图像信用：Yusuke Kawasaki /CC 2.0Flickr /
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由杰西卡Trancik.
通电运输是最有希望的方法是显着减少车辆的温室气体排放的方法之一，但所谓的范围焦虑 - 关于被搁浅的汽车电池搁浅的关注 - 仍然是电动车采用的障碍。焦虑是焦虑的鉴于当前的汽车和充电基础设施吗？
这是我的研究小组和我在发表的文件中发表的问题自然能源，通过新模型仔细看看这个问题。
Specifically, we asked: When looking down on the geographic area of the U.S. from a bird’s-eye view, how many personal vehicles on the road daily could be replaced with a low-cost battery electric vehicle (EV), even if daytime charging isn’t available? Our analysis is, to our knowledge, the most expansive yet detailed study to date of how current and future-improved electric vehicle technology measures up to people’s energy-consuming behavior.
我们发现，目前市面上有近90%的汽车可以被低成本的电动汽车所替代。更重要的是，从纽约到休斯顿再到洛杉矶，这个数字在非常不同的城市都非常相似。也就是说，在美国人口密集和不断扩张的城市，汽车电气化的潜力都很大。
然而，为了实现这一潜力，未来电动汽车司机的需求必须全天候得到满足，即使是那些需要高能量的日子，比如需要长途旅行的日子。
有两个关键的创新可以实现这一点。第一个是预测司机可能超出汽车行驶里程的日子，这正是我们的模型设计的目的。其次是制度或商业模式创新，以便在高能量时代提供替代远程汽车。例如，只要按一下按钮，传统汽车，以及最终低碳的远程替代品，就可能出现在用户家门口。这种需求可能会持续一段时间，即使电池技术改进和充电基础设施扩大。
车辆行驶距离不是一个单一的数字
电动车辆的范围通常在固定数量方面被认为，但是在单一充电覆盖的里程数随着驱动速度，驾驶风格和室外温度的因素而变化。要了解一辆汽车的范围，我们需要超越汽车本身，人们如何表现。
过去四年我的研究小组,我们建立了一个模型(称为“TripEnergy”)的激动人心的驾驶行为的人在美国,他们怎么可能会在他们的汽车使用供暖和冷却系统,以及各种电动和传统汽车会消耗能量以这种方式驱动。
这种方法使我们提供了电动车辆范围的概率视图。例如，对于日产叶，我们发现74英里是中位数的范围 - 基于驾驶模式，在美国的道路上的一半汽车将能够旅行，一半将不会。（福特焦点电动表现类似。）此范围内有一个分布，这表明实际的性能如何变化。例如，我们估计5％的58英里旅行不能一度收费，而5％的旅行可以占5％的途径。
评估电动汽车技术免受驾驶行为
有了TripEnergy模型，我们想知道现在有多少辆汽车可以被低成本的电动汽车取代。我们考虑了一个例子，司机每天只收费一次:例如，在家里过夜。这让我们可以研究一种情况，即现有的公共充电基础设施只需要有限的改变，汽车可以使用可能会在夜间闲置的发电厂。
我们发现，鉴于人们如何在美国开车，平均日的87％的汽车可以用现行的低成本电动汽车代替，只有一日溢的充电。这是基于美国跨越各种城市和社会经济课程的数百万人的驾驶行为。
这些汽车从传统汽车转向电动汽车，即使是在目前以化石燃料为基础的供应结构下，估计也能减少30%的排放。总的来说，这些汽车的行驶里程约占美国汽油消耗量的60%
无论是在人口密集的城市还是在不断扩张的美国城市，这种巨大的每日采用率潜力都非常相似，从84%到93%不等。
虽然确实人们在城市会有不同的行为——在他们如何使用公共交通,他们是否拥有一辆汽车,和他们驾驶自己的汽车,当他们开车,我们发现一个类似的汽车数量在不同的城市在范围之内的所有提供的低成本的电动汽车。
技术改进的回报
如果电池改进，允许较长的驱动范围是否与电流发生的锂离子电池相同的驾驶范围？
联邦研究机构ARPA-E已经为电池的电池设定了一个目标，而不是当今电动汽车的电池比当今的电池更重量。如果达到该技术目标，我们估计87％的日常采用潜在估计将上升至98％，汽油取代潜力将从61％上升至88％。2017年雪佛兰螺栓和2018年Tesla模型3预计将在与今天的日产叶相比，增加潜力的潜力大致相似，尽管这些成本仍然接近新车的平均成本。Tesla模型S更进一步地传播，但成本明显更多。
然而，即使电池电量大量改进，也需要其他类型的动力总成技术，以涵盖最高能耗的日子。由于少量非常高的日子，这种需要可能持续一段时间，即使是扩展的充电基础设施。
范围限制上的结果
对于人们来克服剧烈焦虑并感到舒适地购买电动汽车，他们需要了解他们的需求，所有日子都会满足，包括高能耗的日子。预测这将发生 - 并提前在购买这辆车辆时，这将发生多少天 - 是我们的模型非常适合的东西。
Our model can, with limited input on travel distance, time and location, predict the probability of exceeding the car’s range, and point to days where drivers need to turn to other, longer-range cars, for example, within households, or even within communities and through commercial car-sharing programs. The results also shed light on the quantity of long-range cars that would be needed at the population level, a gap to be filled by private sector innovation as well as national and local policy.
合理的融资有助于在汽车的整个生命周期内分配前期成本，并增加充电机会(即使每天只充电一次)，也会鼓励电动汽车的采用。
总之，我们的分析表明，目前的电动汽车可以满足美国大多数日常驾驶需求。改进共享远程交通工具，再加上更先进的电池、汽车和脱碳电力，为实现个人汽车的脱碳化提供了一条途径。
杰西卡·e·特兰西克(jessica E. Trancik)是麻省理工学院能源研究的副教授。本专栏最初发表于谈话．
15个评论
寒冷的天气
冬季，有没有人在寒冷的气候中拥有电动汽车的初步体验？我知道我的锂离子电动工具在低于30 f时，真的在性能下潜水。
回复：EVS的寒冷天气
我在芝加哥开LEAF已经三年半了。LEAF受天气影响很大，主要是因为电池组没有主动热管理。根据我的经验，范围在50*F以下线性下降到大约20*F，然后在大约40%的下降趋于平稳。
天气好的时候，我一次充电最长能跑92英里(还有10%的剩余容量)。到了冬天，高速公路上的车流量会降至50辆左右。也就是说，我在郊区开着车去见客户，它满足了我的需求(通过使用我们不稳定的公共充电网络)，在我使用它的1300天中，除了2天(用的是我妻子的ICE车)。我开了大约3.6万电动英里。
下一代电动车不会有这个问题，特别是由于实际的热管理包。这只是一个猜测，但寒冷的影响可能会减少到10-20%。
《纽约时报》记者Kye说
与特斯拉发生争执的《纽约时报》记者Kye报道称，Model S在一个寒冷的夜晚停在酒店里，损失了2/3的电量。
我不同意这篇文章的第一句话。新一代普锐斯和即将上市的现代Ioniq混合动力车的碳排放量都低于200gm/mi。这与燃煤(占电网电力的80%)驱动的电动汽车的二氧化碳排放量差不多或更低。
http://www.scientificamerican.com/article/electric-cars-are-not-notianly-clean/
混合动力汽车可行驶600至700英里，在现有基础设施下5分钟内就能加满油，而且比纯电动汽车便宜得多。
我比特斯拉行驶了6万英里
我有6万英里的特斯拉里程，我可以说答案是否定的，里程焦虑是不合理的，原因如下:
1）收费基础设施在过去几年中大大提高。
2）每日驾驶的99％是短的范围，即在大多数纯粹的EV的能力范围内，并且在杂种的范围内很容易
3)由于家庭充电，电动汽车开始了充满油箱的一天。然而，每次我坐上我妻子的汽油车，就只剩下20英里了，我开始对开汽油车感到里程焦虑。
作为一个例子，我星期六开车到Phius会议，我留下了255英里的额定范围。它是188英里的往返，我回到了家里，左边有52英里。天气平均为70度，大多数高速公路驾驶平均为73英里/小时，AC正在上，收音机。这是一个没有大脑旅行，在我每天每天开车的99％以外的每天驾驶。当我第一次得到我的车时，最近的增压器位于纽瓦克，特拉华州，距离酒店有104英里。然而，3年后，我的Philly旅行中有4个过度提名，包括距离家中有1英里。我甚至在回家的路上停了在休息区，但我没有打破插堵。我不需要收取回家，我不是一个不便的人自由充电（免费木柴一个不同的故事）。
对Kye有关感冒和范围的问题。是范围受到冷的影响，尽管没有像NY时代记者声称的任何东西。我的天气是我的天气才能下雨，30年代中期，一个逆风，然后进行规划目的，我将从我的额定范围中减去30％的30％。我仍然不会有焦虑症，虽然是因为沿着路线的增压器和通过驾驶速度节省范围的能力而不是73.在这种冷场上，对我来说，我可以回家的问题不充电，或者我需要在休息区插入10分钟。
顺便说一下，在休息区加油的车排了很长的队。只需10分钟就可以填满。所以可以肯定地说，在这次旅行中，开电动汽车比开汽油汽车更方便。
在一天结束时，耗尽天然气的同一个人是同一个人，该人将耗尽。你不能在电池中有30英里范围的40英里，但有些人只是没有得到它。
里程焦虑
我有三年的叶子EV，现在已经有了一个BMW I3超过一年。就像丹H一样，我在芝加哥，寒冷的天气对范围产生了巨大影响。它有一篇非常好的文章与图表http://www.fleetcarma.com/nissan-leaf-chevrolet-volt-cold-weather-range-loss-electric-vehicle/
我在叶子中的冬季范围有类似的问题，大约50英里的实际驾驶距离。进一步比开始潜在地放电电池并造成损坏。我总是不得不观看在我脑子里做数学，并确保我可以去哪里。有一个笑话，范围仪表应该被称为'猜测o-meter' - 它从未似乎非常准确，并且在驾驶时会波动得很大。
然而，随着宝马I3，我根本没有焦虑。汽车确实有一个范围扩展器，我将每年使用大约2加仑的当地驾驶。这是一个出色的安全毯。但即使没有那个，I3也可以更好地管理它的范围。它旨在将一直驱动到零，而不会损坏电池系统。
综上所述，200英里以上的续航里程完全解决了这个问题。快速版的充电站将允许非常快速的充电，所以里程和充电问题是汇合的。我已经订了一辆特斯拉Model 3(可能2019年交付!)，等不及了!我认识的所有拥有电动汽车的人都不会再使用ICE汽车了。这种体验要好得多——更平稳、更快的加速、更低的驾驶成本、更低的拥有成本、更安静的驾驶——尤其是在更长的里程即将到来的情况下。
“距离焦虑”真的有道理吗?
在“否”一词中。
杰伊，你一直误导
“纽约时报记者进入了Tesla的争论者”撒谎。他的谎言得到了很好的证明。现在，车辆排放是温室气体最大的来源（它们刚刚通过电网），“通电运输是最有希望的方法是从车辆中显着减少温室气体排放的方法之一”
我用太阳能电池板为我的电动汽车供电，如果我需要购买电力，它来自风能。科赫兄弟和其他像他们一样的人为了保住在化石燃料行业的工作，散布了大量错误信息。电动汽车就是未来，而未来就在眼前。
“低成本”
我不考虑30K的螺栓或Tesla s的价格为“低成本”，至少就较高的成本。对我的比较是可比的（质量和一般的质量和一般水平）本田契合，其顶端列于21,000美元，但入境级别为17.5万美元。
我还没有看到叶子或特斯拉的生命周期成本分析，所以我对指针感兴趣，帮助我评估我是否应该看纯电动，汽车，适合或像普锐斯这样的混合动力。
我正在作为非建筑专业消费者。
吉尔里。你需要考虑
吉尔里。你需要考虑你的交通需求。如果你每次只需要开几英里，并且有安全的充电站，一台二手聆风汽车可能还不错。也就是说，在整体经济上很难击败本田。
“距离焦虑”真的合理吗?
不幸的是——几乎所有我看过的文章都认为距离焦虑并不存在——都是为城市用户而写的。到目前为止，许多评论来自大城市或大城市附近的个人。对于城市用例…距离焦虑可能会大大减少。但当你离开城市/郊区的核心地带时，range焦虑又回来了。
想要更好的答案，你需要问……
对于北方气候，你愿意开着电去200英里外的祖母家过圣诞节吗?那是芝加哥，假设在威斯康辛河谷附近。或者从圣保罗到法戈北岸，或者从科罗拉多州丹佛市到吉列大道。如果答案是肯定的——带着计划和一点想法……那么距离焦虑仍然存在……你把时间花在计划旅途中的站点上。与混合动力汽车或汽油汽车相当的是，我们在行驶前加满油，然后如果需要的话在行驶途中的任何地方……你通常不会想到它，因为加油站无处不在。
现在对西海岸也做同样的事情，比如旧金山湾地区，还有新月市，红杉和国家公园。去拉森一趟这将需要一个巨大的计划活动与Leaf…因为公共收费基础设施不是很明显或普遍…更糟的是，从新月城到拉森，道路被毁…可能的充电站无法到达。一旦你在通往拉森国家公园的路上经过雷丁市……充电站几乎为零。往返拉森不到200英里。但在公共游客区没有公共充电站…… you'd be calling a tow truck.
如果你在开始旅行前预先计划好你要去的地方，这样你就可以收费了……或者，如果你需要留意汽车上如何找到充电站的说明……你还在担心射程。距离焦虑仍然存在……
范围焦虑可以解决......如果充电站被推到全国各地的绿洲和休息区，如果是公共目的地，以及燃气站提供充电点......和充电站无法设计为只使用某些品牌车辆。
回复:距离焦虑真的有道理吗
丹尼斯，another thought would be not to buy a car of the '100 year storm', i.e. the 5% of the time you need it, but get the car you use 95% of the time, and rent an ICE car for the long trips. If this is the inconvenience that is required to deal with climate change, it doesn't seem that bad to me. I had this arrangement with the Nissan dealer, where they offered an ICE car for a week a year if I wanted it. I took them up on that for a vacation from Chicago to Montreal.
丹尼斯，看看这个链接
丹尼斯，
看看特斯拉地图的链接。北达科他州和内布拉斯加州是开特斯拉很难通过的州，但你可以通过几乎所有其他州，只要使用超级充电器网络就不会耗尽电量。
https://www.tesla.com/findus#/bounds/49.000692,-96.55449090000002,45.935072,-104.05003999999997,d?search=store,service,supercharger,destination%20charger&name=North%20Dakota,%20USA
就像纳森说，它真的取决于你是否试图使用EV作为每日司机或家庭度假车。我可以用叶子或i3处理99％的日常行驶。
即使你离开市区，进入偏远地区，也有大量的充电资源可用。例如，我去年3月在维特斯菲尔德(Waitsfield)上了一门建筑课。我从新泽西州的家开车到纽约州奥尔巴尼的特斯拉超级充电器。我趁车充电的时候吃了午饭。Waitsfield附近没有超级充电器，我住的汽车旅馆也没有110插座，但在镇上的加油站却有一个二级充电器——多么讽刺啊。但我发现，在我上课的学校里，直接接上110更方便。在周末，我必须去波士顿过夜，然后去罗德岛的普罗维登斯参加JLC的演出。我离开学校的时候还有80英里的航程，到下一辆超级充电器在新罕布什尔州黎巴嫩的距离是70英里，当时是30度。这通常不是问题，我一直做得很好，直到我到达山顶，我需要越过去黎巴嫩，看到一个标志，上面写着“接下来7英里是未铺设的道路。”哦屎。 If I turned back I would have had to go back to town, charge at the Level II in town for a few hours, then head north for 20 miles to avoid unpaved roads before heading south to Lebanon. That is not my style, so I kept going. Thankfully, I did not get stuck, despite the ice and snow, and I made it to Lebanon with 12 miles to spare. The hotel I stayed at in Boston has its own charger, so I left the next morning with a full charge, and then after the JLC show, I stopped at the Milford, CT Super Charger and grabbed a late lunch before heading home.
所以故事的寓意是充电资源，但并非所有道路都铺满了。
对乔纳森·劳伦斯的回应
乔纳森，
啊，是的，众所周知的佛蒙特州问题……砾石路和冰。
我很想知道自动驾驶汽车将如何解决佛蒙特州的问题。
马丁,
我没想到
马丁,
我没想到会找到这些条件。我在农村长大，青少年时期的大部分时间都在奶牛场工作。我有很多在泥泞中驾驶卡车和AWD拖拉机的经验，但没有驾驶RWD轿车的经验。后来我在YouTube上发现了一个视频，视频中有人在和我一样的情况下开车行驶在同一条路上。我真以为我会在陈规中跌到谷底。
https://www.youtube.com/watch?v=RTSphVHsCKE
顺便说一句，糖尿布在顶部的视图是壮观的。
对乔纳森·劳伦斯的回应
乔纳森，
YouTube视频中的所有内容都看起来像是顺利驾驶我。我猜你不知道真正的泥季条件。
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