再聊里程焦虑 电动车续航简易科普
时间：2020-09-30 20:15:19 来源：达达文档网 本文已影响 人 
汽车作为替代人类双腿的工具，其主要目的是将乘员运送到依靠自身能力难以企及的远方。从人类学会用火的一刻开始，捡多少柴就决定了可以烧多久。最直接增加里程的做法是携带更多的燃料，可实际上燃料也有重量，物理学之下，单纯扩大燃料携带量无助解决问题，燃料与里程之间的平衡点，历来是车企绞尽脑汁的科研项目。电动车作为新能源汽车的代表，同样有着类似的问题。
（充换电方式不在本文内容之内讨论）
里程長短的技术命门有哪些？
大部分消费者在购买电动车的时候，往往主观地从其所搭载的电池用量着眼。可影响电动车续航里程的因素实在太多，除了电池容量大小，这其中整车阻力、驱动系统效率、低压系统、控制策略同样影响深远。简而言说，假设在使用相同质量以及能量密度的动力电池之下，车企自身研发能力以及所采用零部件技术直接影响电动车的经济性。
行驶之中的汽车，必须同时克服来自于地面的滚动阻力以及空气之中的空气阻力，倘若涉及非水平路面，更需要克服坡度阻力以及加速阻力。整车质量是其中影响最为显著的方面。有电动车企业相关人员仿真计算得出，各种阻力相结合之下，阻力每增加100N，电动车的百公里电耗将增加2.5～3kWh，进一步拆分之下，电动车质量每增加200kg，电耗相应增加0.5kWh。所以目前整车轻量化被各大车企摆在了重点研究的方向，配合优化风阻系数，减低驱动电机、传动系统以及制动卡钳拖滞阻力等方式，一定程度上可提高续航里程。
驱动系统效率对于普通消费者而言过于深奥不作深入讨论，其主要考验车企在系统匹配上的功力。也就是常用工况能否落在驱动系统高效区域，控制精度的波动需尽可能减小。举个简单例子，许多人认为电动车并不需要变速箱，电机从一开始就能提供最大扭力，可实际上随着电机转速并非无线增加，达到一定转速之后，扭矩将逐步下降并最终进入恒定功率区域。这也解释了为什么电动车起步快，可中后段往往被燃油车反超。目前较好的办法就是配备二档减速电机，令车辆持续加大输出扭矩，稳定提升车速，令所需工作点始终保持在高效区域。如采埃孚所推出的二档减速电机，相比单档减速电机，续航里程可增加达5%。这样一来，车企将获得两种提高能量转化效率的设计选择。在延长蓄电池续航里程的同时保持蓄电池尺寸不变，或是为减轻整车质量选择使用更小的蓄电池。
说起低压系统也许大家没什么概念，其实就是我们平常接触最多的各种车载功能。随着整车电气化程度日益提高，车上电气化配置也越发丰富，特别是各种增加成员舒适度以及科技感的用电设备。单个能耗看似不高，可积少成多也是一笔不菲的账。整车配置高大上固然好，不过有时候或许座椅按摩功能关一下，就足够熬到充电桩了。
前后驱动力分配以及能量再生策略同样影响着电动车的经济性，不少人都知道电动车大多配有能量回收功能，因为这是目前降低电动车能耗，增加续航里程最为有效的手段之一。作为与传统燃油车区别最大的地方，电动车的制动系统里除了常用的机械摩擦制动以外，还添加了再生能量制动这一功能。并且依照回收多少分为强中弱等回收档位。该技术主要分为串联式与并联式两种技术流派，串联式在制动时会优先考虑使用再生制动力，以获得更多的回收能量，相比并联式将再生制动力直接叠加在传统液压制动上的做法更为高效。但其结构与算法也更为复杂，甚至需要改动车辆结构。为此当下并联式凭借简易方便，占据了能量回收使用的初始阶段。相信在技术不断进步之下，串联式将极有可能取代并联式，成为日后的主流发展方向。
里程与成本你选哪个？
也许你会认为，用户无需关心过多技术层面的问题，钱能解决的不是问题，多花点钱买长续航里程版本的电动车不就好了么？长续航里程版本的车辆之所以能开更远，并不是技术上比普通版本更优，而只是搭载更多的电池（容量）。里程与成本如何抉择，中国工程院杨裕生院士在2019年的相关会议上，曾经一针见血地发表了自己的见解：“目前技术下，长续航里程势必需要能量密度更高的电池或是多装电池，代表燃烧爆炸的危险性增大;多装电池代表了日后废电池更多;多装电池代表整车质量过大，浪费能量;多装电池代表车子更贵;多装电池倘若更换废电，用车成本更高;一车一个充电桩费钱又占地，总之长续航纯电动车倘若不是技术突破带来的里程增加，仅靠多装电池完全是背离了发展电动车的节能减排宗旨，用户多花钱不算，补贴取消以后竞争力更差。”而在我看来其实还要补充一点，多装电池代表充电时间也将会更长，所以不要贪图眼前小利，后面才是大头呢。时间才应该是人类最宝贵的财产。
值得一提的是，称为新一代电池技术代表的燃料电池或许可以解决这个问题。其原理是通过燃烧氢等化学燃料，使电解质隔膜两侧发生氧化还原反应得失电子产生电能，从而以化学能转换为电能达到驱动目的。理论上优点众多，也是众多车企趋之若鹜的技术追求。但我国在此项目上起步较晚，产业化以及规模化均未成规模，以致成本短期之内无法有效降低，加之加氢站等基础设施建设仍需努力，为此短期之内难以成为主流。
是什么在蠶食你的里程？
动力电池基本原理为锂离子的嵌入与脱嵌过程
或许您正好是一名新能源车主，那么肯定会发现自己的爱车在经历了一段时间的使用之后，续航里程表现似乎逐步走向老迈，同样的充电时间以及充电方式所提供的续航里程已经大不如前，车辆的行驶状况也没有了开初的爽快。容量的衰减以及功率的下降实际代表着锂离子动力电池的老化。
磷酸铁锂电池、三元锂电池、锰酸锂电池、多元复合电池、镍氢电池、超级电容。我国不同类型的新能源汽车，其动力电池实际上各不相同。动力电池发展至今起码经历了三代技术改进。从最初的钴酸锂电池，到第二代的锰酸锂以及磷酸铁锂电池，而目前乘用车使用最为广泛的，以三元锂电池为代表的第三代动力电池。一套典型的锂离子电池主要包括阳极、阴极、电解液和隔膜四部分，这些组件的相互作用决定了电池的功率和能量容量、循环寿命、安全性能和工作温度等优劣。简单而言整个电池的充放电工作，实际上就是锂离子在阴极和阳极之间的来回穿梭，并经历嵌入与脱嵌过程。大家熟知的极端环境温度虽然会影响续航里程长短，可相对于正常温度下，因为电池组工作所涉及复杂的化学与物理变化之后，活性材料的损失、可用锂的损失以及内阻增加等不可逆因素，其所带来的容量衰减、功率下降也就不算什么了。
值得注意的是，使用电动车真是一门技术活，严格控制经济车速、保持良好的驾驶风格、合理熟练利用能量回收系统、精心定期保养电动车辆等各方面车主行为，也决定了电池的寿命。另外真的不主张电动车主对车辆过于定制化改装，特别增加空力套件，要知道这些漂亮的花活所产生的下压力将会极大影响行驶里程，素车其实没什么不好的，真要以示区别，拉个花得了。
充电过程特性对电池寿命和温度的影响
电池寿命与续航里程随着使用逐步减少
应用在大众纯电动车辆上的能量回收制动系统
里程焦虑能治么？
里程焦虑是否是病这难以界定，如果单从医学角度而言，按照第3版中国精神障碍分类与诊断标准（CCMD-3），焦虑症属于神经症的一个亚型。治疗方法只有吃药和心理治疗两种。吃药就免了，买车本来图开心，还要吃药不如买一个不焦虑的燃油车，更何况里程焦虑这个新物种就算去医院，医生也不会给你药。
如何减轻或是治愈自己的里程焦虑？对于正在考虑购买新能源车的人，不买是最好的办法;至于已经成为车主的人，或许尝试使用心理治疗更为有效。比如对电动汽车认知的重建，尝试把自己所焦虑的里程从“事实”看成“猜测”，尽量多关注前人直接的正面经验，让大脑因为别人负面的经历做产生的偏见得以纠正。另外，不要直接关注想法的内容，或许现在里程足够你使用了，何必非要跟别人比更远呢？再不行就尝试先干点别的，大不了坐公交呗，反复纠结只会浪费自己的时间。有时间那就展望未来，相信5年、10年甚至以后，科学终归会解决无限续航的可能，再说买都买了，面对事实是最好选择，其实适当的焦虑是有好处的，这是你智商高的表现，因为这能帮助你客观认识自己的处境，能看到优点和缺点，而不是只看到好的一面。以上方法并非本刊所创，实则来自于正念减压与认知行为疗法。
车主都这么拼了，难道车企不也应该干点啥么？还是先让销售部门放弃虚标的里程数，这是一种欺骗，口碑向来是口口相传而不是王婆卖瓜得来的。卖得一时爽不代表卖得一直爽，让车主患上里程焦虑不但砸招牌还容易惹官司。君不见小鹏的P7以706Km的续航里程，成为了中国迄今NEDC标准下续航最长的智能汽车了，期望得到用户的进一步实战检验，所以加大研发投入，技术突破才是卖得一直爽的前提，有时候小目标配合时势真可以逼出来。
结语：
路遥知马力，想当年燃油车出现的时代，也不乏会出现各种对应的焦虑与猜疑，而在科技尚未完全解决纯电动车续航里程问题之前，估计车企与车主都要熬一段时间。或许著名诗人里尔克的一句话，能成为这篇文章的结语“：我们必须全力以赴，同时又不抱持任何希望。……不管做什么事，都要当它是全世界最重要的一件事，但同时又知道这件事根本无关紧要。”
