空泵等部件集成，高功率密度進(jìn)一步提高，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率提升到93%以上的電能轉(zhuǎn)化效率，優(yōu)于行業(yè)平均水平的90%。

很明顯，高集成的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對能效提升與電耗下降將產(chǎn)生直接影響。

目前市面上的純電動(dòng)車型基本上實(shí)際續(xù)航均有折扣，因?yàn)闊o論是NEDC工況還是CLTC工況測試相比實(shí)際用車工況要平緩，但部分車型在夏季和秋季使用的續(xù)航折扣低到80%以下，這個(gè)表現(xiàn)并不是很理想。

以緊湊型純電SUV為例，大部分車輛申報(bào)百公里平均電耗均在15度上下，而實(shí)際上不少車型的平均百公里電耗都在17度以上，部分甚至高達(dá)20度以上。

這都說明現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)都還有很大的提升空間。

例如部分車輛在起步和加速時(shí)瞬時(shí)電耗非常高，有車型開啟空調(diào)后電耗明顯上升，這都與電池管理系統(tǒng)與電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有很大關(guān)系；部分車輛的能量回收系統(tǒng)效果不明顯，也有車輛的整備質(zhì)量較高，都影響了電耗水平。

甚至部分油改電車型因?yàn)榈妆P電池和三電系統(tǒng)布局嚴(yán)重受限，且未能采用三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即便最高配的同樣采用811電池，導(dǎo)致實(shí)際工況電耗居高，大大影響了續(xù)航表現(xiàn)。

但也有車型通過在各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，車型續(xù)航表現(xiàn)相對耐看。以威馬EX5智行2.0 Lite探索版400為例，有用戶上下班高峰期使用多天，開著空調(diào)行駛了324公里，還剩余部分電量；而不開空調(diào)的實(shí)際續(xù)航里程接近400公里，這個(gè)續(xù)航表現(xiàn)屬于比較優(yōu)秀的。

根據(jù)資料來看，威馬EX5整車風(fēng)阻系數(shù)低于0.3，配置了米其林R17 高性能低滾阻輪胎，滾阻系數(shù)小于6.8。還有上述提到的七合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這些設(shè)計(jì)與配置都對降低電耗與提升續(xù)航有很好的作用。

這從另一個(gè)角度來看，其圍繞電池組結(jié)構(gòu)、電池?zé)峁芾砗碗婒?qū)動(dòng)系統(tǒng)等全面系統(tǒng)化的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對穩(wěn)固續(xù)航是有實(shí)際效果的。

冬季電池?zé)峁芾碇陵P(guān)重要

2020年的寒潮來的格外兇猛，電動(dòng)車冬季續(xù)航再次引發(fā)熱議，“電動(dòng)爹”、續(xù)航打“骨折”之類的調(diào)侃層出不窮。

冬季續(xù)航打骨折的原因主要有兩方面，一是北方冬季需要開暖風(fēng)，不同于燃油車可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生余熱來實(shí)現(xiàn)熱空調(diào)，電動(dòng)車只能通過電加熱來取暖，其結(jié)果可想而知；另一方面則是電池材料本身的低溫性能決定。

因此，做好動(dòng)力電池的熱管理系統(tǒng)非常關(guān)鍵。

優(yōu)秀的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)不僅需要從散熱能力方面出發(fā)，滿足電池組安全要求，還需要從整車層面來思考，熱管理系統(tǒng)對電池系統(tǒng)甚至整車環(huán)境的影響，畢竟電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)直接影響到電耗、續(xù)航、電池壽命等等。

目前針對電動(dòng)車冬季續(xù)航縮水的痛點(diǎn)，各家車企都有自己的技術(shù)方案，包括通過PTC加熱、熱泵空調(diào)、柴油供暖等方式提升冬季續(xù)航能力。

目前行業(yè)普遍采用PTC 電池加熱系統(tǒng)主要是通過電熱絲給冷卻液加熱，再通過遍布在電池組內(nèi)部的管路，實(shí)現(xiàn)對電池組的加熱。但這類方案為了給電池加熱，本身就是消耗的電池自身的電量，同樣會(huì)影響續(xù)航。

熱泵空調(diào)已經(jīng)在市面上諸多車型上有使用，并且經(jīng)驗(yàn)證有一定效果，埃安V、埃安LX、榮威Marvel X等車型上均有應(yīng)用，例如資料顯示埃安V通過搭載雙層流熱泵空調(diào)和余熱再利用系統(tǒng)使續(xù)航增加30km。

而業(yè)界比較受關(guān)注的還有一種方式，就是威馬汽車的電池?zé)峁芾?.0系統(tǒng)，該系統(tǒng)據(jù)稱在冬季可節(jié)能20%。

威馬這套第二代的熱管理系統(tǒng)原理是在配備獨(dú)立液冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可加裝電加溫和柴油加溫系統(tǒng)選裝，采用外部熱源對電池包加熱并提供供暖。

威馬2.0電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的最大優(yōu)勢在于將原來冬季需要耗電來實(shí)現(xiàn)的加熱通過燃燒柴油來實(shí)現(xiàn)，如此一來解決了冬季電動(dòng)車熱空調(diào)蠶食續(xù)航的最大問題。

官方的測試結(jié)果顯示，威馬在 -7℃ 的環(huán)境中將測試車輛靜置 13 小時(shí)后，將空調(diào)溫度開至最大，當(dāng)車內(nèi)溫度達(dá)到 21℃ 時(shí)，將空調(diào)設(shè)置為溫度 23℃ 的測試流程下，2.0熱管理系統(tǒng)的放電量比一代多了 2%，同時(shí)空調(diào)消耗的電量減少 13.24 kWh。

據(jù)悉，該系統(tǒng)可以在冬季使續(xù)航提升20%，NEDC下的綜合續(xù)航里程可以提升100km。實(shí)現(xiàn)-30℃～50℃不同環(huán)境溫度的高適應(yīng)性，確保電池不管是在放電還是充電過程中都保持在合適溫度區(qū)間。

不得不說，這恐怕是現(xiàn)階段電池技術(shù)與安全性能未實(shí)現(xiàn)跨越式突破的情況下，最直接有效的一種思路。

另外威馬在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)上也做了很好的設(shè)計(jì)，包括在電芯模組底部布置了鋁制水冷板，并且鋁板表面覆蓋一層導(dǎo)熱硅脂的特殊材料與電芯模組接觸，貼合性更好。

從上可以看出，在現(xiàn)有的電池技術(shù)條件下，將電池管理系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、整車設(shè)計(jì)、能量回收系統(tǒng)等各個(gè)環(huán)節(jié)做好優(yōu)化與把控，對提升實(shí)際續(xù)航的效果也非常明顯，且電池安全性、壽命等等也會(huì)更高。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：別迷信1000km了，續(xù)航打“骨折”只因這些技術(shù)不到位

文章出處：【微信公眾號(hào)：高工鋰電】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。