續(xù)航里程
說起新能源電動(dòng)汽車，大家都知道優(yōu)勢(shì)很多，提速快，安靜，環(huán)保等等等等，但是缺陷也一樣明顯，最讓人吐槽的無(wú)非就是兩點(diǎn)：
一是續(xù)航里程
二是充電時(shí)間
如果能在這兩個(gè)方面追趕上現(xiàn)在燃油車的水平，那基本上就可以說新能源電動(dòng)車完全取代燃油車的時(shí)代來(lái)臨了。
雖然有些國(guó)家已經(jīng)制定了停售燃油車的時(shí)間表，但是消費(fèi)者更關(guān)心的還是，電動(dòng)車什么時(shí)候可以在這兩大難題上獲得突破？
如果要從純技術(shù)的層面來(lái)回答這個(gè)問題那估計(jì)得講個(gè)幾天也未必能有幾個(gè)人聽得懂。
但是電動(dòng)車?yán)m(xù)航的計(jì)算其實(shí)很簡(jiǎn)單，忽略無(wú)關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)并不妨礙我們通過一些大家都能懂的簡(jiǎn)單計(jì)算來(lái)預(yù)估一下未來(lái)的前景。
續(xù)航里程
先說一下續(xù)航里程，燃油車就是加滿一箱油，油箱從滿跑到空能跑多少公里。一般油耗不是特別高的車型，續(xù)航500公里是起步標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)車能跑六七百，續(xù)航過千的車型也不少。燃油車?yán)m(xù)航不夠，最簡(jiǎn)單的解決方法就是帶油桶，加副油箱（某些越野SUV）。
電動(dòng)車的計(jì)算方法也是一樣的，知道了電池容量多少，百公里耗電多少就能計(jì)算出續(xù)航里程。電動(dòng)車要增加續(xù)航能力，就得增加電池容量，多帶電池。
但是和燃油車不一樣的是，
電動(dòng)車的
電池太沉了！
一般情況下燃油車多跑200公里20升油足夠了，也就20公斤。
電池會(huì)有多重呢？
以目前續(xù)航能力最牛，電池技術(shù)也最牛的特斯拉為例，Model S 85KWh的電池組近900公斤，差不多就是10公斤重量提供一度電的能量。
這樣的重量等級(jí)會(huì)形成一個(gè)怪圈，
增加續(xù)航就需要多帶電池，
多帶電池意味著增加車重，
增加車重意味著電耗增加，
電耗增加意味著續(xù)航降低。
舉例為證，目前電動(dòng)車百公里耗電一般在15度上下，以特斯拉的電池技術(shù)如果要增加100公里續(xù)航，那就要多帶150公斤電池，車重增加150公斤，電耗肯定就不是15度了，最終實(shí)際可能也就只能增加60公里續(xù)航。
怪圈效應(yīng)之下，僅僅靠增加電池容量來(lái)延長(zhǎng)電動(dòng)車?yán)m(xù)航是有極限的，如果再考慮電池成本問題，安全問題，電動(dòng)車車重帶來(lái)的效率問題，目前的技術(shù)條件下電動(dòng)車的續(xù)航里程增加潛力非常有限。
解開這個(gè)死結(jié)的唯一辦法就是電池技術(shù)的進(jìn)步，降低同等電量下電池的重量，或者說提高每公斤電池可以容納的電能，這個(gè)就是電動(dòng)車動(dòng)力電池能量密度的概念。
特斯拉Model3用的21700電池單體能量密度接近300瓦時(shí)每公斤，一度電大概是3.3公斤。
必須說明
這只是電池，不包括電池控制系統(tǒng)，電池包框架等。特斯拉 model 3的電池包重量（LB/KWH）比model S 85D的電池比值低15%，甚至比Model X/S P100D也低了6%。也就是說model 3的電池1度電不到10公斤了，但是9公斤左右還是有的，這個(gè)水平依然不能擺脫上面的怪圈。
國(guó)內(nèi)的電動(dòng)車什么情況呢？
2018年國(guó)內(nèi)電動(dòng)車新車型的主流電池能量密度還不到150瓦時(shí)每公斤，也就是說目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)車要達(dá)到特斯拉的電池容量，電池的份量就比人家重一倍，續(xù)航能力就可想而知了。
如果把能量密度的概念用在汽油上，以一公斤汽油所能產(chǎn)生的熱值計(jì)算，大概相當(dāng)于12.8度電，也就是說汽油的能量密度是12800瓦時(shí)每公斤，是特斯拉電池的42倍。
從這個(gè)角度看，動(dòng)力電池作為一種可移動(dòng)能源載體，和汽油相比只能說是弱爆了。
當(dāng)然，動(dòng)力電池的能量密度不需要提高到汽油這么高，只要能到1公斤1度電的水平，電動(dòng)車的續(xù)航能力就可以大大改觀超越燃油車了。
能量密度的提升并不像半導(dǎo)體一樣有個(gè)摩爾定律，而是隨著能量密度的提高，電池的發(fā)熱和安全風(fēng)險(xiǎn)都會(huì)急劇升高。目前情況下如果沒有重大技術(shù)突破，或者儲(chǔ)能模式的改變，就現(xiàn)有電池技術(shù)的進(jìn)步速度而言，電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程趕超燃油車還只能處于夢(mèng)想階段。
充電時(shí)間
續(xù)航不行，如果充電時(shí)間能夠象加油那么方便，電動(dòng)車的弱點(diǎn)也不象現(xiàn)在這樣被如此放大。前面已經(jīng)分析了，現(xiàn)有電池技術(shù)情況下電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程突破難度比較大，充電時(shí)間面臨的挑戰(zhàn)看起來(lái)會(huì)小一點(diǎn)。
普通充電就不說了，家用充電樁220V30A的話，給特斯拉85KWH的電池充滿電理論上需要13個(gè)小時(shí)，如果考慮充電效率問題，還會(huì)延長(zhǎng)一到兩個(gè)小時(shí)。
如果是特斯拉超級(jí)充電樁，30分鐘可以充一半，80分鐘充滿，這基本是目前的最快速度。
據(jù)傳保時(shí)捷已經(jīng)開始在德國(guó)部署800V高壓超級(jí)直流快速充電樁，15分鐘可以把電池充到80%。
技術(shù)上來(lái)講，減少充電時(shí)間要么高電壓，要么大電流，不管哪一個(gè)對(duì)于充電安全性和電池的安全性都是不小的考驗(yàn)。
做一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算，220V電壓1個(gè)小時(shí)把特斯拉85KWH充滿需要的電流是386A，大概是一般家用空調(diào)最大電流16A的24倍。
220V 10分鐘充滿，需要的電流超過2000A
800V 10分鐘充滿，需要的電流也要500A左右
而且目前的電池充電技術(shù)也不可能做到這種短時(shí)間快速充滿，快充只能做到從低電量充到一定程度比如80%。
所以，不管什么充電樁，象燃油車那么快完成燃料加注恢復(fù)全程續(xù)航能力是不太現(xiàn)實(shí)的，比較現(xiàn)實(shí)的是15~30分鐘恢復(fù)50%的續(xù)航能力。更多的情況下，電網(wǎng)或者電動(dòng)車的最佳場(chǎng)景仍然是在夜間停駛的時(shí)候慢慢充電，對(duì)于以城市出行為主的車輛，這個(gè)場(chǎng)景確實(shí)已經(jīng)沒有問題。
前面僅僅通過簡(jiǎn)單的計(jì)算我們就已經(jīng)看到，無(wú)論續(xù)航還是充電時(shí)間，在近期的未來(lái)，電動(dòng)車都很難超越現(xiàn)在的傳統(tǒng)燃油車。電動(dòng)車的最佳應(yīng)用場(chǎng)景在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)依然只能限定在城市內(nèi)的中短途出行。
如果再加上安全和成本的考慮，完全取代現(xiàn)有的燃油車，電動(dòng)車的路還長(zhǎng)，還需要等待在電池或儲(chǔ)能技術(shù)上取得重大突破。
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