电动车与燃油车
电动车与燃油车有什么优势的地方？电动车是未来吗？
# 一、话题背景
# 政策
- 2016年10月，德国联邦参议院以多票通过了2030年后禁售传统内燃机汽车的提案。参议院建议德国立法者敦促其它欧盟成员国接受这一建议，2030年后只允许零排放汽车上路。
- 瑞士2030年
- 法国2040年
- 瑞典2050年
- 挪威2025年
- 荷兰2025年
- 英国2040年
- 比利时2030年
- 印度2030年
# 整车厂商动作
- 特斯拉，是带动整个电动车行业发展的领导者，把商业化做得淋漓尽致；
- 奔驰宣布2022年之前汽车产品线实现电动化，所有车型都只提供混合动力或纯电动版本；
- 沃尔沃承诺在2019年之前将产品线全部改造成电动化；
- 通用汽车到2025年，别克、雪佛兰和凯迪拉克旗下将近全部产品实现电气化；
# 为什么要设定零排放的政策呢？
- 减少城市中心的空气污染，减轻汽车对城市环境的影响。
- 增加GDP
- 改善能源结构，让电力作为主导
# 二、影响
- 石油依赖进一步弱化
- 对中东等严重依赖石油出口的国家造成严重的影响；
- 石油企业；
- 对城市中心环境进一步优化，“超大型城市”持续发展，特大型城市房价继续上涨；
# 三、电动车与燃油车相比有什么优势的地方？
# 1.能源转化与使用效率
传统交通工具使用内燃机，热效率在15%至40%左右。电动汽车的能源利用效率与之相比，其实优势并不明显。
电动车使用的电能，绝大部分来自发电站。虽然我们有水电、风力发电、核电等各种“清洁能源”，但现状却是：火力发电仍占中国总发电量的81.7% 。火力发电厂的热效率一般可以高于30%到40%。然后再乘上电动车的用电效率（大概在70%到80%左右）。另外，电动汽车和电动自行车通过电池供电，还要乘上充电效率。这样算下来，电动车的总体效率与燃油车辆相比，已经相差无几。
非要对二者分个高下的话，我们参考了国内电动车充电系统领域专家的意见，专家认为电动车的能源利用效率略高，比燃油汽车高3%左右。这个数字并不大。
但是，电动车有另一个优势：我们知道，电力的生产是全天24小时的，生产出来用不掉的电力会被浪费掉。而电动车的充电一般在夜间，对电力系统而言，可以起到非常好的“削峰填谷”的作用，有利于维持电力系统的稳定。夜间供电于储能系统是最好的利用电能的方法，因为它可以将用电和用车的共同闲置时间形成配合，电价低廉并保护电网。
# 2.污染排放
电动车的电能主要来自火力发电，火力发电和内燃机一样，都要消耗化石燃料，这个过程会产生多种污染物质。换句话说，发电厂的大烟囱有污染，而汽车尾气同样有污染。但是，电厂通常建设在远离人口密集的地区，与燃油车相比，污染源要更加远离人群，更方便对污染进行统一处理和控制。
能源运输环节也会产生差距。电力通过国家电网来运输，几乎不会产生污染，比燃油的运输要环保得多。
电动车的一个劣势在于电池污染。电池当中含有重金属和酸碱成分，一旦泄漏，对环境的污染是迅速、严重和长期的。此外，电池污染主要发生在电池的生产和废弃环节，在使用中一般不存在污染的问题，可控性还是比内燃机要好。
# 3.能源系统
- 纯电动汽车的使用成本比传统燃油车低；
- 同一最大输出功率水平下，电机本身的成本非常低，这也是特斯拉性能爆棚但售价相对于性能车较低的原因。所以用电动机作为峰值功率输出，纯电动力系统是较低的。
# 4.动力系统与控制系统
- 更多的汽车空间，动力系统易于保养: 同样输出功率下， 电机体积非常小，并且可以实现轮毂附近布局的形式，将整个传动系统极度简化，换句话说，奥迪花了几十年引以为傲的quattro四驱系统，在电机车中是一个程序升级就能解决的问题。其实能看出来电动系统的平台和传统汽车的平台构建逻辑是非常不同的，电动力系统的结构可以相对简化，所以在传统汽车平台上替换电机，是会牺牲一部分优越性的。
控制、安全优势(自动驾驶更有优势)：首先电机的反应速度极快，电信号能够直接转化到机械信号，而传统汽车的启动加速停止每一环都有一个控制误差的Loop，紧急情况下反应就慢了。还有就是， 自动驾驶或者程序辅助驾驶难度更大，在电机动力系统的控制与反馈就非常灵敏，为了达到安全标准和反应速度，汽油车的自动驾驶反应速度不可避免地会收机械系统拖累，现在做自动驾驶的也基本上是电车，所以电动力系统跟自动驾驶是相辅相成的。
保养、寿命优势：优质电机的保养间隔时间在30,000小时左右，与内燃机有数量级上的差别。和燃油车相比，电动车的保养费用少得可怜。目前一般的家用电动车的保养周期为10000公里左右，和燃油车无异，但保养价格仅为400元左右，仅为同级别燃油车的一般，并且时间越长电动车的保养价格优势就越明显。
效率优势：电机在输出过程中，单在这个过程中效率变化不大并且非常高（90%左右），非常适合频繁启停的任务要求。
# 四、有哪些阻碍电动车发展的地方？
# 1.电池: 一直困扰电动车发展的根本
电池技术之电池密度
PACK能量密度真的达到了300WH/kg，（现在也就是100多一点），意味着届时电动汽车续航是现在的2.5倍左右——200KM变500KM，倒是能满足大部分家庭的一般要求了。
500KM续航，电池PACK达到300WH/KG，这样对应单体怎么也得350WH/KG，其实这已经是锂电的极限了，估计甚至要从全固态甚至是锂硫锂空领域找突破才有可能实现。
电池技术之电池成本
最大规模优化能力最强的电池厂商，电池的成本也在300/kwh左右，特斯拉相同配置的型号15kwh的容量增加在终端售价最少提高8500, 在567/kwh。电池原料价格上涨速度非常快，现在保有量才0.2%，高里程（200km以上）的电池电动汽车对于电池几乎就是浪费，应该合理分配电池资源，而且一味增加电池只会让电动车更不具备性价比，是一个非常严峻的问题。
# 2.充电(换电池)
# 充电(换电池)的设施电网
需要完善充电(换电池后就可以快速离开)的电网，否则无法适应长途的场景。
# 充电速度
如果充电速度太慢，那么充电的车非常地多，需要等待很久；
快充会对电网造成压力；
换电池应该是最好的方案，可以获得晚上的电力蓄能，避免能源的浪费，而且等待时间短；
特殊环境 比如北部、西部偏远地区，极寒条件，空气稀薄（负压对电池可不好），光这些地方电动汽车（的电池）也很难吃的消——还是那句老话，为什么藏区藏民喜欢开陆巡呢？可靠，更能胜任极端条件，而电动汽车——天冷的时候算准SOC，少趴窝才是目前比较实际的目标。
# 五、前期应用场景
# 短程城市场景
- 城市出租车(专车)与自动驾驶L4结合(有机会和Uber、滴滴直接竞争，然后成为出行运营商): 当车闲置的时候自动到最近的充电网进行充电(如果不够车辆服务，直接通过更换电池然后直接投入服务)，需要用车的时候来接你并送到目的地；
- 城市代步60公里以内；
# 五、个人总结
- 电动车是未来趋势，重要原因解决城市中心的空气污染问题(例如:北京雾霾)；
- 完善政策保障锂电池回收产业已经是迫在眉睫；
- 从技术上看电动车与燃油车相比优势很明显，但能源效率上其实相当；
- 可以轻松更换与选择不同容量的电池，是最好的效率优化；
- 可以投资电池相关的头部产业，未来会有持续的增长，例如: 松下、比亚迪、宁德时代；
- 换电池这样的方案，会比只充车上的电池充电更有效率；
- 自动驾驶对电动车是有利的，人们不必焦虑没有电，当车闲置的时候自动到最近的充电网进行充电，需要用车的时候来接你并送到目的地；即使的长途的场景，AI也能自动完成换电池(快速充电)的步骤，车内的人只需要去洗手间或到休息站休息下，即可继续出发；
- 电动车对自动驾驶是有利的，相比于燃油车成本更低。(1)更少汽车维护成本；(2)可以利用晚上的无用电力进行电池的储能，更低的成本；