里程焦虑，电动车之癌

电动汽车车主王昊(化名)最近很焦虑。

作为“造车新势力”小鹏汽车的首批车主,他在几个月前买的新车近日被曝出因国网软件系统升级,导致无法在高速服务区充电,这让他的十一自驾游计划有了变数。

这种情况类似于你开一辆燃油车自驾新疆时需要遵循的一个基本原则,只要看到加油站就要进去把油加满(如果加油站有油的话)。因为在广袤的天山南北,你不知道下一个加油站在哪,以及那个加油站是不是有油。

对于电动车的车主们来说,一个名为“里程焦虑”的专有名词精准地反映了这种让人时刻处于精神紧绷的状态,这甚至能成为一种略带病态的强迫症。

它作为一个名词,最早出现在1997年《圣迭戈商报》关于通用纯电动车EV1(通用在1996量产的一款纯电动车,1999年该车终止运营)的报道中。围绕纯电动车有限的行驶里程和局限的充电环境,至今,“里程焦虑”已经困扰了电动汽车业好几十年。

如果把电动车形容为一个人的话,“里程焦虑”就像是与生俱来的原癌基因,如影随形。

里程之痛

在里程焦虑方面引发的各种段子里面,电动汽车被称为“电动爹”。

因为一旦开着电动车上了高速,以下事实是可以预见的:时不时瞄一眼中控屏上显示的续航里程、担心路过的服务区充电桩是不是能用、如果能用的话充多久才能撑到目的地等等,这就是里程焦虑的典型症状。

蔚来汽车曾经对里程焦虑表达过不服输。蔚来汽车创始人李斌曾有一句名言,“油车能去的地方我们也能去”。去年9月,为了证明这句话,蔚来汽车还组织了一场“蔚来车主新疆行”活动,从广州出发,开着纯电动车蔚来ES8,跨越8000km前往新疆的霍尔果斯口岸。

然而,路程中,他们用拖板车带着移动补电保障ES8的远途行动。

如果说“电动爹”还带有一些调侃意味,而且目前并未看到对蔚来的明确销量影响的话,那么包括福特汽车、通用汽车和日产等曾经犯下的有关里程焦虑的错误,付出的代价就过于高昂了。

2016年4月18日的《底特律新闻》曾经报道,福特电动车项目总监凯文·莱登(Kevin Layden)表示对于2017款电动版福克斯来说,100英里(约160公里)的续航里程足够了,而2016款电动版福克斯的续航里程甚至只有76英里(约120公里)。

当年通用雪佛兰Bolt和日产新款聆风的续航里程均为超过320公里,而特斯拉当年承诺Model 3的续航里程接近350公里。

这是一次新造车和传统车企有关续航里程方面的不同判断引发的一次大PK。后来发生的事人们都知道了,现在除了Model 3继续大红大紫之外,电动版福克斯、雪佛兰Bolt和日产聆风的消息已经基本看不到了。

除了电池本身续航技术限制之外,气候对动力电池的影响也是生活在高纬度地区人们的一个切肤痛点。

2018年12月份,蔚来汽车进入了交付ES8以来的第一个冬天。结果标称355公里的续航里程,被一些车主和试驾者认为在寒冷地区只有200多公里,甚至有人据此认为ES8在续航里程方面甚至不如老年代步车。

无奈之下,蔚来汽车发布了一个《ES8冬季续航里程与使用建议》,但其中有关建议车主“酌情”关闭车内空调等举措,以及蔚来创始人李斌后来的一番“电动车一味做大续航没有技术含量”等言论,引发了更多的讨论。

此外,充满变数的充电网络也在加剧人们的里程焦虑。

就像传统国产汽车曾经在变速器等核心零部件采购方面遭遇过“卡脖子”的现象一样,对于电动车企业来说,对充电网络的依赖也会出现类似状况。

文章开头的车主王昊所购买的电动车近期无法在国网充电就是一例,国网的软件升级并非带有敌意性质,但却在无意间剥夺了该汽车品牌车主们的远距离出行权。

这是车企的现实挑战——光是自己埋头于家庭车位充电+超充的模式无法完全解决里程焦虑难题,还得跟国网这样的第三方巨头做好技术对接,不然就要出状况。

一方面,自己搞超充需要投入大量的研发成本和硬件建设成本,投资回报周期又很长,而电动车公司又普遍缺钱;另一方面,超充只能优先顾及核心城市和干线网络,无法覆盖足够多的充电需求,所以除了依赖第三方巨头之外,别无他法。

比如蔚来汽车想把自己的Nio Power独立出去,就在一定程度上表明,车企对于解决用户里程焦虑方面的巨额成本已经不堪重负。因为这需要协同好来自三个方面的创新——车企自己的充电技术创新、类似于国网这样的第三方充电技术创新,以及车企和第三方之间创新技术的有效对接。

基建不足

在“里程焦虑”发作时,人们第一个想到解决方案,是加大充电桩的布局密度。

今年7月,国家能源局公布的数据显示,截至6月底中国的充电桩数量已超过100万个。这是全球规模最大的电动汽车充电网络,同时车桩比也达到了3.5:1,基本上对电动车的发展保持了跟随。

此外,根据《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》,到明年年底,国内将建成480万个充电桩和1.2万个充电站,满足多达500万辆电动车的充电需求。

这是一组惊人的数字,也是基建狂魔绝对实力的体现。

但就当前而言,基础设施还远未达到加油站的分布密度,这在一定程度上使得里程焦虑成为电动车推广过程中的附骨之疽。

电动车跑不了长途,出不了远门,就相当于限制了其适用范围,削弱了在市场上的竞争力。

比如前述车主王昊,他手里有一辆造型新潮的电动车,但因为充电问题,这个十一他可能上不了高速、玩不了自驾游。

不难想象的是,即便是按照“指南”完成了充电桩和充电站的建设,但是在具体观感上可能依然无法达到目前加油站的普及程度。

而且与几分钟内即可完成加油相比,这个庞大的充电网络还依赖于快速充电技术的发展,才能减轻里程焦虑带来的折磨。

治疗这个顽疾涉及到多方面的创新,一是车载动力电池技术,二是BMS电池管理系统,三是充电网络自身的技术进步,以及互相衔接的成熟度。

BMS成“分水岭”

车载动力电池的巨大需求,造就了电池巨头们的黄金时代。

高工锂电研究所发布的2018年全球动力电池出货数据显示,宁德时代、松下、SDI、LG化学、比亚迪、国轩高科等TOP10电池巨头一共出货86.1GWh,在全球总量中占比达到81.2%,显示出行业集中度提升、头部效应放大的迹象。

考虑到动力电池是电动车的核心零部件,这种现象类似于传统汽车行业中爱信、ZF、格特拉克在变速器行业中的呼风唤雨,即车企在相关领域的创新技术水平,实际上取决于一些供应链巨头。

换句话说,电动车公司如果想从动力电池这一环节解决里程焦虑,某种程度上需要依赖于这些电池巨头的技术进步。

在今年7月份的2019世界新能源汽车大会上,宁德时代董事长曾毓群表示,到2025年动力电池的能量密度可望达到250Wh/kg,价格能够做到700元不含税,而目前的价格是950元～1150元。

这意味着届时动力电池的续航里程提升,价格下降,所以曾毓群称2025年电动车的全寿命周期成本将低于燃油车。

曾毓群的话表明了他在这个领域的话语权,因为在一辆电动车带给人们的里程焦虑中,电池巨头的表现是比较关键的一环。

那么问题来了,车企在这方面难道就任由电池大佬摆布?

也不全是,比较重要的就是BMS(电池管理系统)。在从第三方采购电池硬件之后,考验车企核心技术的时刻就开始了。

事实上跟电池一样,BMS也是一个开放的市场,比如宁德时代也提供包括BMS在内的打包解决方案。

但是对于一个车企来说,如何最大程度的挖掘电池的续航潜力,克服里程焦虑,并确保足够的安全冗余,这就要看BMS系统中包括电池状态监控、热管理、充放电等在内的优化设计和后台算法了。

这是核心科技。

而且现在是智能电动车时代,通过OTA升级的方式,可以通过持续升级BMS系统,不断提升续航里程和安全性能。

差别就在这里——在电池容量相同的情况下,因为BMS电池管理系统的设计不同,电动汽车在续航里程、充电时间等关键指标方面的表现将会大相径庭——对于里程焦虑这个恶魔来说,不同车企的BMS是一个分水岭。

如果自己能够搞定BMS,那就能在软硬件的适配方面挖掘更多的潜力、做出更多文章,在解决里程焦虑方面拥有更大的话语权。

这方面一个比较典型的例子就是特斯拉。

根据去年瑞银拆解特斯拉的结果来看,后者的BMS在融合了数据采集、能量一致性管理、热管理、通信功能等基础之上,还叠加了机器学习等前沿技术,这使得BMS能够不断通过收集实际驾驶过程中的大数据,实现包括算法在内的自我优化,从而获得更长的续航里程,以及更高的安全系数。

但说到底,单靠BMS还不足以在对抗里程焦虑的战争中完全处于上风,还需要比较关键的两个友军——车企和第三方的充电网络,这也是容易出现变数的所在。

里程焦虑怎么破?

对于人类的健康来说,没有一种癌症是无辜的。

谁搞定了这个难题,谁就预定了诺贝尔医学奖,即便是并未完全搞定,仅仅是重大突破,也足以救人一命了。

同样的,对于电动车的发展来说,里程焦虑作为电动车之癌,谁能比较好的找出一种效果还不错的靶向药,谁就占据了竞争的制高点。

从现在的情况来看,这里面大概分为两种情况,一是传统车企,二是新造车。

传统车企在平台化方面的经验,依然可以在这个新能源时代帮助到他们,平台化能够带来更多、整体感更强和更优化的源发设计、通用性以及更快的产品投放速率,既可以在电池组的配置方面做到按需标定,又为通过物理方式解决里程焦虑提供了可能性。

比如特定场景下的换电模式,另外还有一个好处就是能以较高的速率投放产品,在短时间内丰富产品线,这也是一种竞争力。

这方面动作比较大的是广汽新能源。

自从砸下30亿元(官方数据)开发GEP纯电动平台以来,广新已经在不到5个月的时间内先后放出了Aion S和Aion LX两款全新车型,前者的最大综合续航达到510公里,后者更是高达650公里,里程焦虑不能说没有,但已经没那么突出了。

最新消息是,明年3月广新就将投放第三款车型,这是一款定位低于Aion LX的纯电动SUV,这种堪称恐怖的产品投放速度给对手带来的压力是破坏性的,而这一切都来自于传统车企的拿手好戏——平台化。

第二个就是新造车,这个领域要谈里程焦虑解决方案的话,绕不过去的话题就是特斯拉。

特斯拉在这方面有三板斧:一是拥有松下这样的顶级供应商,而且双方的利益高度捆绑(松下联合出资建设电池工厂),降低了采购成本;二是收购Maxwell(麦克赛尔)继续电池技术方面的研发创新;三是BMS系统——从相对低成本的硬件采购,到自我电池技术储备(也能给松下施压),再到软件系统,特斯拉建立了一个对抗里程焦虑难题的体系。

这套体系不是一天建成的,当然也是昂贵的,所以才支撑了特斯拉的高端定位,但是到目前为止,这套体系在新造车里面也是最有效的,因此这个路径能够带来不少启发——如果不差钱的话。

总体而言,水无定势人无常态,没有放之四海而皆准的真理,而新生事物又总是多灾多难。但正像人类终将攻破癌症难题一样,电动车公司也终将搞定王昊们的里程焦虑——谁先做到,对于行业的贡献不亚于窃取神之权柄。