近幾年,新能源汽車的發展可謂如火如荼,大有普及之勢力,新能源汽車真的會全面替代燃油車嗎?歷史會在近幾年產生轉折嗎?相信這是很多人關注的問題。
今天,我們就來分析一下新能源汽車的前景。
在講新能源汽車的前景前,我們先來看一下新能源汽車的動力特點和主要痛點,完整的認識新能源汽車與傳統能源汽車的不同,才能更清楚的看到新能源汽車的未來。
動力與特點如果講新能源汽車的動力與特點,其實對比的就是電動機和內燃機。
電動機是電磁力,內燃機是化學爆炸力,兩者相對比,電動機是精確控制電磁的相互作用,這個過程是連續的,甚至是可導的;而內燃機則是控制連續爆炸的過程,是離散的,不連續更不可導的。別覺得現在V6 V8真的很順滑,那不過是經過幾十年最佳化後的結果,拆掉消聲器,你依然能直觀的體驗到“爆炸”的力量。從這個角度講,電動機的平順是天生的,是“屬性高到不需要好裝備”,內燃機的看似“平順”是多年不斷最佳化的結果,可以說是“屬性低但裝備好”。
扭矩方面,電動機的扭矩可以精確快速的控制,且體積遠小於內燃機的電動機可以輕易爆發出超過內燃機的扭矩,且這個扭矩的持續轉速範圍要比內燃機大得多,大多少呢?大到讓內燃機一個變速箱。從這個角度講,電動機的強大扭矩是天生的,是屬性好到不需要變速箱,內燃機的扭矩是透過變速箱來協調的,依然是“屬性低,靠裝備”很多朋友覺得電動車初段加速猛,後段幹不過燃油車,其實,那主要是因為電動機沒有配變速箱。
從效率的方面講,電動機在零到萬轉的情況下,大部分割槽間效率都極高,至少80%以上,即使在極低轉速和極高轉速下,效率下降不明顯,而內燃機的效率極低,汽油機最高才在40%左右,柴油機最高60%左右,且高效率高扭矩區間非常小,兩端效率及扭矩下降都非常嚴重,還不能實現0轉速,因此,必須得拖個變速箱,否則根本沒法和電動機比。
電動機不僅效率高,還有一個巨大的優勢就是能量雙向傳輸:既可以動能轉化為電能,又可以電能轉化為動能,這一點是內燃機無法具備的。
新能源汽車包含的車型比較多,PHEV(插電混動)、EREV(增程式)、BEV(純電動)都是不同電氣化程度的表現。其中純電動車型,也就是BEV是電動化的極端,其表現的全部是電動機的特點;PHEV是介於內燃機和電動機之間的過渡,其兼有電動機和內燃機的特點;EREV是靠近電動機,遠離內燃機的過渡產品,主要表現電動機的特點。MHEV(微混)和HEV(混動)因其電動化程度太低,以至於不被認為是新能源汽車。
總結一下這部分,那就是新能源汽車的扭矩表現更為理想,平順性更好,效率更高還可以實現能量的雙向流動。
痛點內燃機屬性差,但是裝備好,還有個牛逼的夥伴,那就是汽油(柴油),這玩意能量密度實在是太高了(汽油能量密度12000Wh/kg),以至於五六十升的汽油(柴油),即使配效率極低的內燃機,依然可以實現理想的續航表現,且已經充分發展的燃油配送體系讓內燃機車型完全沒有續航焦慮。
雖然PHEV、EREV等已經不具備續航焦慮,但是純電動汽車的續航焦慮依舊明顯。
其起因一方面在於電動機的豬隊友——動力電池:價格高,能量密度低(當前量產車型能量密度200-300Wh/kg),體積大。然而,經過近幾年的發展,動力電池的技術進步、成本下降大家有目共睹,續航五六百公里的車型到處都是,甚至一些新發布的車型續航都達到了1000km。其實,燃油車稍微加大油箱,用很低的成本,就可以實現超過1000km的續航,但是為什麼多數燃油車其加滿油的續航都在500-800km?因為這個續航已經足夠足夠了。
所以,現在動力電池已經不能說是最大的痛點了,而最大的痛點本質上是充電基礎設施。
要知道,燃油車已經普及了幾十年,加油站已經遍地分佈,燃油的生產、運輸、銷售已經成了成熟的體系,這為燃油車提供了強大的基礎支撐,解決了燃油車的“續航焦慮”問題。而電動汽車興起不過幾年時間,國家大肆建設充電設施也僅僅是近五年的事,這是電動車“續航焦慮”的根本原因。試想,燃油配發的體系相對於充電體系的建設,難度不可謂小,但是我們所處的歷史時期就是在燃油配發體系已經成熟,而充電基礎設施建設剛剛起步的階段,兩者對比,在基礎支撐上,自然是燃油車具備優勢。
從使用者充電的角度講,目前的充電裝置可以分為兩個型別,一種是公共充電樁,一種是私人充電樁。
對於公共充電樁,作為基建狂魔的我國,近年來的進步的確有目共睹,充電樁迅速普及,但是我們也要看到,這種普及更多的集中在吸引眼球的一二線城市,特別是北上廣深這種超級一線城市,而廣大三線城市及以下,特別是廣大的農村地區,公共充電樁還是非常非常匱乏的,其配套能力和北上廣深這種一線城市甚至都不是一個時代。
對於私人充電樁,在我國城市以公寓為主體的住房條件下,註定了私人充電樁的普及是一場囚籠裡的舞蹈,很難短期內有大的突破,雖然現在的新建小區已經開始充分考慮充電裝置,但是廣大已建成小區特別是一些老舊小區,有些連停車都是問題,更不用說充電條件了,所以,私人充電樁的普及難度可以說是明顯高於公共充電樁。
所以,充電條件目前是制約純電動汽車發展最為“卡脖子”的因素,但是從政府層面來看,是鐵了心要攻克的。然而,這個攻克的過程不可能一蹴而就,很可能要5-10年的時間,同時這個過程肯定伴隨著燃油車加油站的不斷萎縮,雖然這一點是燃油車使用者不想看到的,但這是時代發展的必然。
當然,作為能量儲存介質,電池的特性與燃油不同,在高速工況下續航縮水,在低溫條件下效能下降,但是這些已經不是主要問題了,只要續航足夠長,這些都是小問題。就像燃油車在市區擁堵條件下續航也可能會降一半一樣,大家都習慣了。
當然,電動汽車的電池質保問題、駕駛員習慣、社會觀念等一定程度上也都是痛點,但是這些痛點在充電條件逐步改善的過程中,在新能源汽車的普及過程中都會逐漸緩解直至消除。
發展前景汽車電氣化以後,其控制更加方便,效能更為理想,結構更為簡單,可靠性更高,排放和環保更容易控制,接入電網就可以補充能量,除此之外,電動汽車同時還可以融入電網作為電能的儲存裝置,例如可以作為光伏、風電等發電方式的儲能裝置,相容未來的分散式發電等能源結構,這讓電動汽車的發展前景更為廣闊和理想。
可以預見,隨著充電基礎設施的不斷完善、動力電池技術的進一步發展,電動汽車的使用體驗會進一步上升,續航焦慮會逐漸緩解甚至消除,其優勢相對於燃油車會更加明顯。
當下,說純燃油車是強弩之末絕不為過。全球很多國家已經陸續出臺了淘汰純燃油車的政策和路線圖,根據最近釋出的 《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》,我國也將在2035年左右不再生產純燃油車。
當然,這裡要注意一點,那就是純燃油車將要退出歷史舞臺,但是並不意味著內燃機會全部退出歷史舞臺。從中國汽車工程學會(China SAE)最近釋出的 《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》來看,其提出的產業總體路線圖說的很明白:到2025年,混合動力乘用車佔傳統車銷量的50%,到2030年佔75%,而到2035年佔100%,也就是說屆時純燃油車全面進化為混合動力汽車,另外50%就是新能源汽車,新能源的發展方向是毋庸置疑的。