電動汽車?yán)m(xù)駛里程波動原因分析及建議

01 續(xù)駛里程與預(yù)期里程的差異是焦慮的主因

1.傳統(tǒng)燃油車也存在續(xù)駛里程波動現(xiàn)象，但電動汽車車主里程焦慮更加明顯

電動汽車與燃油汽車面臨同樣的里程波動現(xiàn)象，但由于燃油車的續(xù)駛里程相對較長，一般能夠超過大部分消費(fèi)者心理預(yù)期，目前對燃油車?yán)锍痰慕箲]不明顯，社會爭議較小。但由于電動汽車?yán)m(xù)駛里程與消費(fèi)者預(yù)期尚存差距，且里程波動較大，在部分應(yīng)用場景中達(dá)不到使用要求，從而導(dǎo)致消費(fèi)者對電動汽車?yán)锍谈鼮槊舾小?/p>

資料來源：盧蘭光百人會演講PPT，百人會研究咨詢部整理

燃油車與電動汽車?yán)m(xù)駛里程波動對比

2.電動汽車實(shí)際續(xù)駛里程與測試及公布里程的差異性加劇了消費(fèi)者的心理落差

一是部分廠商將理想狀態(tài)下的等速續(xù)駛里程數(shù)據(jù)作為主要宣傳，與實(shí)際里程存在較大差距，目前業(yè)內(nèi)已經(jīng)明令禁止這種行為。

二是我國能耗和排放法規(guī)引用歐洲NEDC測試體系，與我國純電動汽車的實(shí)際行駛工況不相符，不能真實(shí)的反映出實(shí)際續(xù)駛里程。具體有以下幾點(diǎn)原因：一是市區(qū)市郊里程分配不合理，在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中城市工況占比70%，市郊占比30%，這與我國實(shí)際情況有很大差別，同時(shí)怠速比例也相差很多。二是工況測試是在常溫不開空調(diào)的情況下進(jìn)行的，而現(xiàn)實(shí)中車輛開啟空調(diào)的時(shí)間很多，而且電池性能、制動回收效果也會隨溫度降低而下降。三是工況中減速階段的較為緩慢，非常有利于電動汽車進(jìn)行制動回收，實(shí)際使用中，汽車的減速往往更快速，制動回收不完全。

由于上述原因，與電動汽車出廠標(biāo)稱里程相比，不同車型隨著季節(jié)變化、路況變化、車輛使用壽命變化里程均出現(xiàn)了不同程度的衰減，成為電動汽車產(chǎn)品的普遍現(xiàn)象。

資料來源：Plug-inAmerica，搜狐汽車，百人會研究咨詢部整理

乘用車隨時(shí)間和冬季(下圖)續(xù)駛里程衰減情況

資料來源：蔚來汽車，中汽中心，百人會研究咨詢部整理

典型工況(上)與中國工況(下)差異性

資料來源：王芳百人會演講PPT，百人會研究咨詢部整理

制動回收和溫度對電動汽車電耗的影響

02冬季空調(diào)和行駛工況影響實(shí)際里程

1.電動汽車實(shí)際續(xù)駛里程受能量因素和能耗因素多重影響

電動汽車的續(xù)駛里程受多重因素影響，包括能量因素和能耗因素：一是車載剩余能量，電動汽車的車載剩余能量主要與電池當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)；二是能耗，包括驅(qū)動用能耗和車載附件用能耗等。綜合而言，電動汽車?yán)m(xù)駛里程除了與傳統(tǒng)燃油車一樣受到汽車重量、驅(qū)動系統(tǒng)效率、行駛工況、駕駛習(xí)慣、部分環(huán)境因素等多方面共性能耗因素影響外，由于動力電池自身化學(xué)特性，又對溫度因素更加敏感，同時(shí)還受到電池材料、電池工藝、電池循環(huán)壽命與保養(yǎng)現(xiàn)狀等多方面對動力電池本身能量因素影響。

綜合而言，與傳統(tǒng)燃油車相比，引起電動汽車?yán)m(xù)駛里程變化增加了以下兩個(gè)因素：一是冬季空調(diào)、電池加熱導(dǎo)致的附件能耗因素變量，二是電池儲能本身特性導(dǎo)致的能量因素。

資料來源：百人會研究咨詢部整理

電動汽車?yán)m(xù)駛里程影響因素

2.與能量因素相比，能耗因素是影響電動汽車?yán)m(xù)駛里程的主要因素

無論是從目前的用戶體驗(yàn)、第三方測試結(jié)果數(shù)據(jù)分析來看，低溫季節(jié)和高速路況兩大情景下電動汽車?yán)m(xù)駛里程變化最為明顯。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在其他情況相同而設(shè)置單一變量的對比分析中，100-120km/h行駛時(shí)續(xù)駛里程將普遍減少約1/4-1/3，使用空調(diào)時(shí)續(xù)駛里程普遍減少1/4-1/3，而-20℃極低氣溫?zé)o空調(diào)情景下時(shí)續(xù)駛里程僅僅減少10%。

從EV-TEST對某電動車型的實(shí)測數(shù)據(jù)來看，極低溫度下(-15℃)開空調(diào)和100km以上高速行駛是電動汽車能耗增加最多、續(xù)駛里程縮減百分比最大的應(yīng)用場景，同時(shí)也可以看出，普通低溫下(-7℃)不開空調(diào)時(shí)整車?yán)m(xù)駛里程沒有顯著縮減。

綜合上述分析，與低溫等情況下導(dǎo)致的動力電池能量因素變化相比，由空調(diào)附件能耗和高速行駛能耗導(dǎo)致的能耗因素才是影響電動汽車?yán)m(xù)駛里程的主要因素。

資料來源：中汽中心EV-TEST項(xiàng)目，百人會研究咨詢部整理

不同工況及環(huán)境對續(xù)駛里程的影響

(1)高速狀態(tài)下風(fēng)阻的非線性增加導(dǎo)致了高速續(xù)駛里程顯著下降

隨著汽車行駛速度的增加，滾阻呈線性增加，而風(fēng)阻呈非線性增加，在電動汽車速度超過100km/h后，風(fēng)阻的快速非線性增加是電動汽車行駛損耗顯著增加的主要原因，此外不同坡度下需要的牽引功率變化也將降低其續(xù)駛里程。

(2)電動汽車冬季空調(diào)比夏季能耗更高，從而對續(xù)駛里程影響更大

在夏季，電動汽車的空調(diào)耗能占驅(qū)動耗能的30%左右，具體與環(huán)境溫度與太陽照射強(qiáng)度有關(guān)，但燃油車同樣需要消耗發(fā)動機(jī)能量來制冷，兩者并無顯著差異。

在冬季，與傳統(tǒng)燃油車可依靠發(fā)動機(jī)排熱取暖不同，電動汽車冬季空調(diào)仍然是其主要的駕駛艙供暖方式。而與夏季空調(diào)使用工況相比，冬季零下低溫條件下空調(diào)需要更大能耗才能將艙內(nèi)溫度維持在舒適溫度范圍內(nèi)，因而成為降低電動汽車?yán)m(xù)駛里程的最主要因素。

資料來源：王秉剛、盧蘭光百人會演講PPT，百人會研究咨詢部整理

路況及行駛狀態(tài)對續(xù)駛里程的影響

資料來源：美國汽車協(xié)會，陳清平等.附件能耗對電動汽車?yán)m(xù)駛里程和能量消耗率的影響研究.內(nèi)燃機(jī)與配件，百人會研究咨詢部整理

空調(diào)能耗對續(xù)駛里程的影響

(3)制動能量回收、電池溫度調(diào)節(jié)等因素也在一定程度上影響整車能耗

理論上制動能量能達(dá)到驅(qū)動能量的70%，正常溫度下回收能量可節(jié)能20%以上，具體節(jié)能效果與工況有關(guān)。因此能量回收技術(shù)的應(yīng)用也將在一定程度上改善電動汽車?yán)m(xù)駛里程。

此外電動汽車電池需要溫度調(diào)節(jié)才能處在最佳的工作區(qū)域，在夏天時(shí)，傳統(tǒng)燃油車發(fā)動機(jī)同樣需要散熱耗能。在冬季，電動汽車通常需要消耗7%以上的功率來加熱保溫，這在一定程度上也導(dǎo)致續(xù)駛里程略微縮短，但并不構(gòu)成主要因素。

整體而言，能耗方面，燃油車與電動汽車夏季均受工況和空調(diào)制冷、動力系統(tǒng)冷卻(發(fā)動機(jī)散熱和電池散熱)影響，冬季電動汽車增加了駕駛艙取暖項(xiàng)和電池保溫項(xiàng)。

3.能量因素雖然并非導(dǎo)致續(xù)駛里程波動的主要因素，但是其決定著電動汽車的里程極限

(1)由于電池的固有特性，電動汽車影響續(xù)駛里程的能量因素比燃油車更加復(fù)雜

電池累計(jì)可釋放能量的表達(dá)式如下：

其中Ut為端電壓=開路電壓-內(nèi)阻*電流，開路電壓與電池本身材料有關(guān)，內(nèi)阻與電池溫度和荷電狀態(tài)(SOC)有關(guān)，電流則與電動汽車工況有關(guān)。Qst則是電池的標(biāo)稱容量。

而隨著行駛里程的增加，動力電池等關(guān)鍵部件性能均有不同程度的下降，比如動力電池容量隨使用次數(shù)衰減、一致性差異變大，也將影響電動汽車的續(xù)駛里程。因此，與傳統(tǒng)燃油車能量因素僅由油量決定相比，電動汽車能量因素要復(fù)雜得多。

資料來源：盧蘭光百人會演講PPT，百人會研究咨詢部整理

電池狀態(tài)對續(xù)駛里程的影響(上圖)電池內(nèi)阻典型特性曲線(下圖)

(2)未來電池材料技術(shù)的進(jìn)步是提升電動汽車?yán)锍虡O限的主要因素之一

從上述表達(dá)式及對應(yīng)關(guān)系可以看出，如果不考慮電動汽車工況，僅僅考慮電池本身特性，能量因素主要與電池的兩方面特性曲線密切相關(guān)：一是開路電壓特性曲線，二是內(nèi)阻變化曲線。目前電池內(nèi)阻受到溫度的顯著影響隨著電池保溫技術(shù)的不斷進(jìn)步正在逐步改善，而開路電壓特性改善、電池使用壽命延長等方面則主要依靠未來電池材料技術(shù)的進(jìn)步，這也是未來決定電動汽車?yán)锍虡O限的主要因素之一。

03電動汽車性能不斷提升 未來可期

1.電動汽車?yán)m(xù)駛里程不斷提升并能滿足大部分出行需求

(1)動力電池能量密度及續(xù)駛里程逐步提升

動力電池系統(tǒng)能量密度已經(jīng)突破140Wh/kg。動力電池能量密度是影響續(xù)駛里程的一個(gè)重要因素，我國動力電池技術(shù)水平持續(xù)提升，2018年系統(tǒng)能量密度相對2015年提升約54%。

電動汽車?yán)锍虡O限逐步逼近燃油車。隨著動力電池系統(tǒng)能量密度提升以及車輛技術(shù)的進(jìn)步，我國電動乘用車的平均續(xù)駛里程已經(jīng)突破300公里，部分產(chǎn)品能夠超過400公里，且隨著技術(shù)進(jìn)步，滿足市場出行里程需求的產(chǎn)品將會成為普遍現(xiàn)象。

資料來源：王芳百人會演講PPT，百人會研究咨詢部整理

我國動力電池系統(tǒng)能量密度提升情況

資料來源：中汽中心，百人會研究咨詢部整理

2017-2018年各級別純電動乘用車的工況續(xù)駛里程情況

(2)電動汽車的續(xù)駛里程基本能夠滿足消費(fèi)者出行需求

在城市出行中，大部分居民主要以上班及日常通行為主，日行駛里程較短，根據(jù)北京交通發(fā)展研究院研究數(shù)據(jù)顯示，典型城市日均行駛里程在50公里以內(nèi)。而從北京出行特點(diǎn)來看，在普通工作日，日行駛里程低于200公里的占比為99.97%，在法定節(jié)假日，90.1%的車輛行駛在150公里以下。按照電動汽車?yán)m(xù)駛里程300公里為基準(zhǔn)，考慮夏季與冬季的溫度變化，假設(shè)里程波動為30%，綜合續(xù)航能力約為210公里，仍可以滿足絕大部分出行需求。

資料來源：北京交通發(fā)展研究院等，第一電動，百人會研究咨詢部整理

不同城市和時(shí)間段出行里程

2.部分區(qū)域和工況仍存短板，但未來可期

雖然電動汽車?yán)m(xù)駛里程能夠滿足大部分出行需求，但在在部分應(yīng)用場景，比如極寒、城際長距離以及日行駛里程較長的運(yùn)營車輛，在當(dāng)前充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善、充電時(shí)間較長情況下，相對于傳統(tǒng)燃油車仍存在短板。

然而電動汽車相對燃油車在節(jié)能環(huán)保、使用成本、動力和舒適性方面具有一定的優(yōu)勢，且以電動汽車為載體的自動駕駛技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)。隨著產(chǎn)品性能提升、整車成本下降以及充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善，未來將適合更多場景的應(yīng)用。

資料來源：中汽中心，百人會研究咨詢部整理

典型車型不同工況下的續(xù)駛里程衰減情況

04多層面提升用戶體驗(yàn)

1.客觀認(rèn)識電動汽車?yán)锍虇栴}

電動汽車處于發(fā)展初期，不能因?yàn)槔锍虇栴}否定產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電動汽車實(shí)際續(xù)駛里程差異問題是法規(guī)、技術(shù)、消費(fèi)者使用習(xí)慣及環(huán)境、企業(yè)宣傳等多種因素綜合導(dǎo)致的。雖然與傳統(tǒng)燃油車都面臨這種詬病，但由于充電基礎(chǔ)設(shè)施帶來的不便利性，以及電池等核心技術(shù)突破帶來的里程增加尚與燃油車?yán)锍檀嬖诓罹啵S著推廣數(shù)量的增加，電動汽車?yán)锍虇栴}越來越突出。然而從新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一般規(guī)律來看，在發(fā)展初期，產(chǎn)品容易出現(xiàn)一些問題，但問題不能無限放大。應(yīng)當(dāng)對初創(chuàng)產(chǎn)品持包容的態(tài)度，給予一定的空間和時(shí)間來完善管理和技術(shù)，不能因?yàn)槌霈F(xiàn)問題就限制和否定其發(fā)展。

重視電動汽車?yán)锍虇栴}，完善管理并提升技術(shù)水平。續(xù)駛里程是消費(fèi)者選擇電動汽車的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，如果實(shí)際續(xù)駛里程達(dá)不到或與宣傳里程差異過大，且使用過程中里程衰減過于嚴(yán)重，消費(fèi)者里程焦慮問題將進(jìn)一步加大。這不僅會使電動汽車使用成本優(yōu)勢喪失，也會增加消費(fèi)者對電動汽車性能的質(zhì)疑，從而降低電動汽車的社會認(rèn)可度，這對電動汽車的大規(guī)模推廣極其不利。電動汽車的續(xù)駛里程問題應(yīng)該引起各層面的重視，并通過完善政策法規(guī)和提升技術(shù)水平等多種手段盡快解決，提升消費(fèi)者信心。

2.加強(qiáng)事后監(jiān)管，完善工況法規(guī)

一是加強(qiáng)汽車產(chǎn)業(yè)事后監(jiān)管制度。進(jìn)一步加強(qiáng)電動汽車事后監(jiān)管，通過大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺及年檢等手段對車輛與電池等核心部件進(jìn)行檢測，對與公告車輛差距較大或造假等企業(yè)進(jìn)行懲罰，比如負(fù)面清單或經(jīng)濟(jì)懲罰，保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益。

二是加快中國汽車工況的導(dǎo)入工作。加快中國汽車工況驗(yàn)證及導(dǎo)入工作，并完善測試環(huán)境及附件能耗等測試標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程。從而能夠準(zhǔn)確評估電動汽車能耗水平，為雙積分及其他財(cái)稅補(bǔ)貼政策提供準(zhǔn)確依據(jù)，另外可以讓消費(fèi)者更真實(shí)的了解不同汽車產(chǎn)品的真實(shí)能耗水平，從而準(zhǔn)確評估電動汽車可達(dá)里程和使用過程中的費(fèi)用。

三是加強(qiáng)儀表等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試及測試方法的研究，保證續(xù)駛里程的真實(shí)性與可靠性，減少由于顯示問題導(dǎo)致的拋錨及安全問題。

3.完善標(biāo)識管理，正確引導(dǎo)消費(fèi)者

一是完善標(biāo)識管理，給與消費(fèi)者更多參考信息。在綜合工況續(xù)駛里程基礎(chǔ)上，結(jié)合權(quán)威機(jī)構(gòu)多種應(yīng)用場景的測試，在產(chǎn)品標(biāo)識中增加高溫空調(diào)制冷、低溫空調(diào)制暖、高速等典型場景的續(xù)駛里程，保障消費(fèi)者能夠根據(jù)自身的駕駛環(huán)境及條件合理選擇產(chǎn)品，避免使用條件差異性導(dǎo)致的里程過大問題。

二是企業(yè)在宣傳時(shí)應(yīng)正確引導(dǎo)消費(fèi)者。企業(yè)及第三方平臺在產(chǎn)品宣傳時(shí)，要正確和積極的引導(dǎo)消費(fèi)者，絕不能把60公里等速測試作為宣傳誤導(dǎo)消費(fèi)者。

4.提升電動汽車儲能及節(jié)能核心技術(shù)

一是提高動力電池能量密度。提高磷酸鐵鋰、三元電池等當(dāng)前規(guī)模化應(yīng)用的動力電池能量密度，同時(shí)對固態(tài)電池、鋰硫電池等新型電池、材料和工藝進(jìn)行研發(fā)和驗(yàn)證，在不增加電池載重基礎(chǔ)上，提升電動汽車?yán)m(xù)駛里程。

二是提升電動汽車及關(guān)鍵部件的節(jié)能技術(shù)。提升整車造型、關(guān)鍵部件輕量化及高效率驅(qū)動和制動回饋系統(tǒng)等技術(shù)水平，減少電動汽車行駛能耗；加快低溫電池、熱泵空調(diào)及關(guān)鍵耗能附件技術(shù)及應(yīng)用，提升電動汽車能耗利用率。提升動力電池循環(huán)壽命、生產(chǎn)一致性及系統(tǒng)管理水平(包括熱管理)，降低電池容量衰減速度。

5.創(chuàng)新運(yùn)營模式，建立維保體系

一是構(gòu)建符合消費(fèi)者工況的里程服務(wù)。基于大數(shù)據(jù)及消費(fèi)者使用習(xí)慣、行駛目的，準(zhǔn)確分析電動汽車實(shí)際續(xù)駛里程，為消費(fèi)者行駛及充電提供個(gè)性化服務(wù)。

二是因地制宜選擇推廣方案。根據(jù)運(yùn)營和使用需要選擇合理的電動汽車技術(shù)方案，比如通過快充與在線充電解決電動公交續(xù)駛里程需求，通過換電方式解決電動出租車對續(xù)駛里程的需求。

三是建立維保體系。在電動汽車年檢制度還未完善的前提下，企業(yè)應(yīng)該建立電動汽車維保方案，引導(dǎo)消費(fèi)者對動力電池等關(guān)鍵部件進(jìn)行定期的檢查和維修保養(yǎng)，更換不達(dá)標(biāo)部件，避免由于關(guān)鍵部件性能下降導(dǎo)致的里程問題。

6.完善充電基礎(chǔ)設(shè)施布局

一是合理推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。加快充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，合理規(guī)劃和優(yōu)化充電基礎(chǔ)設(shè)施布局，推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通，利用財(cái)稅和非財(cái)稅政策調(diào)動充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營商的積極性，為消費(fèi)者提供便捷的充電服務(wù)，減少消費(fèi)者里程焦慮。

二是提升充電技術(shù)。加快快充技術(shù)、關(guān)鍵部件及配套設(shè)施的研發(fā)、改造和應(yīng)用，以及充電標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，提升消費(fèi)者充電便利性，提高消費(fèi)者出行效率。