文|有數(shù)DataVision
編輯|張澤一
每年冬天返鄉(xiāng)時(shí)節(jié)，都是電動(dòng)爹花式擺爛的重災(zāi)區(qū)。
畢竟有各路大V實(shí)測(cè)，零下20度的氣溫下，超過(guò)7成的車型實(shí)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(gè)新能源車行業(yè)最復(fù)雜最深?yuàn)W的問(wèn)題，你永遠(yuǎn)想象不到車企為了增加續(xù)航會(huì)干點(diǎn)什么事出來(lái)。
電池：能量的來(lái)源
同一款燃油車，60L的油箱肯定比45L的跑得遠(yuǎn)。但電動(dòng)車的問(wèn)題是，電池包規(guī)模不可能無(wú)限度的擴(kuò)大，一方面是成本問(wèn)題，另一方面則是重量。
所以對(duì)動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)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(shí)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(shí)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(shí)，磷酸鐵鋰電池的使用壽命更長(zhǎng)，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(shí)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(dòng)車提供了一個(gè)能量來(lái)源。正所謂千里馬也需要伯樂(lè)，一輛車實(shí)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(dòng)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(kāi)能耗不談造成的。
這才是各大車企大顯神通的地方。
空氣動(dòng)力學(xué)：來(lái)自外部的阻力
物理課本上的小木塊可以在光滑無(wú)摩擦的平面上滑行，但新能源車不行。
據(jù)測(cè)算，在水平道路上，當(dāng)車輛速度達(dá)到110km/h時(shí)，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(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，是通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和下滑實(shí)驗(yàn)所確定的一個(gè)數(shù)學(xué)參數(shù)，即風(fēng)阻系數(shù)。據(jù)測(cè)算，純電動(dòng)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(gè)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(cè)算，這一點(diǎn)改動(dòng)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(wú)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(shuō)從前面看過(guò)去比較“圓潤(rùn)”。
除了凹造型之外，被廣大車主吐槽的隱藏門(mén)把手，其實(shí)也是為了降低風(fēng)阻，提升續(xù)航。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算，每一個(gè)隱藏式門(mén)把手大約可使風(fēng)阻系數(shù)降低0.003，4個(gè)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(mén)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(gè)東北車主會(huì)感同身受的問(wèn)題——2020年底，一位東北特斯拉車主在社交媒體抱怨，一場(chǎng)小雪凍住了特斯拉的按壓式隱藏式門(mén)把手，導(dǎo)致車門(mén)無(wú)法打開(kāi)。又比如2018年一位首批蔚來(lái)車主反映，由于ES8汽車系統(tǒng)故障，車門(mén)把手無(wú)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(kāi)車門(mén)。
除隱藏式門(mén)把手之外，汽車的其他外觀對(duì)續(xù)航影響也不小。例如，極氪001，通過(guò)11項(xiàng)技術(shù)優(yōu)化，提升續(xù)航55.8公里，蔚來(lái)ET7，通過(guò)13項(xiàng)技術(shù)優(yōu)化，提升續(xù)航61.8km。
簡(jiǎn)而言之，全是細(xì)節(jié)，都是學(xué)問(wèn)。
所以，當(dāng)一輛電動(dòng)車的某些設(shè)計(jì)讓人感到費(fèi)解時(shí)，其目的很可能是為了增加續(xù)航。
汽車輕量化：來(lái)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(shuō)法，飛行中每額外增加1公斤重量，每小時(shí)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(huì)在登機(jī)開(kāi)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(chǎng)見(jiàn)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(diǎn)大，所以車企會(huì)想辦法給電動(dòng)車減重。根據(jù)歐洲鋁業(yè)協(xié)會(huì)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(shí)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(jí)別的新能源汽車整體質(zhì)量會(huì)高于燃油車。
因此針對(duì)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(gè)：高性價(jià)比。
根據(jù)國(guó)際鋁業(yè)協(xié)會(huì)測(cè)算，2019年純電動(dòng)車的單車用鋁量143kg，預(yù)計(jì)2025年新能源單車用鋁量將達(dá)227kg，增長(zhǎng)超55%。
但材料的變化帶來(lái)了新問(wèn)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(mén)項(xiàng)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(lái)減少了79個(gè)部件，由于減少了焊接點(diǎn)位和材料損耗等因素，降低制造成本近40%。
有了特斯拉這個(gè)引路人，海內(nèi)外車企也都開(kāi)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(diǎn)其它辦法了。
動(dòng)能回收：用魔法打敗魔法
2020年，一位Model S車主環(huán)繞中國(guó)邊境線，當(dāng)經(jīng)過(guò)無(wú)人區(qū)無(wú)法充電時(shí)，利用動(dòng)能回收系統(tǒng)給車充電。據(jù)車主自己所述，他利用動(dòng)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(dòng)能回收，指的是一種在減速過(guò)程中，將被浪費(fèi)的能量重新轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)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(mén)檻云泥之別。
在硬件上，影響動(dòng)能回收的關(guān)鍵因素有兩個(gè)，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(dòng)能回收產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成電池能夠存儲(chǔ)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(shí)捷Taycan最大動(dòng)能回收功率為265kw，相當(dāng)于兩個(gè)快充充電樁同時(shí)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(chǔ)起來(lái)，電池容量越大，能夠存儲(chǔ)的發(fā)電量就越多。這也是混動(dòng)車型的動(dòng)能回收系統(tǒng)打不過(guò)純電車型的根本原因。
在軟件上，影響動(dòng)能回收系統(tǒng)效率主要與車企的標(biāo)定策略有關(guān)。簡(jiǎn)而言之就是該系統(tǒng)與電門(mén)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(kāi)新能源車開(kāi)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(mén)做關(guān)聯(lián)；另一種是與剎車做關(guān)聯(lián)。
與電門(mén)做關(guān)聯(lián)，即特斯拉的單踏板模式。松開(kāi)電門(mén)就會(huì)有剎車的感覺(jué)，在理想狀態(tài)下，只要踩電門(mén)一個(gè)踏板就行了。這種模式優(yōu)點(diǎn)是回收的能量多，但缺點(diǎn)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(huì)習(xí)慣的把腳放在加速踏板，如果出現(xiàn)緊急情況，可能會(huì)忘記踩剎車。另外，由于沒(méi)有與剎車做關(guān)聯(lián)，動(dòng)能回收系統(tǒng)介入后的制動(dòng)，不會(huì)通過(guò)剎車尾燈提醒后車主，容易造成追尾。
基于此，B站有個(gè)up主給自己的車加裝了一個(gè)剎車尾燈。
基于單踏板存在的問(wèn)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(duì)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(diǎn)是回收效率相對(duì)較低，技術(shù)難度較大，需要花大量的時(shí)間去調(diào)教剎車板，來(lái)平衡動(dòng)能回收系統(tǒng)和機(jī)械制動(dòng)。
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(shí)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。
尾聲
那到底多少續(xù)航可以解決人們的用電焦慮？有一個(gè)公式可以嘗試測(cè)算。
如下圖，將各自實(shí)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(mǎi)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(mǎi)一輛630km的。
充電效率代表一般還有20%余電的時(shí)候就需要充電，電池衰減代表8年后電池會(huì)衰退至81.6%
續(xù)航焦慮是長(zhǎng)期以來(lái)困擾新能源車普及的關(guān)鍵問(wèn)題，在過(guò)去幾年高強(qiáng)度的技術(shù)競(jìng)賽中，無(wú)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(shí)有了跨越式的發(fā)展。
馬斯克曾在年初表示，續(xù)航超過(guò)600英里（1000公里）的電動(dòng)車，特斯拉一年前就能造，但“沒(méi)有任何意義”。他認(rèn)為超過(guò)400英里（643公里）的續(xù)航，在99.9%的場(chǎng)景下用戶都用不到。相反，它還會(huì)帶來(lái)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(shí)是充電設(shè)施建設(shè)不足帶來(lái)的充電難的問(wèn)題。
燃油車沒(méi)有里程焦慮，那不是燃油車的優(yōu)勢(shì)，那是中石油和中石化的優(yōu)勢(shì)。
參考資料
[1] 汽車輕量化趨勢(shì)明確，結(jié)構(gòu)件一體壓鑄推動(dòng)制造革命，西部證券
[2] 汽車輕量化和一體化壓鑄已成趨勢(shì)，財(cái)信證券
[3] 動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新百家爭(zhēng)鳴，信達(dá)證券
[4] 蜂巢能源招股書(shū)
[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(dòng)汽車?yán)m(xù)航全靠它！全面認(rèn)識(shí)動(dòng)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(jì)冷知識(shí)，懂車帝
[8] 慘痛教訓(xùn)這么多，車企們還是少用隱藏式車門(mén)把手吧，百度新聞
責(zé)任編輯：張澤一
視覺(jué)設(shè)計(jì)：疏睿
研究支持：羅松松