開源與節流 電動汽車能耗揭秘

  續航里程一直是制約電動汽車推廣的一個重要因素。目前,普遍較短的續航里程讓不少消費者對電動汽車望而卻步。要提升續航里程,其途徑不外乎兩種,開源與節流。

電動汽車的開源與節流

  在戰國時期,我國的思想家荀子就在《富國篇》中寫道,「故明主必謹養其和,節其流,開其源,而時斟酌焉」,就是說要增加收入,節省開支。反映在電動汽車上,開其源,就是提升電池的容量;節其流,就是降低百公里耗電量。

  提升電池容量是一種很直接的辦法。由於目前電池技術發展緩慢,能量密度一直沒有取得突破,所以目前廠商的做法就是增加電池組的數量。這樣一來,電池容量是上去了,但同時也帶來了電池體積、重量大幅增加的弊端,影響了車內空間和行駛性能,並且充電時間也會隨之延長,充電難的缺點越發明顯了。可以說,在電池技術沒有突破的情況下,依靠增加電池組數量來提升電池容量,是一種很低效的做法。

  降低百公里耗電量是一種比較有技術含量的辦法。電動汽車百公里耗電量涉及到方方面面,包括電控電機的效率、整車的重量、工作環境等等,需要在設計階段就對電動汽車的各個部分進行低耗電量的優化,所以比較考驗車企的技術實力,對零部件供應商也有著更高的要求。在現階段,降低百公里耗電量是一種更為科學、更為可行的方法,也是一種節能環保的方法,更加符合電動汽車的特性,突出了電動汽車的優勢。

  要達到最佳的效果,需要把開源和節流結合起來。但是,受電池技術的限制,提高電池容量會增加車重,進而增加百公里耗電量。現階段,電動汽車的開源與節流是矛盾的。

折中之選 開源與節流的取捨

  EPA能耗數據解讀

  在未來,開源與節流相結合,具有高能量密度電池和低能耗的電動汽車是大勢所趨。而在當下,車企需要在兩者之間做出取捨,以達到一個平衡點。

  考慮到此前工信部油耗造假的傳聞,我們認為工信部能耗的可信度值得商榷。所以我們找來了美國能源局(EPA)的能耗數據,從中篩選出了4款同時在中國上市的車型,來看看一下它們是如何對電池容量和百公里耗電量進行取捨的。

  這4款車型分別是:寶馬i3純電動版、特斯拉Model S P85、日產聆風(與啟辰晨風基本一致),以及比亞迪e6。

  話不多說,請直接看數據。

  我們可以看到,寶馬i3的百公里耗電量最低,日產聆風緊隨其後,大受追捧的特斯拉Model S P85表現一般,能耗比寶馬i3高了40%。而國內最成熟的電動汽車比亞迪e6則排在最後,並且輸得體無完膚,能耗比第一名的寶馬i3多出了1倍。

  但是這是否就說明寶馬i3技術實力獨步天下,領跑全球呢?

  讓我們將目光轉移到重量這一欄上,可以看到,寶馬i3的車重非常之輕,僅有1195kg,相當於比亞迪e6的一半,其成本高昂的碳纖維車身功不可沒。與i3電池容量接近的日產聆風采用的是普通鋼結構車身,車重比i3多出了300公斤之多。特斯拉Model S P85雖然採用了全鋁車身,但是由於電池重量過大,車重依然超過了2噸。

  車重與耗電量有著直接的關係,那麼我們提出車重因素的影響,以單位重量百公里耗電量來看看究竟學挖掘機,啊不對,是節流技術哪家強。

  剔除車重的影響之後,寶馬i3立刻從神壇跌落,排到了第三位,僅僅比比亞迪e6強了一丁點。而特斯拉Model S一下子展現出了強勁的實力,佔據了榜首,日產聆風則繼續著不溫不火的表現。

  下面,我們就根據這兩張表,對4款車型逐一分析。

四款主流車型逐一分析

  ●寶馬i3

  如果只看第一張表,大家恐怕會認為寶馬不但傳統汽車做得好,電動汽車業毫不含糊。但是看到第二張表之後,就可以明白,寶馬i3在百公里耗電量上的優勢全部都來自於它碳纖維材質的超輕車身,而在電機電控和電池管理方面,寶馬其實並無優勢可言。

  寶馬雖然在傳統汽車上有著強勢的表現,但它也不是萬能的。在電驅動技術上,可以說寶馬距離先進水平還有差距。所以,寶馬聰明的選擇了將自己成熟的碳纖維車身技術運用到電動汽車上,以強化自己的優勢,彌補自己的弱點。最終達到了目前一流的能耗水平。

  不過,寶馬這麼做也有一大弊端。碳纖維是很貴的,寶馬所用的碳纖維增強複合材料也不便宜。寶馬i3在美國的起售價是4.135萬美元,這個價格比4系雙門轎跑車還要貴一些(國內這個價位的寶馬多為國產,而i3是進口車,不好比較)。在維護保養上,儘管寶馬聲稱碳纖維車身反而能夠降低維修成本,但在實例出現之前,我還是傾向於認為i3的維修成本會高過採用鋼製或鋁製車身的車型。

  ●特斯拉Model S

  根據EPA的能耗數據,特斯拉Model S的百公里耗電量不算低,此前也有媒體就此攻擊特斯拉,說它其實並不環保。但是EPA給的只是單純的百公里耗電量,沒有表現出電池電量對車重的影響。特斯拉Model S作為目前續航最長的電動汽車,其電池重量是不可忽視的。在剔除重量因素的影響,以單位重量百公里耗電量來考量之後,特斯拉立刻就上演逆轉佔據了第一,展現了它在電驅動和電池管理領域的強大實力。

  有了優秀的單位重量能耗作為基礎,特斯拉可以裝更多的電池,同時將能耗控制在一個可以接受的水平,最終在開源和節流上找到了一個平衡點。這也再次說明,特斯拉Model S是目前最好的電動汽車。

  ●日產聆風

  日產聆風就跟它那些大賣的日本親戚一樣,表現不溫不火,走的是中庸路線。在單位重量百公里耗電量這一項上,日產聆風雖然要弱於特斯拉,但是也處於一流水平。在車重上,由於電池容量一般,又沒有用上什麼高科技,所以處在了中間位置。綜合下來,日產聆風續航處於業界平均水平,能耗表現中等偏上,價格相對競爭對手有優勢,於是它成了最暢銷的電動汽車。

  ●比亞迪e6

  比亞迪e6是國內最成熟的電動汽車,受到了很多人的推崇,但無情的數據告訴我們,e6的技術水平距離國際一流還有很大的差距,特斯拉不是分分鐘就能造出來的。

  比亞迪e6裝載了大容量的電池,但是比亞迪的電機電控和電池管理技術卻並沒有達到相應的水平,單位重量能耗偏高,開了源但是沒有節流。所以在車重上去之後,e6百公里耗電量直線飆升,最後大幅超出了業界平均水平。同時,電池還擠佔了很多車內空間,對行駛性能也造成了很多不好的影響。

  啟示

  在電池技術取得突破之前,開源是要以節流為基礎的,否則開源的收益會很低,並且會由此引發一系列的問題。國內的車企在關注電池的同時,更應該在電機電控和電池管理上多下功夫。另外,在車身的布置和結構上,還有很多創新和輕量化的空間。向寶馬學習車身,向特斯拉學習電驅動,應該是努力的方向。從全局綜合優化,追求每一處可以減重和降低耗電量的細節,才可以造出優秀的電動汽車。


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