技术突破了，汽车整车企业可以摆脱“宁王”等动力电池   

据SNE Research 5月数据，2023 年第一季度，全球电动汽车电池装车量达到1.33亿千瓦时，宁德时代以35%市占率排名第一，比亚迪动增至16.2%位居第二。车载电池市场集中率进一步提高。

然而，由于采用全新的技术，很快整车厂家将会摆脱动力电池企业。

【资料图】

假设，中国乘用车2800万辆每年，都安装了电池，每辆车安装40千瓦时，每年约需要11.2亿千瓦时，2023年预计全球才6亿千瓦时。

但如果整车厂家能够采用钠离子电池作为车载动力，这样的电池缺口很快就被满足。

5月30日，中国科学院物理研究所研发的钠离子电池相关成果在2023中关村论坛上发布。该型号的钠离子电池已在实验室实现了200瓦时每公斤的能量密度，有望进一步提升性能、降低成本。

我们知道钠离子电池原来量产只有120~150瓦时每公斤的能量密度，每度电成本在300~500元。使用寿命达到1000~3000次。按500元3000次计算，单次充放电只需要0.16元，跟全国电网平均输配电成本相当。

2023年全国大部分地区的分布式光伏上网电价已经低于0.39元，部分地区已经低至0.12元每度。光伏直充新能源车的钠电池，包含电池成本在内，车载低于0.5元每度电。

问题的关键在于：钠离子电池能否用在新能源汽车上，车载电池使用寿命能否达到3000次。

答案是通过新式增程车，利用现在的钠离子电池可以达到此目标。

理由如下：

1：新式增程燃料+钠离子电池的能力密度可以达到1000瓦时每公斤，绝大部分出行都是用光伏发电电能非常环保，燃料使用可再生燃料酒精乙醇等。

用一句话说：可再生燃料可以让电化学电池的能量密度不再是问题。举个例子，你的收入和马云一平均，你就是亿万富了。但日常生活中，你只花自己的收入，自己没钱花可以去支付宝借。对于整车能量密度指标来说，已经实现了高能量密度，实现了轻量化。

2：新式增程车可以让钠离子电池的寿命成本增加，通常电池容量衰减80%以内就需要换电池，但新式增程车即便衰减到50%，电池仍可继续使用。举例说明。出厂电池40度，冲放电6000次，电池衰减到60%，仍有24度。可以继续使用，只是纯电续航里程少。如果钠电池使用寿命高过6000次，充放电成本将低于0.1元。  

这两点是怎么做到呢？答案是高效率

光伏发电效率高达25%（隆基多层结光伏面板模组最高达31%），电动车车载电池充放电效率高达95%，电动机效率高达92%。

电动车从太阳能转化为车辆驱动力的效率在21%以上。

如此高的效率相当于把阳光变成免费的等热值石油。请注意光伏面板是安装在屋顶和道路两旁而不是车上。

图1  光伏直充让新能源车用电成本更低，效率更高效的实例照片

这种创新的新能源车不仅高效，而且无需充电桩。只需一个15KW充电插座即可。相较于购置和安装充电桩所需的昂贵费用，这种新能源车能够省下大笔资金。

此外，每辆车还能够减少一半的电池容量，从原本的500公里以上续航降至300公里。按照每百公里15度电的标准，至少节省30度车载电池容量，车载电池成本在300~800元每度电容量，这意味着能够节省1~2万元的电池费用。

相较于特斯拉和比亚迪等品牌，大幅降低充电电费、购车成本。

这种新能源车如下介绍：

图2：新式增程车结构框图

以电为主，用油增程，短途用电，长途用油。

为了更好地利用可再生能源，车辆优先采用光伏直充，夜间则通过外部电源充电。

以图2为例，该车辆驱动功率为120千瓦，百公里耗电12度，电池组36度，续航里程达到300公里。车载三相380V充电机功率15千瓦，配备15千瓦的增程系统，该系统采用发电电动机，可作为增程发电机或车辆驱动电机。

纯电300公里续航，增程700公里，总续航里程可达1000公里。

该车辆充电机不仅可作为增程发电电动机整流单元，还可连接车外380V三相电源或光伏直流600V电源进行充电，因此无需充电桩。

在白天，充分利用阳光光伏发电，只需3小时即可充满电。

当行驶里程超过200公里时，增程发电或停车充电即可满足能源需求。

若车辆没有油或电，可通过另一辆新式增程车来充电，车辆发电功率为15千瓦，能为其他车辆提供充电支持。

这种先进的技术还有其他形式：

图3：双电机的混动车框图

图4：单电机的混动车框

车辆上的发电电动机和驱动电机可以随意组合，如图3和图4所示。

也可以选择不安装增程发动机，而只使用大电池。

但为了保证车辆始终能够出发，必须配备分时复用的发电电动机和整流逆变单元。

纯电动车、增程车的首要属性仍然是车辆，因此需要保证它们可以随时出发。

光伏直接给纯电动车充电，需要很大充电功率，很大可能出现电池没电无法出行的情况。

强混成本高，也无法让车主养成使用光伏直充的充电习惯。

只有不需要充电桩，仅仅需要充电插座，才能让车主停车在任何地方都能充电。

通过问答，您能更深入地了解这种新技术。

1：如何实现低成本造车？

15千瓦的可逆充放电整流单元和发电电动机是分时复用的，相当节省了一套充电机的成本。

相比纯电动车相比节省了一半的车载电池。单单这两项，能够节省数万元。

2：有什么社会效益？

与燃油车相比

中国2021年车用燃料（汽油、柴油等成品油）约2.33亿吨。车用燃料2元每度电。而分布式光伏发电上网电价0.35元每度。

如果能够光伏直充替代车用燃料。每年为社会节省1.5万亿加油费。十年能节省15万亿。

即便考虑电池成本，也只有0.6元。

纯电动车为什么不省钱？

光伏直充可以为社会节省10万亿以上的电网建设费用，新式增程车不用建任何一个充电桩。

输配电网和充电桩成本至少是光伏投资在10万亿以上。，中国人均节省8000元。让新式增程车的备用不管用燃油、乙醇、还是甲醇等再生燃料。都能实现低成本。

与燃油车相比，每年能节省1.5万亿燃料费用，与纯电动车相比，能节省10万亿以上的电网建设，充电桩建设成本。