未來電動車的使用場景

未來電動車的使用場景

近年來,電動車越來越多的出現在人們的視野中,不少人購車時都會考慮是買電動車還是燃油車。而電動車當前因技術成熟度還不高、配套設施不完善等原因,在日常使用中還存在諸多不便。下面我們從電動車的特點、當前使用障礙、充電方式、未來使用場景幾個方面,來分析將來什麼樣的場景才是純電動車合適的使用場景,或者說純電動車能滿足什麼人什麼樣的用車需求。

電動車的特點

1、低噪音,無直接廢氣排放

電動車使用化學電池儲能並輸出電能,電動機將電能轉換成機械能驅動汽車前進。在運行過程中化學電池並不產生噪音,電機及傳動系統的齒輪運轉只產生極低的噪音。而燃油汽車運行需要依靠燃料爆炸驅動活塞往復運動轉換成機械能,運轉過程會產生較大的震動和噪音。電動車相比於燃油車運轉產生的噪音幾乎可以忽略不計。

而在廢氣排放方面,燃油車是直接燃燒燃料,會直接向大氣排放廢氣汙染物。而電動車則沒有任何直接排放。雖然在其充電使用的電能可能是由燃煤電廠發出的,但燃煤電廠集中處理汙染物排放,效率更高,總體排放物依然比燃油車分散排放更小。且在用車密集的城市環境,低噪音、無直接廢氣排放,均是更為友好的使用特性。另一方面,隨著清潔可再生能源發電的佔比越來越高,電動車在整個能量循環過程中的汙染排放將會進一步降低,對環境更為友好。

2、保養簡單

開過車的人一般都知道,汽車需要定期保養,每5000~10000公里發動機就需要更換機油和機油濾清器,比較麻煩。電動車與燃油汽車最大的區別是能量轉換系統。燃油車是油箱裡燃油儲存能量,發動機將燃油的化學能轉換成機械能。而電動車是由化學電池儲存能量,電機將電能轉換成機械能。電動車沒有了燃油發動機,因此就不需要像燃油車那樣每隔幾千公里就要換機油機濾這些麻煩的操作。只需要做簡單的檢查即可。而且隨著自動化診斷技術的進步,一般常規的檢查都可以由汽車自己自動完成。省去了大量繁瑣耗時的保養工作,大幅提升用車體驗。

3、續航里程短

在前幾年電動車的續航里程NEDC工況普遍只有200KM左右,這在城市通勤還勉強夠用,但在郊遊這個比較常見的使用較場景中就明顯的不能勝任了。近一年來隨著動力電池技術的進步,電動車的續航里程NEDC工況很多已經提升到了400KM,這個里程數在燃油車裡僅僅是個及格線,勉強可以滿足在本市郊遊,真要長途出行還是有點捉襟見肘。

電動車續航里程短,主要原因是動力電池的能量密度低。好的消息是隨著技術的進步,動力電池的能量密度正在逐年提高。且新一代的固態鋰電池技術也開始浮出水面,其能量密度有望比目前的液態鋰電池增加一倍。如固態鋰電池技術能應用到電動車上,則其續航里程則會比目前有巨大的提升。

4、充電慢

電動車補充能量的方式是給動力電池充電,目前主流的電動車充電速度,即使快充80%的電量普遍都要1個小時以上,相比於燃油車加油只需要10分鐘左右的時間,無疑是過於漫長。雖然目前有個別電動車廠商推出了號稱能在10分鐘內充滿80%電量的電動車,但是在動力電池領域有一個大家都公認的規律,就是充電速度與能量密度(單位重量存儲的電量)是相互之間矛盾的,要想充電快,能量密度就高不了;要想能量密度高,充電速度就必須降下來。

未來電動車的使用場景

5、冬季低溫降低電池性能

目前電動車常用的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池都是溫度敏感的,每到冬季,特別是北方寒冷地區,氣溫低於0℃的時候,電池的充放電性能都會大幅降低。這就導致電動車在北方地區充電速度大大降低,甚至充不進電。此外,即使充滿電,因電池性能下降而續航里程降低30%-40%。這都大大影響電動車的使用。

當前電動車的使用障礙

續航里程不足,充電速度慢,低溫電池充放電性能下降,這是電動車本身特性會給用戶帶來的使用不便。除此之外,充電設施的不足,則更是給電動車使用帶來的巨大的障礙。與城鄉密佈的加油站不同,目前能為電動車充電的專用充電站可以說是少之又少。而充電設施的不足,則更加劇了續航里程不足所帶來的里程焦慮。再加上充電速度慢,使得目前人們對電動車的接受程度還不是那麼高。

未來電動車的使用方式

如前所述,電動車有其自身的特點,既有環境友好、保養簡單的優點,也有續航里程短、充電慢的不足。在環境要求越來越高的大背景下,既然電動車是未來的汽車滿足環保要求趨勢的重要手段,那麼我們從充電和使用兩大場景在看看未來電動車可以怎麼樣使用,能最大程度的發揮優勢,避免不足。

1、充電方式

  • 家庭/小區車庫慢充

一般純電動乘用車(家用轎車)都會配備一快一慢兩個充電口。慢充口連接相應的充電適配器,可從常規的民用220v電源取電為電動車充電。充電功率一般在3.5~7kw左右,從0電量到充滿大約需要10~20小時左右。

這對於使用電動車作為日常上下班通勤的場景非常合適,一般人每天上下班通勤的里程都不會超過100KM,每天消耗的電量可以在晚上回家後通過慢充補充,完全不影響通勤使用。

但這需要用戶有固定的停車位安裝慢充樁(充電插座),這條件在一些小城市還相對容易滿足,但在大城市則是能滿足要求的用戶不多,很多小區的停車位數量都達不到每戶一個停車位,特別是一些老舊小區,甚至都沒有固定停車位。這就導致了這種充電方式只能滿足部分用戶。

  • 目的地/高速服務區充電站快充

充電站快充,指的是使用專用的大功率直流充電設備,為電動車進行快速充電。這種充電方式功率一般在30~100kw,甚至更高,能在1~2小時左右為電動車從0電量充至80%電量。快充樁設備較為昂貴,一般由專業的充電樁運營公司投資建設運營。雖然快充的時間只需要慢充的1/10左右,但仍需要1~2小時,相較於10分鐘的燃油車加油時間還是長了不少。因此並不適合像加油站那樣在專用場地建設加油設施。如果像加油站那樣在一個專用場地建設充電樁,則電動車在充電的1~2個小時是難以利用的時間,只能被浪費掉。這會給用戶產生電動車不是在充電就是在充電的路上,遠不如燃油車方便的不良體驗。

比較合適的方式是在帶有停車場目的地,比如在商場、酒樓、商業辦公樓的停車場,建設快速充電樁。使人們在吃飯、購物、辦事的1~2個小時裡,同時也為電動車充好電。充分利用充電的時間處理其他事情,不至於浪費掉充電的時間。

此外,高速公路服務區也是快速充電樁的合適地點。這使得出行距離較遠的用戶,可以在高速服務區停車吃飯休息的同時,為電動車充電。

未來電動車的使用場景

專用的快速充電樁,既能滿足沒有固定車位的電動車充電需求,同時也能滿足郊區或臨近城市出行的電動車充電的需求,是電動車能否方便使用的重要因素。目前,目的地快速充電樁的數量和密度還遠不能使電動車主使用起來感到方便。但日後隨著電動車的數量增加,充電樁的使用頻率提高,使得其運營盈利成為可能,充電樁運營商才

2、使用場景

①、公交車

公交車的使用場景是比較單一固定的,每天都是行駛固定線路固定里程,一般每天行駛200~300KM,目前的電動車公交車即使使用能量密度相對沒那麼高的磷酸鐵鋰電池也基本能滿足一天的行駛里程要求。此外大部分公交車都有固定的停車場安裝充電樁充電,使得充電在公交領域並不存在太大的障礙。另一方面公交公司一般都具備較強的車輛維修保養能力,即使電動車是新型的車輛,也因為採購量大而可以與電動車生產商協商維修保養外包工作。

因此,公交車是電動車落地應用的最佳場景之一。目前已經有許多城市大面積推廣使用電動公交車。運行模式一般有以下三種:

一天一充。公交車在晚上線路停止運行時進行充電,且可以利用晚上谷價電進行充電,進一步降低運行成本。但需要較大容量的電池,車輛成本較高。一般使用磷酸鐵鋰電池。

一天兩充。車輛在晚上線路停運時進行充電,白天運行。白天再對車輛補一次電。這樣可以降低電池容量需求,使車輛成本得以降低。但無法完全利用谷價電,需要在平價電時段進行補電。一般也是使用磷酸鐵鋰電池。

一往返一充。這是利用鈦酸鋰電池充電速度快,循環壽命長,容量密度低的特點的運行方式。因其容量密度低,車輛的續航里程一般不超過100KM。公交車跑一個往返一般在50KM左右,長的也不過70KM。可利用其在終點站停靠的10分鐘進行快速充電,然後再跑下一個往返。對於個別單程超過50KM的超長線路,也可以是兩端終點站都充電。

未來電動車的使用場景

②、出租車

出租車的行駛線路雖然不像公交車那樣固定,但也基本侷限在城市內,每天行駛的里程一般在300~400km左右。純電動出租車使用磷酸鐵或三元鋰電池的都有,續航里程也在300~400km左右。但要滿足出租車一天的行駛里程還是顯得捉襟見肘,總不能完全跑沒電了被扔路上了再想充電吧!所以電動出租車一般也是一天兩充,除了晚上充電外,白天還需要補一次電。

另外,因為電動出租車需要較長的充電時間,所以就無法像燃油車那樣三班倒24小時服務,只能是兩班司機。不過即使是燃油車3個司機開足24小時的車畢竟是少數,晚上12點過後打車量會大幅下降,支撐不了那麼多出租車的運營。因此電動出租車也是能滿足大部分出租車使用場景的。

③、城市物流配送車

城市物流配送車一般使用的是輕型貨車或微型廂式貨車,雖然行駛線路不是完全固定,但是每天的行駛里程一般在200km左右。其使用方式也可以是類似電動出租車那樣,一天兩次充電。晚上休息時間充滿電,白天運行,並在白天利用裝卸貨物的時間補一次電,就基本能滿足大部分運行使用需求。

​④、私家車

我們從私家車最常用的使用場景進行分析,一般分為以下幾種:

  • 市內通勤

如前所述,市內通勤一般每天的行駛里程都在100km以內。以目前電動車300~400km的行駛里程,已經能夠很好的滿足這種場景的需求。如果自己有固定車位,安裝慢充裝或只需要普通電源插座加車輛的慢充適配器,在晚上進行充電。如果沒有固定車位,則需要使用公共充電樁,這就十分依賴充電裝的數量和密度,特別是家庭所在地區的充電樁的數量。

  • 鄉村郊遊

週末帶著家人到城市周邊的鄉村郊遊,一般單程距離不超過100KM,來回小於200km,對於目前續航里程300~400km的電動車已經可以滿足要求。回到家裡與市內通勤類似還是使用自有的慢充或附近的公共快速充電樁。

  • 鄰近城市出行

到鄰近城市探親訪友辦事是常有的事情,如果距離不超過200km,很多人會選擇自駕出行。對於電動車而言,往返距離在300~400km的情況下,如果中途不充電就會比較緊張。這時如果探親訪友是在餐館聚餐,或是到一座商業大廈辦事,其停車場提供快速充電服務,這樣就可以在不影響聚餐辦事的情況下也為車充電了。

  • 長假遠途出行

每年的國慶和春節長假,不少外出工作的人會選擇自駕回老家。如果目的地距離在300km以內,可參考臨近城市出行的模式。如果超過300km,則需要在中途的高速服務區進行充電了。假設在早上8點是滿電出發,行駛300km+,大約4個小時,在服務區吃中午飯休息,同時給車充電1.5小時。下午2點出發4個小時再跑300km+,再入服務區吃晚飯休息,同時充電1小時。傍晚7點再出發4個小時跑300km。這樣算下來一天最多能跑將近1000km,當然這樣的方式比較極端,需要兩人輪換著開,對車輛的充電速度、可靠性也要求比較高。另一方面,就是需要在高速公路的服務區建設有完善的快速充電設施。

小結

前面我們列舉了電動車的幾種充電方式和使用場景,當然這肯定不是全部,還有各種各樣千差萬別的使用場景,不同的人或者不同的行業都可能找到適合自己的使用場景。對於有條件建設專用充電站的公交、出租、城市物流車,電動車已經能滿足大部分的使用場景。特別是公交車,已經能完全滿足使用需求,部分城市已經計劃將所有公交車更換為純電動車。

城市車輛的電動化,能大幅降低噪音和尾氣排放。想想過去的公交車駛過時柴油機的轟鳴聲與排出的尾氣都讓人避而遠之。更換為電動車後,車輛安靜的駛過,且沒有難聞的尾氣,都給人更加文明、乾淨的感覺。

對於私人用車,小區車庫的慢充方式能解決具備固定車位的用戶的日常通勤需求。而另外幾種使用場景則非常依賴目的地或高速服務區的快速充電樁。雖然目前這類快速充電樁的數量和密度還相當低,還難以讓電動車用戶感覺到使用方便,但新生事物的誕生和發展都有一個過程,相信隨著電動車的日漸普及,目的地快速充電樁的建設也會越來越完善。屆時,市內短途通勤、市郊、鄰近城市出行這幾種佔90%以上的用車場景需求將被較好的滿足,剩下不到10%的超長距離出行需求,雖然使用體驗不是特別好,但也勉強能實現。

當然,也並不是說電動車就能完全滿足所有的用車場景,能夠完全替代燃油車。比如需要連續長距離行駛的長途物流運輸車等,可能氫燃料電池是更適合的解決方案。但是任何一種動力形式的車輛都不是十全十美,能夠面面俱到的,都有其適用的場合。在城市人口密集的區域,安靜、無直接尾氣排放的電動車,無疑是更文明,更友好的交通工具。

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