电动车续航里程与充电性能展望

文 唐华寅

近几年市场上的电动车逐渐增多，电驱动系统技术不断进步，很多车企开始了下一代电动车的开发工作。本文将对目前纯电车型的数据进行分析，展望电动车未来的发展趋势。

一、 目前主要车型续航里程与充电性能数据分析

我 们 在EV Database 和Fastned 平台上收集了13 个品牌28 款电动车型的相关数据，这些数据虽然无法涵盖目前市场上所有电动车产品，但是仍然在一定程度上反映了纯电车型市场的整体趋势。

电动车的最主要指标是续航里程和充电速率。图1 将目前主要电动车型的这两个指标进行了对比，其中快速充电时间是指采用DC 快速充电（如果有此配置）将可用电量从10%充满到80%的用时（续航里程数据来自EV Database，快充测试数据来自Fastned，会受测试环境与流程影响）。

从图中，我们得出一些很有意思的结论：

1. 400 公里是个分水岭， 续航400 公里以内的车基本没有快速充电需求

在黄线标出的左下角区域只有两个车型，这说明车企普遍认为：400 公里基本是严重里程焦虑的分水岭；300 多公里的续航里程基本能够满足大多数人一周的上下班需求； 在高速公路上，驾驶续航里程为300 公里左右的电动车，驾驶者必须每开200 多公里就休息一次给车充电。

可以说，这个里程数是现在电动车的续航底线。目前，多数高端品牌入门车型（比如EQC, iX3, C40Taycan 4S, Model 3 SR 等）的续航标准是400～450 公里，中端品牌高配车型（比如Leaf+, ID3 Pro）的续航目标也是400～450 公里。续航里程低于400 公里的车型，一般不能快速充电。当然，这里有一款车型比较特别，就是奥迪etron 50，其续航里程不到400 公里，但是充电速度不错，可以在半小时内充满80%的电量，原因之一就是奥迪etron 50配备了与etron 55 同版本的小号电池组，性能相近，价格更优惠，我们可以看看这款车的市场表现和接受度如何。

图1 目前主要电动车里程数与快充时间

2.续航400 公里以内的车型基本是代步车

这类车集中在图中左上角区域。其中，Zoe 和i3 是上一代车型，参考意义不大，Honda E 基本是纯代步车，新一代Leaf和ID3 的入门版属于下探车型，基本也是代步车。

3.续航400 公里以上的车型逐步配备快速充电

这类车主要分布在图中右下角区域。对于多数车型来说，快充40 分钟左右从10%充到80%基本是底线，越来越多的车型快充时间可以达到20 分钟甚至更快。有意思的是，很多品牌的车型都瞄准一个类似的指标：400 公里续航里程＋35 分钟充电10%到80%。 EQC, EQA, Leaf+,ID3 Pro, C40, iX3, MachE SR 等车型都集中在这个区域，这些车型基本是传统车企在电动领域发力推出的主力车型。这里也形成了一个拐点，在达到这个指标之后，车企可以选择往更长里程或者更快充电速率发展。

我们可以根据这些结论将图1 划分成三个区域（图2），在这张图上，主流车的数据点有些分散，尤其是在右下角这个区域。

图2 目前主要电动车里程数与快充时间分布

我们如果从更加贴近客户使用体验的角度来分析，将“10%到80%快充–––时间”改为“充电30 分钟所获得的里程数”，会得到一张车型分布很有意思的图（图3、图4）。

图3 目前主要电动车里程数与30 分钟充电里程

图4 目前主要电动车里程数与30 分钟充电里程分布

从这两张图可以看出，在达到400 公里的目标续航里程后，各车企在指标定义方面有不同的侧重方向，有的车型追求更高的续航里程，有的车型追求更高的充电速率。提高充电速率主要是通过改善充电效率和充电功率来实现，其中牵涉到电芯容量、充电C 率及从电芯到充电设施的电压和电流。

在这次数据分析中，我们关注到电动车市场以下几个现状：

1.提高充电速率是首要发展方向

很多车型在达到了基础的400+公里续航里程之后，选择将提高充电速率作为首要发展方向。最典型的就是IONIQ5 和Taycan，其充电15 分钟可行驶200 公里以上。这已经足够满足一般远途出行需求了，驾驶员每行驶200 公里下车休息（喝咖啡，上厕所等）15 分钟是正常的循环。由于性能趋向，Taycan 配备了高性能电芯和电压平台，快充表现出色。更值得关注的是贴近实际客户使用需求的IONIQ5，其快充配备更有推广价值。

等充电设施逐渐普及、里程焦虑逐渐消失时，能够和加油一样快的充电体验将会推动整个电动车市场发展。

2. 超长续航里程是可选择的发展方向

600 公里以上超长里程车型路线对于高端或者旗舰车型以及针对跑远途客户的车型也是选择之一。

3.中低价电动车型仍然有市场

左下角那条向分水岭行进的发展线在一段时间内应该还会云集中低价车型或者入门配置款。

4.Tesla Model 3 LR 优势明显

Tesla Model 3 LR 在充电速度和续航里程两方面都有明显优势，可见其确实在电芯、电池包系统、整车系统等方面技术领先、实力雄厚。

二、续航里程与充电性能展望

（一）电芯和整车技术的发展需求

距离2025 年还有4 年，4 年基本是传统车型一代车型的开发周期。以前，换代车型的变动可能并不巨大，但是现在，电动车领域各车企面临的会是从第一代到第二代或者是第二代到第三代的大变动，其中还会有很多意想不到的革新。

从2025～2030 年整个市场的需求端来看，高阶自动驾驶的应用有望得到极大的普及。顺着这个思路，那么“电动化”的发展一定会比“ADS”的发展更早更稳。到2025 年，车企都应该在电动化技术、市场、财务等方面打下比较扎实的基础，才能适应汽车电动化新时代。

谈到续航里程和充电速度，首要部分肯定是电芯的发展，而其中，电芯能量密度的发展是核心之一。

从技术供给方面看，目前主流电芯能量密度在250～300 瓦时／千克左右。我们期待到2025 年，在固有技术方向的前提下，将电芯能量密度提升10%（每年提升2%）达到300 瓦时／千克左右。同时，半固态电池的应用会逐步出现，纯固态电池的几个技术路线的发展方向会更加清晰。

除了提升电芯的性能，还可以对电池包集成、电驱动系统、热管理、整车等进行优化，改善总体性能，如果能取得10%的优化，那么加在一起就是20%左右的提升。

从客户需求角度看，目前基础豪华车的WLTP 续航里程为400 公里，实际驾驶里程仅为300 多公里，上高速或者碰到糟糕天气时实际里程不到300公里，并不太理想。如果车企能够把WLTP 里程提升到500+公里，对应的实际驾驶里程达到400+公里，恶劣天气下仍然有近400 公里的续航里程，就基本可以满足正常需求了（这一里程数也很接近传统燃油车型的600～800 公里）。当然，电动车并不需要与传统燃油车达到统一的续航里程，探索并满足客户的实际需求才是未来的发展方向。

我一直在思考的一个问题是，续航里程到底需不需要达到1000 公里。

有几家公司宣布将发布续航1000 公里（NEDC 工况）的纯电车型，WLTC 里程在900 公里左右，实际驾驶里程大概在800～850 公里，这一数据略高于常规燃油车的。当然，这类车型更多是作为品牌展示技术和形象的旗舰车型而存在，将续航里程提升到1000 公里肯定需要半固态／纯固态的电池，甚至更新的技术。在充电不方便时，这一超长的续航可以保证充足的行驶里程。不过，笔者认为随着充电网络的普及，追求超高续航里程的实际意义并不大，就和电车加速性能一样，动不动就低于4 秒的零百加速并不是常规客户的购车需求，这样的“需求”也不安全。

浅阅读是走向深阅读过程中的起步阶段。在这个阶段，阅读主体可以大致拟出阅读的提纲或思维导图，至少在脑中会形成对阅读内容的总体印象，判断出下一步需要详读的部分和略读的部分。

把技术供给和市场需求两方面放在一起看，可以发现20%的整体续航里程提升和从400+公里提升到500+公里基本上是对应的。从这个角度来看，乐观分析，到了2025 年，电动车的性能基本可以满足大规模的市场需求。

如果500+公里的续航里程配合接下来几年充电设施的普及，经过市场检验，仍然无法满足客户需求的话，那么里程数目标可能会有所上调。

我们注意到大众现在又开始推动电驱桥模块化，这一思路和以前的套娃模块化类似。也许在2025 第二阶段战役完成后，在下一个阶段的市场竞争中，电动车技术成熟，客户需求稳定，单个车型将向品牌家族车型过渡，模块化可以优化成本，增强品牌的竞争力。目前，车企还都处于针对几个指定产品和市场细分打造拳头产品的阶段，模块化并不能产生优势。

另外，热管理方面.奥迪在最新纯电车型上提供的可选热泵的思路也是很好的技术趋势方向，毕竟这个需求更多是和特定市场或者用户群体相对应的。

（二）展望2025 电动车续航里程与充电性能指标

这里我们用一些具体的数字来做分析和展望，为了使分析更加概括和容易理解，我们选用第一部分提到的几类细分车型，用一些取整但是又比较接近实际的数字来做计算，这些“粗略”的计算可能有一些误差，但是不影响分析预测趋势，这也是从初始概念到具体属性目标开发一个车型的流程之一。

表1 综合了2021 年市场上电动车型的数据。其中，黄色部分的数据是输入，蓝色部分是计算或者预计得来的，红色的数字是比较关键的指标。WLTC里程，充电时间，单位时间充电里程是根据大方向取整数的。能耗根据目前主流车型数据进行平均和归纳，小车暂且算18 千瓦时/百公里，大车暂且算20千瓦时/百公里，电池电芯损耗率假设取整5%。平均充电功率根据电池容量、充电里程和总里程计算，据此得出平均充电率。平均充电率适当加了个损耗量，并且由此算出最大充电率。

表1 2021 年电动车数据

从这些粗略的数据可以看出目前各类车型的电池容量：

基础豪华车大概在8 0～9 0 千瓦时；快充的车型在90 千瓦时左右；

长里程车型达到甚至超过了100 千瓦时。

四个细分车型的平均充电功率在50～150 千瓦之间，很符合当前充电设施的普遍能力，对应的充电率也在实际范围。

根据2021 年的数据，我们把前面提到的2025 年的目标里程和充电速度加入进行对比（表2），这里有一个假设，就是整车能耗改善5%，下降1 千瓦时/百公里。如果我们把部分数据用图来表示，可以得到图5。从表2 和图5，我们可以明显看出2025 年各类车型的发展方向：

表2 2021 年和2025 年电动车数据对比

图5 2025 年电动车市场展望

1.入门车型（Leaf，ID3 等车型为例）

里程和充电速率的逐步提升会让很多＂代步车＂更加容易被大众市场接受，尤其是在住宅停车场充电桩逐步到位之后。大功率快充对普通用户意义变小，里程数满足一周的上下班需求即可。

所以电池容量在50～60 千瓦时左右，配合50～80 千瓦快充储备能力，这个快充功率对应的电流不需要额外的充电枪冷却，会是比较好的选择。

2. 基础豪华车型（EQC，iX3，C40 等车型为例）

WLTC 500 公里可能会成为新的门槛，粗略估算主流电池容量在90～100 千瓦时。续航里程和充电速率均比目前增加，这主要是由前面第一部分提到的电芯与整车在技术供给上的提升加上更实际的客户需求所驱动的。

从充电率来看，没有增加甚至有所降低，说明充电速率还有提升余地。这里的计算由于取整会有一些误差，可以想到的就是150 千瓦快速DC 充电将在这一细分普及，150 千瓦充电桩相对超大功率的更容易冷却一些。

3. 长里程车型（Model S LR 等车型为例）

这类车型和目前的车型不会有太大的不同，主要是增加续航里程。超出600 公里的续航里程更多是展示品牌形象和技术，多定位于旗舰车型。仍会有车企推出续航1000公里的车型，其实际意义仅是在充电网络铺开之前的这个短期内保证充足的续航里程。

4. 快充车型（Taycan, Ioniq5 等车型为例）

这类车型应该是重点。略有增加的电池容量和续航里程，配合上200+ 千瓦的快充，应该可以满足绝大多数客户需求了。可以发现充电率没有极大的变化，仍然在目前能量型电池能达到的极限之内。但是要在系统层面达到并维持这一充电功率还是比较难的，这也说明超快充电技术的进一步发展需要电芯技术的支持。另一方面，15 分钟完成10%到80% 的充电速度，也是目前基础豪华车充电速度的两倍。

三、写在最后

要想实现上面这些对2025 年展望的技术指标，最核心的两点是提升电池性能（包括能量密度与成本）和降低整车能耗。低端车型的消费者对价格敏感，这就需要严格控制电芯成本。高端车型由于电池容量大，对电池的能量密度和成本依赖度高，整车能耗对续航里程和单位时间充电获得的里程影响严重。

目前，锂离子电芯能量密度的年增长速度已经略有见缓，虽然可以达到2025 年的需求，但是之后持续拓展就需要新的技术了。所以2025～2030 年业内应该会出现更多包括固态电池在内的新技术路线，来延续这一发展方向，当然也需要考虑安全方面的需求。

在优化整车能耗方面，除了提升电驱桥效率以及进行整车层面的优化以外，车企不可忽视电芯内阻的优化。电芯内阻对大功率充电和车辆正常行驶的放电效率都有影响，尤其是在大功率充电逐渐普及之后，由于电芯内阻产生的损失将急剧增加。（作者系“几何四驱”专栏作者。国内智能汽车增量部件供应商解决方案架构师、曾在ADAS、中央网关、车载计算平台等多个业内前沿的研发项目中负责软件架构设计。）