电动汽车续航里程 VS 能量密度 VS 能耗 VS价格的关系（有具体数据及分析）

       本人近期陪新能源车企的一位朋友去参加了某市新能源汽车的一个招商会议，茶余饭后闲聊，和该市某位主管主管领导聊到几个问题：1、为什么新能源汽车续航里程目前只有几百km，通过直接无限堆电池增加续航里程是否可行？2、电池能量密度为什么这么重要，国家补贴为什么要求能量密度？能量密度高总体有啥优势？3、目前技术来看，多少续航里程性价比最高？我们该买续航里程多少的新能源车？

       其实相信不只该主管领导，很多行业朋友或许也会有类似疑问，或者大体明白原因却没有数据论证。借机会今天和大家一起讨论下这些问题。本人水平有限，加上数据整理仓促，不确之处欢迎指出。

       先说第一个问题：为什么新能源汽车续航里程目前只有几百km，通过直接无限堆电池增加续航里程是否可行？

      以固定能量密度200Wh/kg电池包为例，设定整车质量800kg（不含电池），能耗率120Wh/km*t。假如我们组装电池能量从20-100kwh递增。所得数据如下表：

       图表数据可以看出，随着电池包总能量的线性增加，其续航里程增加比例却在逐渐减少。      如：20kwh下续航里程为185km，40kwh下续航里程为333km<185*2=370km;   80kwh下续航里程为556km<185*4=740km。曲线总体趋势来看，电池包能量增加，续航里程增幅越来越慢，最终会无限接近某一值。

       同时，随着电池包总能量的线性增加，能耗会一直增加，且会呈现斜率变大趋势。当最终续航里程无限接近某一值时，能耗几乎为某一固定斜率直线增加。

       所以：单纯靠堆积电池并不能理想无限增加续航里程。换来的是能耗增加和成本比例的增加。

       第二个问题：电池能量密度为什么这么重要，国家补贴为什么要求能量密度？能量密度高总体有啥优势？

       我们以某新能源车固定续航里程400km为例，整车质量800kg（不含电池），能耗率120Wh/km*t。假如组装电池能量密度从100-240wh/kg递增。所得数据如下表：

       由图表曲线数据可以看出：随着电池能量密度增加，汽车能耗逐渐降低，且电池价格也在逐渐下降（假设不同能量密度瓦时价格相同）。能耗降低有利于国家和社会节能减排，于双碳政策相符；价格降低更有利于市场竞争力，会吸引更多用户。

       虽然数据曲线来看随着能量密度增加，能耗和价格会逐渐平缓，最终接近某个数值。但以目前电芯技术发展来看，提高电芯能量密度依然是最为可取的方案。

       这就很好的阐释了为什么国家补贴把能量密度作为一个很重要指标。

       最后一个问题：目前技术来看，多少续航里程性价比最高？我们该买续航里程多少的新能源车？

       这个问题有意思。要回答这个问题首先要说明那种性价比？是单纯价格、能耗比还是用户体验。如果单论价格或能耗，从上面数据可以得出里程越短，价格和能耗性价比越低；但如果从用户体验来说，就要具体看使用场景和基建设施这些了，适合自己的才是性价比最高的。

       通过分析，我们也能辩证理解国家之前对新能源汽车的补贴政策的原理和目的。针对补贴标准三要素：续航里程、能量密度和能耗。比如：要想拿到补贴必须达到某续航里程，但如果单纯堆积电池，能耗会增加，不利于双碳节能减排能源政策，价格也会成倍增加，也不利于市场竞争，同时也不利于电芯技术创新。所以补贴政策会强制加入能量密度这一项目来鼓励企业创新，降低能耗和价格。