电动车续航和充电两大难题，何时可以赶超燃油车？

说起新能源电动汽车，大家都知道优势很多，提速快，安静，环保等等等等，但是缺陷也一样明显，最让人吐槽的无非就是两点：

一是续航里程

二是充电时间

如果能在这两个方面追赶上现在燃油车的水平，那基本上就可以说新能源电动车完全取代燃油车的时代来临了。

虽然有些国家已经制定了停售燃油车的时间表，但是消费者更关心的还是，电动车什么时候可以在这两大难题上获得突破？

如果要从纯技术的层面来回答这个问题那估计得讲个几天也未必能有几个人听得懂。

但是电动车续航的计算其实很简单，忽略无关的技术细节并不妨碍我们通过一些大家都能懂的简单计算来预估一下未来的前景。

续航里程

先说一下续航里程，燃油车就是加满一箱油，油箱从满跑到空能跑多少公里。一般油耗不是特别高的车型，续航500公里是起步标准，多数车能跑六七百，续航过千的车型也不少。燃油车续航不够，最简单的解决方法就是带油桶，加副油箱（某些越野SUV）。

电动车的计算方法也是一样的，知道了电池容量多少，百公里耗电多少就能计算出续航里程。电动车要增加续航能力，就得增加电池容量，多带电池。

但是和燃油车不一样的是，

电动车的

电池太沉了！

一般情况下燃油车多跑200公里20升油足够了，也就20公斤。

电池会有多重呢？

以目前续航能力最牛，电池技术也最牛的特斯拉为例，Model S 85KWh的电池组近900公斤，差不多就是10公斤重量提供一度电的能量。

这样的重量等级会形成一个怪圈，

增加续航就需要多带电池，

多带电池意味着增加车重，

增加车重意味着电耗增加，

电耗增加意味着续航降低。

举例为证，目前电动车百公里耗电一般在15度上下，以特斯拉的电池技术如果要增加100公里续航，那就要多带150公斤电池，车重增加150公斤，电耗肯定就不是15度了，最终实际可能也就只能增加60公里续航。

怪圈效应之下，仅仅靠增加电池容量来延长电动车续航是有极限的，如果再考虑电池成本问题，安全问题，电动车车重带来的效率问题，目前的技术条件下电动车的续航里程增加潜力非常有限。

解开这个死结的唯一办法就是电池技术的进步，降低同等电量下电池的重量，或者说提高每公斤电池可以容纳的电能，这个就是电动车动力电池能量密度的概念。

特斯拉Model3用的21700电池单体能量密度接近300瓦时每公斤，一度电大概是3.3公斤。

必须说明

这只是电池，不包括电池控制系统，电池包框架等。特斯拉 model 3的电池包重量（LB/KWH）比model S 85D的电池比值低15%，甚至比Model X/S P100D也低了6%。也就是说model 3的电池1度电不到10公斤了，但是9公斤左右还是有的，这个水平依然不能摆脱上面的怪圈。

国内的电动车什么情况呢？

2018年国内电动车新车型的主流电池能量密度还不到150瓦时每公斤，也就是说目前国内电动车要达到特斯拉的电池容量，电池的份量就比人家重一倍，续航能力就可想而知了。

如果把能量密度的概念用在汽油上，以一公斤汽油所能产生的热值计算，大概相当于12.8度电，也就是说汽油的能量密度是12800瓦时每公斤，是特斯拉电池的42倍。

从这个角度看，动力电池作为一种可移动能源载体，和汽油相比只能说是弱爆了。

当然，动力电池的能量密度不需要提高到汽油这么高，只要能到1公斤1度电的水平，电动车的续航能力就可以大大改观超越燃油车了。

能量密度的提升并不像半导体一样有个摩尔定律，而是随着能量密度的提高，电池的发热和安全风险都会急剧升高。目前情况下如果没有重大技术突破，或者储能模式的改变，就现有电池技术的进步速度而言，电动车续航里程赶超燃油车还只能处于梦想阶段。

充电时间

续航不行，如果充电时间能够象加油那么方便，电动车的弱点也不象现在这样被如此放大。前面已经分析了，现有电池技术情况下电动车续航里程突破难度比较大，充电时间面临的挑战看起来会小一点。

普通充电就不说了，家用充电桩220V30A的话，给特斯拉85KWH的电池充满电理论上需要13个小时，如果考虑充电效率问题，还会延长一到两个小时。

如果是特斯拉超级充电桩，30分钟可以充一半，80分钟充满，这基本是目前的最快速度。

据传保时捷已经开始在德国部署800V高压超级直流快速充电桩，15分钟可以把电池充到80%。

技术上来讲，减少充电时间要么高电压，要么大电流，不管哪一个对于充电安全性和电池的安全性都是不小的考验。

做一个简单计算，220V电压1个小时把特斯拉85KWH充满需要的电流是386A，大概是一般家用空调最大电流16A的24倍。

220V 10分钟充满，需要的电流超过2000A

800V 10分钟充满，需要的电流也要500A左右

而且目前的电池充电技术也不可能做到这种短时间快速充满，快充只能做到从低电量充到一定程度比如80%。

所以，不管什么充电桩，象燃油车那么快完成燃料加注恢复全程续航能力是不太现实的，比较现实的是15~30分钟恢复50%的续航能力。更多的情况下，电网或者电动车的最佳场景仍然是在夜间停驶的时候慢慢充电，对于以城市出行为主的车辆，这个场景确实已经没有问题。

前面仅仅通过简单的计算我们就已经看到，无论续航还是充电时间，在近期的未来，电动车都很难超越现在的传统燃油车。电动车的最佳应用场景在很长时间内依然只能限定在城市内的中短途出行。

如果再加上安全和成本的考虑，完全取代现有的燃油车，电动车的路还长，还需要等待在电池或储能技术上取得重大突破。