当前位置:首页 > 科技资讯 > 正文

电动车轻量化挑战:从增重怪圈到减重难题

2019年,布加迪 Chiron Super Sport 300+在德国创造了时速490公里的汽车最快地表速度。为了甩掉多余重量,突破时速300英里的速度禁区,这款车不仅用上了1600马力的W16发动机,车身通体由碳纤维打造,才将车重控制在1996公斤。6年后,比亚迪仰望U9X在德国跑出了496公里的时速,一举刷新纪录,似乎将汽车的轻量化命题埋进了故纸堆。

然而,随着电动汽车全行业的“小车实心化,大车坦克化”,减肥,成了电车迫在眉睫的问题。

01

增肥怪圈

过去几年间,随着我国新能源汽车保有量一路走高,单车整备质量也一路走高,中国新能源汽车的平均重量增加了超过300公斤。一辆中型电动轿车与中大型燃油SUV等重,是常见操作。

电动车轻量化挑战:从增重怪圈到减重难题 电动车 轻量化 电池能量密度 边际效应递减 第1张

同级别电车比燃油车整备质量重几百公斤。电动车变得越来越重这股浪潮背后,最大的问题是人民群众日益增长的续航无忧需求,与电池能量密度久未突破之间的矛盾。

当燃油车用60升的油箱便可轻松达成500公里+续航时,主流尺寸的电动汽车要背上400-600公斤电池才能勉强追平。同时,由于长续航是电车的稀缺属性,高端车型往往会以堆叠电池的方式获得续航的人有我优。

电动车轻量化挑战:从增重怪圈到减重难题 电动车 轻量化 电池能量密度 边际效应递减 第2张

仰望U7与奔驰S,重量相差一吨的旗舰轿车。问题恰恰在于,汽油即使在较低燃烧效率情况下(以内燃机30%热效率计),能量密度也是锂电池的20倍。

正因为电池的能量密度低,电车堆电池加续航这条道路,很容易碰上边际效应递减。按目前行业主流水平,电池容量每增长10kWh,电池包重量会增长60公斤。

这意味着,相同条件下电车的电量堆得越高,电池包越重,电池花在搬运自身重量上的能量就越多,堆电池带来的续航收益越小。而在车辆这个复杂系统中,电池的大体重还会引发螺旋增重。

02

车不是越重越好

新能源车越造越重,与国内消费者的一种普遍认知也分不开关系:车越重越好,越重越安全。这种观念源于早期汽车工业的经验和审美习惯,但现代汽车工业中,车更重=更安全的等式并不总是成立。

反而过度的重量可能会给安全带来隐患。根据动能公式E=½mv²,更重的车重首先意味着更大的动能。一辆重型电车一旦撞上的是电线杆、水泥墩等刚性物体,增重带来的额外动能都会悉数由自身承受。

电动车轻量化挑战:从增重怪圈到减重难题 电动车 轻量化 电池能量密度 边际效应递减 第3张

更小的簧下质量会使悬挂系统拥有更好的动态响应。而从产品的整个生命周期来看,更重的电动车必然会带来更高的各类成本。

03

减重很难,但箭在弦上

一个成年人不可能在管不住嘴、迈不开腿的同时控制住体重。同样,一辆电车更不可能同时实现低成本、小吨位、高配置。早年的宝马i3为了对抗电池的增重,不惜启用碳纤维打造车身。

电动车轻量化挑战:从增重怪圈到减重难题 电动车 轻量化 电池能量密度 边际效应递减 第4张

特斯拉的轻量化成绩斐然,则是在投入大量研发资金后成功攻克一体化压铸、电池底盘高集成化等减重技术的结果。但相比于“电池一堆,车重起飞”,减重要靠一点点抠出来。

如果一家车企想在电车的成本、重量与配置间取得平衡,那么一把手的意志、跨部门的配合至关重要。