什么时候大部分电动汽车续航能达到 1 千公里以上?

Emmm……

又是一个关于未来的问题,还没发生的事情,真的很不好回答。

不过,既然有人开口提问了,作为一家新能源汽车企业,自然得说出一点东西来…


这个问题下有说重量,能耗相关的,都有道理,但是都不完善。

要回答题主这个问题,先跟大家解释一个概念:

电池能量密度

它的单位是Wh/kg,也就是每公斤电池所含的能量。

通常分为两种,电池单体能量密度和电池系统能量密度,为什么要说电池能量密度这个东西呢,因为它就是提升电动车续航里程的关键!

简单的来说,重量相同的电池,能量密度越大,电池包所含的电量就越多。

我们假设,同样重量的一款电动车,同样是900kg的电池包,如果所含的电量分别是,40度,60度,80度,那么,只要动力系统差别不是特别大,大家应该很清晰的可以评估出,80度电的,差不多能跑出40度电的车的两倍里程吧?

好了,接下来,我们分三大部分,分步骤来回答一下题主的问题!

第一部分:国家关于电池技术的规划

第二部分:现阶段(2019年中旬)整体电动车行业平均水平

第三部分:展望规划(这部分的内容可以解答题主的问题)


第一部分:国家关于电池技术的规划

可以先给大家提供几个新闻(信息):

第一条新闻:

2016年10月26日,中国汽车工程学会在其年会上发布了《节能与新能源汽车技术路线图》,包括节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、智能网联汽车、汽车制造技术、汽车轻量化技术及动力电池技术等七大领域未来15年的发展路线制定。

其中,关于电池技术的要求,如下表所示(请注意,这是第一次提出的目标

第二条新闻:

在工信部、发改委、科技部 2017 年 4 月印发《汽车产业中长期发展规划》提出:

到 2020 年,新能源汽车动力电池单体比能量(能量密度)达到 300 Wh/kg以上,力争实现 350Wh/kg,系统比能量力争达到 260Wh/kg;到2025年,动力电池系统比能量达到 350 Wh/kg。

按照《中国制造2025》确定的技术目标,2020年锂电池能量密度达到 300 Wh/kg,2025 年能量密度达到 400Wh/kg,2030 年能量密度达到 500 Wh/kg(这是第二次提出的目标

第三条新闻:

2018年2月2日,在“2018中国新能源动力电池暨储能产业大会”新闻发布会上,国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组专家肖成伟表示:

按照国家动力电池技术路线图的规划,三元锂离子动力电池目前已经可以看到能量密度的“天花板”,目前的高镍材料、碳硅负极的锂电池,单体能量密度最高应该在300Wh/kg左右,所以依靠三元材料锂离子电池完成350Wh/kg的技术路线规划目标,应该是不可能了。

要达到350Wh/kg的技术路线规划目标,还需要寄希望于新一代锂离子电池或者固态电池……

第四条新闻:

2018年9月20-22日,“2018第二届全球未来出行大会”在杭州国际博览中心举办,电动汽车百人会执行副理事长、中国工程院院士欧阳明高发表了演讲,他认为目前设定的动力电池2020年单体达到350Wh/kg,系统260Wh/kg能量密度目标与安全诉求矛盾,不宜强行推进……

但是,欧阳院士之前在1月7日,由电动汽车百人会主办的“把握全球变革趋势,实现高质量发展”热点问题交流会上,乐观地表示,锂离子动力电池密度有望于2020年前实现300Wh/kg

(有兴趣的同学可以搜索一下第三第四条新闻中的二位发言人,行业大牛)

好了,新闻展示完毕,举例这四条新闻,要说明的是这样几个观点:

  1. 国家层面在新能源汽车发展方向上,是有明确的规划的。(凡事总得有个目标)
  2. 行业大牛表示,我们第一步的目标,350Wh/kg定的有点高了。(步子迈大了,有点扯着蛋了)
  3. 行业大牛表示,350Wh/kg的目标是不行了,300Wh/kg还是没问题的。(步子可以稍微收一下)

好了,那么,说了这么多,我们的新能源行业到底是个什么水平呢?

第二部分:现阶段(2019年中旬)整体电动车行业平均水平

大家都知道,实验室的水平和真正工业化量产的水平,其实还是相差不少的。

就以7月份发布的2020款小鹏G3高配为例:

电池用的是宁德时代的NCM811电芯,能量密度(电池系统)高达180wh/kg(电芯能量密度270 Wh/kg),66.5度电,NEDC工况续航520km,电池能量密度几乎可以代表目前国产纯电动SUV的最高水平了。

而关于能量密度的数据,在2018年初,行业普遍的,电池单体能量密度230Wh/kg左右,电池系统150Wh/kg——这话可不是我们自己瞎说的,而是欧阳院士在电动汽车百人会上说的。

看到这里,我们再来看一则新闻:

来自《世纪储能网》在2019年4月的一篇报道表示,近日宁德时代研发团队攻克了动力电池正极和负极材料等关键核心技术,开发出比能量达304Wh/kg的样品

按照规划,宁德时代811电芯能量密度提升分两代,第一代NCM 811电池采用石墨负极,规划到2019年能量密度达到250-280Wh/kg,第二代电池采用石墨与少量硅混合制成的负极,规划到2020年能量密度达300-350Wh/kg。

上文提到的能量密度为304 Wh/kg的电池样品属于第二代电池,可能离大规模生产还有一年的时间…(2020款小鹏G3采用的是第一代量产的811电芯)


第三部分:展望规划(可以解答题主的问题)

说了这么多,基本上可以得出结论:

到2020年,行业的电池单体的能力密度,达到350Wh/kg是真不行了,但是300Wh/kg还真没问题啊,你看行业第一的宁德时代,差不多可以在2020年量产304Wh/kg水平的电芯…

那么,我们向前展望一下,如果我们国家的电池基础工业,发展的和国家动力电池技术路线图的规划,能尽量保持一致的话

那么,乐观点估计,根据目前2020款小鹏G3的续航能力和电池能量密度—520km,电池系统180Wh/kg,单体能量密度270 Wh/kg(记住这个数字哦)

假如到了2030年,我们国家的电池发展水平达到了目标——系统350Wh/kg,单体500Wh/kg。

那么,根据最开始提到的“重量相同的电池,能量密度越大,电池包所含的电量就多”这个原则,假如我们推出了2030款小鹏G3(也许叫G5、G6之类)

此时,动力系统还是原套,电池重量不变,车重也不变的情况下,仅提升电池能量密度

那么,理论上,续航里程经过最简单的计算方法

L=520*350/180=1011 .11km

是的,你没有看错,就是1011km续航里程!

答案揭晓!

就是在2030年左右!

从2011年的150-180km主流,到现在的450-550km主流,基本上是8年翻了3倍。在将来2030年,实现在现在基础上的续航里程翻倍,还是完全有可能的。

备注:

举新闻和宁德时代的例子,是想说明,我们国家制定的大方针和计划,总体规划是靠谱的。

所以到最后,再去使用2030年的这个目标值对现有车辆的水平进行计算,是想告诉大家,这样计算,是有理有据,是靠谱的。

诚然,也许我们将来可能达不到这个目标,也许我们将来能超过这目标,但无论如何,都离不开一大批努力在新能源汽车领域的工程师们的耕耘,向他们致敬!

以上,感谢阅读!

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:小鹏汽车

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