关于电动车未来的几点预测

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上午在某个群参与了电动车技术趋势的讨论,让我回想起两年前选定 $理想汽车(LI)$  理想one时做的分析,两年过去了,没有革命性的技术,但还是有更多的方向,今天再梳理下,留下记录将来回溯,同时也作为未来选股的参考。

先说结论:

1.纯电驱动技术是汽车行业的未来。

2.从能量消耗量来说,充电是主流,增程是补充。从车辆类型来说,增程插电混动是主流,纯电动是补充。

3.能量来源方面,短期燃油是主流,但燃料电池是未来主流,而纯电只能是补充;燃料电池方面,未来液体生物燃料电池是消费主流,气体燃料电池限定于特殊场景。

一、纯电驱动是汽车行业的未来

1.内燃机直驱的缺点:由于内燃机特性,高效的功率和转速区间窄,需要匹配变速箱,扩大使用场景、提升能量效率,但总体来说,内燃机直驱能量效率较低,有看过一个数据,即使能量效率高达40%以上的发动机,在日常使用中,平均能量效率只有20%。还有就是变速箱技术导致车辆钝挫,尤其双离合,几乎无解。

2.电驱动正好解决这两个缺点,电机高效功率和转速区间宽泛,即使不加变速箱,电机直驱也足以满足日常需求,如果有高速需求,加个2、3档变速箱提升效率也不是难事。

3.混动技术结合内燃机和电动机的优势互补,提升整体效率。从现有技术来看,丰田本田已经用了很多年混动就是直驱+电驱配合,只不过丰田的ths是内燃机为主,电机为辅,即大发动机+小电机;而本田的immd是电机为主,发动机为辅,即大电机+小发动机。从市场上看,本田immd的能效已经和丰田ths持平,immd平台在电驱动部分不做改动的情况下,增加电池容量就能扩展插电混动,内燃机换成燃料电池就成了燃料电池车,使用成本还能进一步降低,而ths无法直接兼容插混,这是劣势。

4.在电池技术和充电技术限制纯电动车大规模使用的情况下,内燃机发电+纯电驱动的形式也可以弥补内燃机直驱的缺点。比如理想one,大概受制于技术储备(几乎为0)和成本的限制,抛弃(或者叫阉割)了发动机直驱,直接采用增程式插电混动,当时看来比本田更激进,现在看来比各大厂家都激进。但通过使用场景的严格切割,还是可以提供较好的用户体验,之所以较好是三缸还差点意思,噪音绝对音量不大,但音质不好听,我是不在乎,但还是特意带家人去试驾,都不介意,才最终确定的(PS:试驾时间是2019年10月12日,在武汉,军运会前夕,回过头来想想挺惊险)。

5.放到现在的时点来看,各家都推出了超级混动,但无论 $比亚迪(SZ002594)$  的dmi、长城的柠檬混动dht、长安的蓝鲸iDD混动系统,还是吉利的雷神智擎Hi·X,说白了就是电驱动+部分场景的直驱,和本田immd没太大区别,内燃机专注于发电,所以可以在高效区间运行,总体能量效率高。在原理上比纯增程的节能性也只体现在高速巡航状态,5%以内的差距,提升意义有限;当然,大厂技术底蕴更足、选材更有优势,无论内燃机还是电动机,在技术参数和能效上都比理想one(2020款)先进多了,高速油耗还是有优势的。

6.将来电池技术改进一些,插混车辆的纯电续航进一步提高,我认为只要wltp续航超过200,内燃机基本就成了备选了,有还是要有,但平时根本不需要用。再往后进化,要么电机技术进一步加强,要么在电驱端加上2-3档变速箱,全场景抛弃内燃机直驱,变成纯电驱动指日可待。

7.还有另一条路线,大众、蔚来 、小鹏等厂家选择的纯电动路线,直接抛弃内燃机,完全的电驱动,更激进,但电驱动的方向一致。

总之,参考火车从机械直驱过度到电传动,再到纯电驱动的历程,还有船舶从直驱到电传动再到带蓄能的增程式历程,还有汽车行业的技术发展,可以推测,内燃机直驱技术即将被淘汰,电驱动在未来会普及。这一点在当时汽车之家理想one论坛和别人辩论过,争议挺大的,我说服不了别人,毕竟预见得有点远,别人也说服不了我,因为纯电驱动就是香,试驾后再也无法脱坑,最终只能wait&see。现在再次抛出来,大概认可的人会更多了吧?当年和我辩过的朋友中,有一个今年6月提了理想one(2021款),虽然我们再没讨论过这个话题,但行动已经说明了一切。

二、补能方式分析

补能方式主要从需求端来考虑,一是使用成本,二是便利性。

1.使用成本来说,电肯定低于燃料,这里的燃料包括汽油柴油天然气等石化燃料、甲醇乙醇等生物燃料和氢气等工业燃料。因此在未来,插电混动尤其大电池的增程式混动普及后,从使用量来说,充电是主流,利用燃料来增程是补充。

2.在便利性方面,充电不方便是行业共识,也是影响消费者体验的重要因素,相比之下,遍地都是的加油站带来的便利性无可取代,因此在车辆补能类型来说,增程式插电混动可油可电,全场景使用,是主流;纯电动限于中短途,只会是补充。

因此我作为消费者,家里一定要有一台能加燃料的车,第二台才会考虑纯电动。对于广大消费者,家庭唯一用车,基本还是会选加燃料的,不会选纯电动。但日常使用,肯定是能充电尽量充电,省钱。

三、能量来源分析

能量来源主要从供给端来考虑,好的技术即使在消费端有优势,但供给端受限制的话,同样难以普及。

(一)首先来看看电力供给方面,快充尤其超级快充的临时性、高负荷需求对现有电网有巨大冲击,这点美国加州已经有症状体现了,国内预计也快了,今年电力紧张的时候拉闸限电也对充电桩进行了“有序充电”,说明电网已经注意到这个问题。假如纯电动车普及,要解决这个问题还需要大量的基础设施投资,从发电端到电网到充电桩端,需要匹配调峰电站、大中小微储能电站,才可以平复这部分用电需求波动。而这么大量的储能电池需求,与电动车电池需求相叠加,极有可能在原材料方面遇到瓶颈。

(二)在电网基建未到位的情况下,还可以采取以下措施:

1.加大峰谷电价差,鼓励夜间充电白天用电,这一条预计很快就会出来了,但这只能缓解,不能解决。

2.推广v2g技术,将电动车电池变为储能电池,帮助电网平稳波动。

3.普及无线充电技术(慢充),进一步扩大电动车v2g范围。

2、3点技术投入需求很大,对动力电池寿命其实是有消耗的,对于目前大量使用的三元锂电池和磷酸铁锂电池来说,收益说不定还不够电池损耗的成本,能否大量普及还真不好说。这里顺带提一句,如果这三点能做到,对电动车电池容量的需求可以降低,但对电池寿命的需求将大大提高,是不是利好 $格力电器(SZ000651)$  的钛酸锂电池?

(三)燃料供给方面,相比于电力储存的难度,燃料的储存简直不要太容易,这么多年投入带来的加油系统的便利性很重要,短期内燃油一定是主流。在未来,只要液体燃料电池技术或者微型制氢装置技术(比如日产乙醇燃料电池)大规模应用,加油站直接换燃料,不管是加甲醇乙醇还是什么别的燃料,都可以利用现有设施,无缝切换,投入很少,推广方便。

气体燃料由于对容器要求很高,安全性也存忧,无论是之前的天然气,还是现在的氢气,都难以普及,在长途货运等特殊场景下进行定点补充,还是有一席之地的,但对于消费者来说,既不便宜也不便利,还有安全隐患,很难普及。

液体燃料中,乙醇和甲醇都可以利用农作物生产,也算是可再生能源,最有前途。


最后来个投票,以下几种技术组合,大家觉得在近10年内,哪种推广最快?

1.超过100度大电池+800kw超级快充,可以在6分钟内充80度电;

2.介于60到100度中电池+120kw以上快充,可以在30分钟内充50-80度电;

3.60度以下小电池+增程器(包括内燃机和燃料电池),同样可以快充,30分钟内充30-50度电;

全部讨论

2021-11-28 16:44

字多不代表水平高!

2021-11-28 14:33

燃油车刚出来时,也有比目前电动车更多问题,担心汽油要开采完,路不平还少,加油站更少,当时大家觉得肯定不如马车,最多就是玩一玩。目前电动车的普及的速度和势头,已经无可阻挡。只是基础设施的建设有点跟不上。以中国的速度,加上技术进步,5年后,即使家庭第一辆车,也会有很多人选择纯电动车。

2021-11-28 14:49

如果国家立法,新小区停车位必须预留充电桩位置,旧小区停车位出政策支持安装充电桩,纯电在小区夜间停车充电就方便很多,会平抑用电波谷;单位,商场停车位也安装充电桩;在市区通行,纯电会是首选。问题是现在充电桩政策空间不够,国家电网等能源企业积极性不高,小区物业,单位物业没有动力,个人想在自己停车位装充电桩受限太多。

2021-11-28 14:16

积木式换电!
统一电池电压、形状、体积,像堆积木一样。在汽车前机仓或后背箱预留标准尺寸的电池槽2-5个。一个电池槽放一个标准电池,一个行驶约30-50公里左右的换电专用电池。在紧急情况,2-3分钟即可加/换电,扫码自助完成。放完电的电池重新充电,容量小,可以快速完成以供下一批换电使用。

2021-11-28 11:34

个人认为纯电是未来的观点太贬低纯电了。从目前的实际销量看,增程各个细分路线加一起才是纯电的零头。这样的现实,怎么能说纯电是未来呢?只能说消费者不傻,纯电和增程各有利弊,这方面同意楼主的一些观点,就不多说了。至于增城插电混路线,个人认为增程功能已经足够完备,插电毫无意义,甚至还增加车重,增大了能源浪费,完全是多此一举,也改变不了增程是燃油车的本质,就是骗补贴,省购置税等目的国内特有现象。相信没有政策优势的话,这个路线没有存在价值。

2021-11-28 11:00

楼主怎么看换电模式?

2021-11-28 15:04

1.超过100度大电池+800kw超级快充,可以在6分钟内充80度电;估计人连充电电缆都搬不动。难道常温超导突破了

2021-11-28 13:57

只要有碳排放这个东西存在,汽油的内燃机都会被消灭的。纯电动不超过5年会取代所有的插混,带发动机的所有汽车2030年大概率都不让卖了(个别特种车除外)

2021-11-28 13:36

如果以后加油站都支持充电,技术进步充电200公里只要3分钟,那会不会增程又是鸡肋呢?

2021-11-28 11:39

如果非必须,插电式混合动力未来十年的主流。特定的用车场景,纯电也可以