文 唐華寅

近幾年市場上的電動車逐漸增多，電驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)不斷進步，很多車企開始了下一代電動車的開發(fā)工作。本文將對目前純電車型的數(shù)據(jù)進行分析，展望電動車未來的發(fā)展趨勢。

一、 目前主要車型續(xù)航里程與充電性能數(shù)據(jù)分析

我 們 在EV Database 和Fastned 平臺上收集了13 個品牌28 款電動車型的相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)雖然無法涵蓋目前市場上所有電動車產(chǎn)品，但是仍然在一定程度上反映了純電車型市場的整體趨勢。

電動車的最主要指標是續(xù)航里程和充電速率。圖1 將目前主要電動車型的這兩個指標進行了對比，其中快速充電時間是指采用DC 快速充電（如果有此配置）將可用電量從10%充滿到80%的用時（續(xù)航里程數(shù)據(jù)來自EV Database，快充測試數(shù)據(jù)來自Fastned，會受測試環(huán)境與流程影響）。

從圖中，我們得出一些很有意思的結(jié)論：

1. 400 公里是個分水嶺， 續(xù)航400 公里以內(nèi)的車基本沒有快速充電需求

在黃線標出的左下角區(qū)域只有兩個車型，這說明車企普遍認為：400 公里基本是嚴重里程焦慮的分水嶺；300 多公里的續(xù)航里程基本能夠滿足大多數(shù)人一周的上下班需求； 在高速公路上，駕駛續(xù)航里程為300 公里左右的電動車，駕駛者必須每開200 多公里就休息一次給車充電。

可以說，這個里程數(shù)是現(xiàn)在電動車的續(xù)航底線。目前，多數(shù)高端品牌入門車型（比如EQC, iX3, C40Taycan 4S, Model 3 SR 等）的續(xù)航標準是400～450 公里，中端品牌高配車型（比如Leaf+, ID3 Pro）的續(xù)航目標也是400～450 公里。續(xù)航里程低于400 公里的車型，一般不能快速充電。當然，這里有一款車型比較特別，就是奧迪etron 50，其續(xù)航里程不到400 公里，但是充電速度不錯，可以在半小時內(nèi)充滿80%的電量，原因之一就是奧迪etron 50配備了與etron 55 同版本的小號電池組，性能相近，價格更優(yōu)惠，我們可以看看這款車的市場表現(xiàn)和接受度如何。

圖1 目前主要電動車里程數(shù)與快充時間

2.續(xù)航400 公里以內(nèi)的車型基本是代步車

這類車集中在圖中左上角區(qū)域。其中，Zoe 和i3 是上一代車型，參考意義不大，Honda E 基本是純代步車，新一代Leaf和ID3 的入門版屬于下探車型，基本也是代步車。

3.續(xù)航400 公里以上的車型逐步配備快速充電

這類車主要分布在圖中右下角區(qū)域。對于多數(shù)車型來說，快充40 分鐘左右從10%充到80%基本是底線，越來越多的車型快充時間可以達到20 分鐘甚至更快。有意思的是，很多品牌的車型都瞄準一個類似的指標：400 公里續(xù)航里程＋35 分鐘充電10%到80%。 EQC, EQA, Leaf+,ID3 Pro, C40, iX3, MachE SR 等車型都集中在這個區(qū)域，這些車型基本是傳統(tǒng)車企在電動領(lǐng)域發(fā)力推出的主力車型。這里也形成了一個拐點，在達到這個指標之后，車企可以選擇往更長里程或者更快充電速率發(fā)展。

我們可以根據(jù)這些結(jié)論將圖1 劃分成三個區(qū)域（圖2），在這張圖上，主流車的數(shù)據(jù)點有些分散，尤其是在右下角這個區(qū)域。

圖2 目前主要電動車里程數(shù)與快充時間分布

我們?nèi)绻麖母淤N近客戶使用體驗的角度來分析，將“10%到80%快充–––時間”改為“充電30 分鐘所獲得的里程數(shù)”，會得到一張車型分布很有意思的圖（圖3、圖4）。

圖3 目前主要電動車里程數(shù)與30 分鐘充電里程

圖4 目前主要電動車里程數(shù)與30 分鐘充電里程分布

從這兩張圖可以看出，在達到400 公里的目標續(xù)航里程后，各車企在指標定義方面有不同的側(cè)重方向，有的車型追求更高的續(xù)航里程，有的車型追求更高的充電速率。提高充電速率主要是通過改善充電效率和充電功率來實現(xiàn)，其中牽涉到電芯容量、充電C 率及從電芯到充電設(shè)施的電壓和電流。

在這次數(shù)據(jù)分析中，我們關(guān)注到電動車市場以下幾個現(xiàn)狀：

1.提高充電速率是首要發(fā)展方向

很多車型在達到了基礎(chǔ)的400+公里續(xù)航里程之后，選擇將提高充電速率作為首要發(fā)展方向。最典型的就是IONIQ5 和Taycan，其充電15 分鐘可行駛200 公里以上。這已經(jīng)足夠滿足一般遠途出行需求了，駕駛員每行駛200 公里下車休息（喝咖啡，上廁所等）15 分鐘是正常的循環(huán)。由于性能趨向，Taycan 配備了高性能電芯和電壓平臺，快充表現(xiàn)出色。更值得關(guān)注的是貼近實際客戶使用需求的IONIQ5，其快充配備更有推廣價值。

等充電設(shè)施逐漸普及、里程焦慮逐漸消失時，能夠和加油一樣快的充電體驗將會推動整個電動車市場發(fā)展。

2. 超長續(xù)航里程是可選擇的發(fā)展方向

600 公里以上超長里程車型路線對于高端或者旗艦車型以及針對跑遠途客戶的車型也是選擇之一。

3.中低價電動車型仍然有市場

左下角那條向分水嶺行進的發(fā)展線在一段時間內(nèi)應(yīng)該還會云集中低價車型或者入門配置款。

4.Tesla Model 3 LR 優(yōu)勢明顯

Tesla Model 3 LR 在充電速度和續(xù)航里程兩方面都有明顯優(yōu)勢，可見其確實在電芯、電池包系統(tǒng)、整車系統(tǒng)等方面技術(shù)領(lǐng)先、實力雄厚。

二、續(xù)航里程與充電性能展望

（一）電芯和整車技術(shù)的發(fā)展需求

距離2025 年還有4 年，4 年基本是傳統(tǒng)車型一代車型的開發(fā)周期。以前，換代車型的變動可能并不巨大，但是現(xiàn)在，電動車領(lǐng)域各車企面臨的會是從第一代到第二代或者是第二代到第三代的大變動，其中還會有很多意想不到的革新。

從2025～2030 年整個市場的需求端來看，高階自動駕駛的應(yīng)用有望得到極大的普及。順著這個思路，那么“電動化”的發(fā)展一定會比“ADS”的發(fā)展更早更穩(wěn)。到2025 年，車企都應(yīng)該在電動化技術(shù)、市場、財務(wù)等方面打下比較扎實的基礎(chǔ)，才能適應(yīng)汽車電動化新時代。

談到續(xù)航里程和充電速度，首要部分肯定是電芯的發(fā)展，而其中，電芯能量密度的發(fā)展是核心之一。

從技術(shù)供給方面看，目前主流電芯能量密度在250～300 瓦時／千克左右。我們期待到2025 年，在固有技術(shù)方向的前提下，將電芯能量密度提升10%（每年提升2%）達到300 瓦時／千克左右。同時，半固態(tài)電池的應(yīng)用會逐步出現(xiàn)，純固態(tài)電池的幾個技術(shù)路線的發(fā)展方向會更加清晰。

除了提升電芯的性能，還可以對電池包集成、電驅(qū)動系統(tǒng)、熱管理、整車等進行優(yōu)化，改善總體性能，如果能取得10%的優(yōu)化，那么加在一起就是20%左右的提升。

從客戶需求角度看，目前基礎(chǔ)豪華車的WLTP 續(xù)航里程為400 公里，實際駕駛里程僅為300 多公里，上高速或者碰到糟糕天氣時實際里程不到300公里，并不太理想。如果車企能夠把WLTP 里程提升到500+公里，對應(yīng)的實際駕駛里程達到400+公里，惡劣天氣下仍然有近400 公里的續(xù)航里程，就基本可以滿足正常需求了（這一里程數(shù)也很接近傳統(tǒng)燃油車型的600～800 公里）。當然，電動車并不需要與傳統(tǒng)燃油車達到統(tǒng)一的續(xù)航里程，探索并滿足客戶的實際需求才是未來的發(fā)展方向。

我一直在思考的一個問題是，續(xù)航里程到底需不需要達到1000 公里。

有幾家公司宣布將發(fā)布續(xù)航1000 公里（NEDC 工況）的純電車型，WLTC 里程在900 公里左右，實際駕駛里程大概在800～850 公里，這一數(shù)據(jù)略高于常規(guī)燃油車的。當然，這類車型更多是作為品牌展示技術(shù)和形象的旗艦車型而存在，將續(xù)航里程提升到1000 公里肯定需要半固態(tài)／純固態(tài)的電池，甚至更新的技術(shù)。在充電不方便時，這一超長的續(xù)航可以保證充足的行駛里程。不過，筆者認為隨著充電網(wǎng)絡(luò)的普及，追求超高續(xù)航里程的實際意義并不大，就和電車加速性能一樣，動不動就低于4 秒的零百加速并不是常規(guī)客戶的購車需求，這樣的“需求”也不安全。

淺閱讀是走向深閱讀過程中的起步階段。在這個階段，閱讀主體可以大致擬出閱讀的提綱或思維導(dǎo)圖，至少在腦中會形成對閱讀內(nèi)容的總體印象，判斷出下一步需要詳讀的部分和略讀的部分。

把技術(shù)供給和市場需求兩方面放在一起看，可以發(fā)現(xiàn)20%的整體續(xù)航里程提升和從400+公里提升到500+公里基本上是對應(yīng)的。從這個角度來看，樂觀分析，到了2025 年，電動車的性能基本可以滿足大規(guī)模的市場需求。

如果500+公里的續(xù)航里程配合接下來幾年充電設(shè)施的普及，經(jīng)過市場檢驗，仍然無法滿足客戶需求的話，那么里程數(shù)目標可能會有所上調(diào)。

我們注意到大眾現(xiàn)在又開始推動電驅(qū)橋模塊化，這一思路和以前的套娃模塊化類似。也許在2025 第二階段戰(zhàn)役完成后，在下一個階段的市場競爭中，電動車技術(shù)成熟，客戶需求穩(wěn)定，單個車型將向品牌家族車型過渡，模塊化可以優(yōu)化成本，增強品牌的競爭力。目前，車企還都處于針對幾個指定產(chǎn)品和市場細分打造拳頭產(chǎn)品的階段，模塊化并不能產(chǎn)生優(yōu)勢。

另外，熱管理方面.奧迪在最新純電車型上提供的可選熱泵的思路也是很好的技術(shù)趨勢方向，畢竟這個需求更多是和特定市場或者用戶群體相對應(yīng)的。

（二）展望2025 電動車續(xù)航里程與充電性能指標

這里我們用一些具體的數(shù)字來做分析和展望，為了使分析更加概括和容易理解，我們選用第一部分提到的幾類細分車型，用一些取整但是又比較接近實際的數(shù)字來做計算，這些“粗略”的計算可能有一些誤差，但是不影響分析預(yù)測趨勢，這也是從初始概念到具體屬性目標開發(fā)一個車型的流程之一。

表1 綜合了2021 年市場上電動車型的數(shù)據(jù)。其中，黃色部分的數(shù)據(jù)是輸入，藍色部分是計算或者預(yù)計得來的，紅色的數(shù)字是比較關(guān)鍵的指標。WLTC里程，充電時間，單位時間充電里程是根據(jù)大方向取整數(shù)的。能耗根據(jù)目前主流車型數(shù)據(jù)進行平均和歸納，小車暫且算18 千瓦時/百公里，大車暫且算20千瓦時/百公里，電池電芯損耗率假設(shè)取整5%。平均充電功率根據(jù)電池容量、充電里程和總里程計算，據(jù)此得出平均充電率。平均充電率適當加了個損耗量，并且由此算出最大充電率。

表1 2021 年電動車數(shù)據(jù)

從這些粗略的數(shù)據(jù)可以看出目前各類車型的電池容量：

基礎(chǔ)豪華車大概在8 0～9 0 千瓦時；快充的車型在90 千瓦時左右；

長里程車型達到甚至超過了100 千瓦時。

四個細分車型的平均充電功率在50～150 千瓦之間，很符合當前充電設(shè)施的普遍能力，對應(yīng)的充電率也在實際范圍。

根據(jù)2021 年的數(shù)據(jù)，我們把前面提到的2025 年的目標里程和充電速度加入進行對比（表2），這里有一個假設(shè)，就是整車能耗改善5%，下降1 千瓦時/百公里。如果我們把部分數(shù)據(jù)用圖來表示，可以得到圖5。從表2 和圖5，我們可以明顯看出2025 年各類車型的發(fā)展方向：

表2 2021 年和2025 年電動車數(shù)據(jù)對比

圖5 2025 年電動車市場展望

1.入門車型（Leaf，ID3 等車型為例）

里程和充電速率的逐步提升會讓很多＂代步車＂更加容易被大眾市場接受，尤其是在住宅停車場充電樁逐步到位之后。大功率快充對普通用戶意義變小，里程數(shù)滿足一周的上下班需求即可。

所以電池容量在50～60 千瓦時左右，配合50～80 千瓦快充儲備能力，這個快充功率對應(yīng)的電流不需要額外的充電槍冷卻，會是比較好的選擇。

2. 基礎(chǔ)豪華車型（EQC，iX3，C40 等車型為例）

WLTC 500 公里可能會成為新的門檻，粗略估算主流電池容量在90～100 千瓦時。續(xù)航里程和充電速率均比目前增加，這主要是由前面第一部分提到的電芯與整車在技術(shù)供給上的提升加上更實際的客戶需求所驅(qū)動的。

從充電率來看，沒有增加甚至有所降低，說明充電速率還有提升余地。這里的計算由于取整會有一些誤差，可以想到的就是150 千瓦快速DC 充電將在這一細分普及，150 千瓦充電樁相對超大功率的更容易冷卻一些。

3. 長里程車型（Model S LR 等車型為例）

這類車型和目前的車型不會有太大的不同，主要是增加續(xù)航里程。超出600 公里的續(xù)航里程更多是展示品牌形象和技術(shù)，多定位于旗艦車型。仍會有車企推出續(xù)航1000公里的車型，其實際意義僅是在充電網(wǎng)絡(luò)鋪開之前的這個短期內(nèi)保證充足的續(xù)航里程。

4. 快充車型（Taycan, Ioniq5 等車型為例）

這類車型應(yīng)該是重點。略有增加的電池容量和續(xù)航里程，配合上200+ 千瓦的快充，應(yīng)該可以滿足絕大多數(shù)客戶需求了。可以發(fā)現(xiàn)充電率沒有極大的變化，仍然在目前能量型電池能達到的極限之內(nèi)。但是要在系統(tǒng)層面達到并維持這一充電功率還是比較難的，這也說明超快充電技術(shù)的進一步發(fā)展需要電芯技術(shù)的支持。另一方面，15 分鐘完成10%到80% 的充電速度，也是目前基礎(chǔ)豪華車充電速度的兩倍。

三、寫在最后

要想實現(xiàn)上面這些對2025 年展望的技術(shù)指標，最核心的兩點是提升電池性能（包括能量密度與成本）和降低整車能耗。低端車型的消費者對價格敏感，這就需要嚴格控制電芯成本。高端車型由于電池容量大，對電池的能量密度和成本依賴度高，整車能耗對續(xù)航里程和單位時間充電獲得的里程影響嚴重。

目前，鋰離子電芯能量密度的年增長速度已經(jīng)略有見緩，雖然可以達到2025 年的需求，但是之后持續(xù)拓展就需要新的技術(shù)了。所以2025～2030 年業(yè)內(nèi)應(yīng)該會出現(xiàn)更多包括固態(tài)電池在內(nèi)的新技術(shù)路線，來延續(xù)這一發(fā)展方向，當然也需要考慮安全方面的需求。

在優(yōu)化整車能耗方面，除了提升電驅(qū)橋效率以及進行整車層面的優(yōu)化以外，車企不可忽視電芯內(nèi)阻的優(yōu)化。電芯內(nèi)阻對大功率充電和車輛正常行駛的放電效率都有影響，尤其是在大功率充電逐漸普及之后，由于電芯內(nèi)阻產(chǎn)生的損失將急劇增加。（作者系“幾何四驅(qū)”專欄作者。國內(nèi)智能汽車增量部件供應(yīng)商解決方案架構(gòu)師、曾在ADAS、中央網(wǎng)關(guān)、車載計算平臺等多個業(yè)內(nèi)前沿的研發(fā)項目中負責軟件架構(gòu)設(shè)計。）