新能源科普系列（1）如何正确看待纯电续航

　　前言
　　作为14年就开始购买新能源，并一直关注及体验新能源汽车至今的车主，最近常常感叹新能源发展之快，而如此速度的发展，往往导致人们对新能源的认识产生滞后，甚至即使认知停留在2年前，就会产生许多错误的观点，何况相当一部分人的认知还停留在5年前甚至更早。基于此，我希望可以对当前新能源汽车的产品力做一次梳理，给大家刷新一下当前的认知，并对未来做出一些预判，给当前或者未来准备购车的用户提供一些参考，帮助各位在做出选择时有一个基本的判断能力。当然，几年后再回头来看，我的这些内容也会过时，但学习了的人必定会比别人更快理解未来新的变化。这次，我们就从续航开始。下面所有的新能源续航都指的纯电续航，不包括PHEV。什么是新能源汽车的纯电续航
　　工信部对于燃油车的油耗和新能源车的续航有着统一的测试工况，有NEDC，有CLTC，有WLTC，它规定了汽车在油耗或者续航测试的整个流程中行驶的速度和时间的关系，然后根据测试过程中行驶的里程和消耗的能量来计算出车辆的油耗或者续航。需要了解的是，CLTC续航>NEDC续航>WLTC续航，简单理解，就是CLTC续航最水，WLTC续航最扎实，看到车企公布的续航，一定要看是哪个工况下测出的为什么燃油车用油耗，新能源车纯电部分用续航来表示
　　纯电动为什么普遍不像燃油车一样，用kwh/100km作为指标呢？主要原因是，燃油车补能费用高，但补能时间成本和可获得性稳定可控，汽油的能量和体积密度非常高，车企的核心竞争力在于油耗。而新能源汽车虽然补能费用便宜，但补能时间在某些场景下，可获得性相对不稳定为什么新能源车冬天的纯电续航影响比燃油车大先说说燃油车吧，燃油车在冬天油耗也会更高，主要是为了让发动机快速达到工作温度，刚启动那会儿会拉高转速多喷油。当工作温度达到阈值后，油耗就趋于正常水平。所以，冬天，如果车主每次开车行驶距离很短，就会发现油耗比平时上升很多，如果行驶距离较长，就会感觉油耗只是比平时高一点点。即使开热空调，除了刚启动那会儿需要通过多喷油来给车内供热，其余时间都是用的发动机余热，对油耗没有影响。这里就引入一个题外话，冬天燃油车要省油，可以等发动机水温稍微上来点以后再开空调。再说新能源车为什么比燃油车影响更大。第一，电池可以存储的能量是和温度相关的，越冷，电池活性越低，能存储的能量越少，气温越低，电池活性下降速度也越快，在某个温度以下，车企会宁愿选择耗费一定的电能来给电池保温，达到整体续航水平的最优化。第二，由于电机的能量转换效率非常高，接近90%，本身产生的余热很少，而且很多车企对电机热量的利用能力有限，因此，新能源车纯电下的热空调，很大一部分要用电池本身的能量，这就导致续航缩水严重，打个比方，这就好比，一个技术无敌，100%热效率的发动机，百公里油耗2升，完全不产生余热，到了冬天开热空调，油耗会增加到4升，续航减半，但是总体还是省钱的。为什么高速对新能源纯电续航影响比燃油车更大首先，我们要有一个基本的概念，就是车子从一个地方到另一个地方，需要的最小的能量是和车辆克服阻力做功的能量是一致的。由于距离是一定的，所以克服阻力做功的多少就只和阻力的大小有关。而阻力来源主要是两方面，一个是车轮的滚动阻力，另一个是风阻。滚动阻力和车辆速度几乎无关（这里用几乎是因为，速度本身会导致轮胎胎温变化，胎温变化会导致气压变化，速度越快，气压越大，滚动阻力系数越小，但是变化曲线非常平坦），而风阻和速度的平方呈正比，风阻会随着速度指数级增长。所以如果不考虑其它的损耗，一定是速度越慢，能耗越少。燃油车主如果做过测试，一定也会发现，定速60，定速70，一直到定速120，油耗是越来越高的，但是好像从60到100，差距不是很大，只是到了120，才会明显感觉油耗上升，但是新能源纯电车主，就会发现，60到100，电耗上升明显，到了120基本不忍直视了。燃油车高速上开100，能开出工信部油耗甚至更低，新能源纯电高速上开100，绝对续航要打8折。其实原因很简单，发动机的热效率，不是恒定值，是和转速、功率输出相关的，而转速又和档位、速度有关，功率输出和车主功率需求有关，只有在最佳工作区间，才能获得厂家所宣称的热效率，整体来说，60到100，热效率是越来越高的，因此抵消了一部分风阻增大带来的能耗增加，而100到120热效率已经没法再提升了，风阻影响就显现出来了。而新能源车，全速域的效率基本都一致，差异非常小，高速续航完全受制于风阻系数。这也是新能源车更追求低风阻系数设计的原因。
　　新能源纯电续航，有没有比燃油车影响小的场景看了上面的介绍，感觉各种情况都不如燃油车，那有没有比燃油车影响小的场景呢？当然是有的，我总结下来基本有两个。第一，城市拥堵路况。新能源车在拥堵路况可以开出接近工信部续航的表现，而燃油车在拥堵路况会比工信部油耗高出很多，一是因为新能源车有大功率的能量回收系统，减速时可以回收动能，二是因为新能源车停车怠速基本不耗能，三是因为燃油车低速拥堵路况下发动机无法工作在高效区间。第二，夏天冷空调。新能源车有高压电路，所有电器设备整体线路损耗都是非常低的，空调压缩机无论制冷能力还是能耗，都远低于燃油车，夏天平均制冷电耗1kw左右，车辆动力无任何影响，大太阳下即使停车怠速，制冷能力也非常强。而动力弱的燃油车如果大热天开制冷，会明显影响动力输出，停车怠速时有的车制冷效果也不好。还有哪些因素会影响续航或者油耗
　　这里就用一张表格来呈现吧，前面讨论过的就不列举了，下面表格里主要就是和燃油车影响一致的部分。
　　有利
　　不利
　　驾驶习惯
　　温柔驾驶
　　急加速急减速
　　预判能力
　　提前预判收油减速
　　未能预判减速晚
　　胎压
　　高
　　低
　　天气
　　晴天干地
　　雨雪天湿地
　　重量
　　轻
　　重
　　海拔
　　高到低
　　低到高续航提升只能靠堆电池吗
　　当然不是，目前新能源大概有20%~50%的成本来源于电池（主要车价差别范围太大），如果能用更少的电池达到更长的续航，无疑会有成本优势，这就依赖各大企业的新能源技术能力了，缺乏新能源技术的就只能尽量降低电动化成本带来的影响，这也是为何蔚小理主要聚焦于高价区间和智能化。这里就简单聊聊那些提升续航的技术点，其实在前文中也都有提到过。下面分全场景和冬季续航两个维度来写。提升全场景续航提高能量回收功率
　　车辆从高速情况下，较大力度制动，如果这部分动能需要回收，功率是非常大的，能量回收支持的功率越大，越能在这种情况下回收更多的动能。支持CRBS
　　这个其实就是刹车踏板关联能量回收强度，拥有这个功能的车子，在刹车时，会尽量有限使用能量回收，回收能力不够时，才会用制动卡钳进行制动。不具备这项功能的车辆，只能通过油门开度来控制能量回收。值得一提的是，特斯拉的单踏板模式，将松油门时的车辆减速度调得很大，也同样达到回收更多能量提升续航的目的，还不用支持CRBS，节约了成本，但牺牲的是驾驶员的习惯，要有好的续航，单踏板模式是唯一的选择，调低能量回收强度一定会影响续航。而带CRBS功能的车，调低松油门的能量回收强度，对续航影响是不大的。降低能量回收最低速度
　　不同车不同，差一点的车子20km/h以下就没有动能回收了，这样拥堵场景下的续航就会变差。好的车子可以做到2km/h甚至更低。但是其实5km/h以下差别不大，毕竟车辆动能是和速度平方呈正比的，速度太低没多少能量可以回收。提升电机效率
　　电机系统的集成度、电机种类、电机绕组技术都对续航有影响，可以简单聊聊。
　　集成度就是我们常听到的三合一、七合一（华为）、八合一（比亚迪）电机，集成度越高，电机效率越高，八合一可以比三合一提升5%左右的效率。同时也带来轻量化、可靠性等方面的提升。
　　电机种类主要就是永磁同步电机和异步电机两种，这里直接给结论吧，有机会后面聊聊原理。永磁同步电机效率比异步电机更高。四驱车型的话，永磁同步+异步电机的双电机系统比两个永磁同步电机的效率更高。
　　电机绕组主要就是指扁线电机，相比传统的圆线电机提升了功率密度，体积和重量都更小。降低风阻系数
　　主机厂花钱吹风洞吧，风阻和风阻系数呈正比用低滚阻轮胎
　　主机厂花钱升级轮胎吧，滚动阻力系数差距可以有20%之大降低车身重量
　　一个是增加铝合金用量，直接意味着成本上升。另一个就是提升电池能量密度，需要技术突破。还有就是前面提到过的提升电机集成度。提升电压
　　电压越高，电机在大功率输出时候的电流就越小，能量损耗就越小，这和远距离高压传输是一个道理。同时车上所有高压电器的使用损耗都会减小。充电时的损耗也会减小。这就是高压平台最大的意义。提升冬季续航用热泵空调
　　热泵空调的制热效率明显优于PTC空调，通过热泵搬运热量比PTC这种通过蒸发箱的方式，电能转换热能的效率更高。但是热泵在极寒条件是不工作的，好的热泵空调的可工作温度范围更大，东北地区一定要关注这点。提升电池加热效率和速度
　　前面提到过，厂家会在电池活性和消耗电量给电池加热保温之间寻找一个平衡点，既然要给电池加热，那谁能用更少的电量把电池升高到既定温度，以及谁能在最短时间把电池达到这个温度，就能提升冬季续航。最短时间这个简单解释下，就是让车辆在电池活性低的状态下输出功率的时间变短，这样当然就能提升续航了。提升电池保温能力
　　电池加热后，保温也是需要耗能的，用特殊材料对电池进行包裹保温，这样就能降低维持电池温度所消耗的电能。提升整车热管理
　　整车所有热能统一管理，把废热传递到需要的地方去，就比如前面提到的电机产生的热，需求方比如电池、车内。一般用n通阀实现用冬季电池活性更好的电池类型
　　三元锂电池的低温活性明显好于磷酸铁锂，在电池加热技术还没有成熟前，0度以下三元锂电池的续航完胜磷酸铁锂新能源纯电补能一定比燃油车麻烦吗
　　既然最后加了这个问题，那答案当然是否定的，只是为了强调所有事情没有绝对面。就以我自己举例吧。我在自己车位有充电桩，每年行驶2.8w公里，其中2.7w为市区上下班，1k为周边短途旅游。假设市区内每300公里充一次电，每次充电耗费我20秒。两次周边短途游一次酒店目的充电，一次高速公路充电，分别耗费10分钟和1小时，那我一年花在补能的时间就是100分钟。如果是燃油车，按500公里加一次油，每次加油平均耗费5分钟（有时需要绕路、或者特地去加个油、还有高峰期排队，5分钟应该算短了吧），一年花在补能的时间就是280分钟，所以对我来说，用新能源一年可以省下3个小时的补能时间结语
　　电动化是上半场，电动化做得好的企业，普通消费者更容易认可，甚至直接改善大家对新能源的看法。30万以下纯电动，电动化技术集大成者，就看封面上这个车了[得意]