電動汽車究竟可以跑多遠？

2017年開始，全球各國相繼宣佈或者開始規劃禁售燃油汽車的時間表。對於車企來說，這是一個讓人既興奮又焦慮的消息。興奮的是，前進的方向已經確定，沒有什麼可以猶疑的了；焦慮的是，單從續航里程這個硬指標來看，當下能拿得出手的電工汽車產品，還寥寥無幾。時至今日，特斯拉Model S創下的續航超過500km的成績，在電動車領域仍然是一個讓人仰視的記錄。

圖1，特斯拉Model S各款車型的最高續航里程（圖片來源：特斯拉）

技術的門檻還沒邁過去，市場激勵政策卻已經開始退潮——今年6月，中國財政部對電動汽車補貼政策進行了調整，明確對續航里程150公里以內的新能源車型取消補貼，而續航里程在300公里以上的車型補貼力度才能與2017年持平。其用意非常明顯：要把錢花在刀刃上，扶持技術含量更高的電動車企。政策調整的“擠出”效應已經顯現，資料顯示6月國內新能源車銷量環比5月下降了22%。

所以“電動車能跑多遠”這個問題，今天不僅僅是一個續航里程的技術問題，也關係到相關的廠商，或者行業究竟能夠“跑多遠”的問題。大家對它的關注和緊張可想而知。

要想讓電動車“跑得更遠”，從技術的角度講，無非是要解決兩個問題：開源和節流。所謂“開源”，就是要有動力電池技術的進步為車輛提供更為充足的能量；而“節流”就是要對動力電池進行更好的管理和控制，讓其高效安全地運作，釋放出最大限度的潛力，這就是電池管理系統（BMS）的工作了。

就電池技術而言，我們暫且放下那些前瞻性的、商用前景還不明朗的技術不表，而將目光聚焦在已經商用和準商用的鋰離子動力電池技術上。通常，人們按照鋰離子動力電池的電極材料對其進行分類：按正極材料劃分，包括錳酸鋰電池、磷酸錳鐵鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元電池；按照負極材料，可分為石墨和鈦酸鋰電池。各個電池的性能表現見表1。

其中，錳酸鋰電池高溫時易溶解，穩定性和安全性不高，磷酸錳鐵鋰電池不夠成熟、壽命短，所以都不適合做電動汽車的動力電池。磷酸鐵鋰電壓穩定、經濟性好、熱失控溫度在800℃以上，安全性高，所以被廣泛應用於電量需求大、執行時間長、服務壽命長、安全要求高的電動客車領域。而三元電池能量密度高、壽命長，失控溫度在200℃以上，受制於安全性不會製作成大容量單體電芯，在空間小、續航里程要求高、能量密度敏感的乘用車市場，其應用增長很快，特斯拉採用的就是松下提供的三元電池。

改善動力電池性能的另一個著力點，是負極材料的創新上。傳統石墨負極在電池過充時，碳電極的表面會析出金屬鋰枝晶，容易擊穿電池隔膜，造成電池內部短路和熱失控，這一直是鋰離子電池固有的安全隱患。而採用鈦酸鋰做負極材料後，不會產生金屬鋰枝晶，消除了熱失控風險，而且其低溫特性好、功率高、迴圈充電可達上萬次，所以備受關注。當然，鈦酸鋰的缺陷也和明顯，如高溫脹氣、平臺電壓低、成本高等等，所以目前它的應用場景多在續航里程不高或混合動力汽車上，這看上去似乎對“跑得遠”難有大貢獻。不過，值得注意的是，鈦酸鋰有“快充”的優勢，這很可能會改變人們對動力電池使用習慣的認知——從追求“充一次跑很遠”，變成隨用隨充，隨充隨跑。

在開發新的動力電池技術，提高動力電池續航能力這個問題上，現在已經不是個別企業的行為，而已經上升到各國的國家策略。各國都為此制定了動力電池的技術發展規劃。如在美國能源部規劃中，提出將通過一系列的技術進步，將動力電池的能量密度從2012年的100W•h/kg提高到2017年的250W•h/kg。中國“十三五”規劃中，制訂的目標是能量密度300W•h/kg動力電池實現批量商用，同時啟動400-500W•h/kg高能量密度動力電池的技術開發。

所以在眾多動力電池技術中，雖然人們現在還沒有為電動汽車找到那個Mr. Right，但各方面資源的灌溉，還是會讓我們對未來充滿了期待。