动力电池的提升是满足消费者需求的根本途径。
由前文可知，提升电动车的实际续航体验一方面要继续提升标准工况下的设计续航，另一方面也 要提高冬季的续航达成率。影响冬季续航达成率的因素主要有两方面，一是冬季空调的使用增加 了额外能耗，二是冬季的低温条件使得电池性能衰减降低了整体的可用电量。有研究对当前电动 车在不同运行工况下的能耗构成进行了拆解，结果表明在常温工况下，电动车的驱动能耗可以占 到 96%，而在低温工况下，电动车的空调能耗占到 38%，驱动能耗仅占比 57%。同样有研究表 明，电池的放电容量随着温度的降低而降低，在-5℃下放电容量的衰减率在 12%左右，-10℃下衰 减率可以达到 23%。上述问题极大影响了冬季电池的使用体验，因此，减小空调能耗，缓解低温 下的电池容量衰减是提高冬季续航达成率的关键。
高效低温车载热泵还处在技术发展期。对于空调能耗，车型主要采用 PTC 技术也即直接电加热技 术对汽车供热，这种技术消耗 1kWh 的电最多能产生 1kWh 的热量。为提高供热效率，目前各车 企主要采用车载热泵的路线，通过热泵供热 1kWh 的电力可以产出更多的热量。热泵能效比 （COP）等于热泵供热量与耗电量之比，是衡量热泵供热效率的指标，目前搭载传统工质的车载 热泵在低温工况下的制热能效比还较为有限，有研究实测在-5℃下的制热 COP 仅为 1.73 左右， 而更适合于低温制热的 CO2 工质热泵目前仍在技术发展过程中，在-10℃的低温工况下能实现的 COP 在 2 左右。
通过电池自加热技术可将冬季电池衰减率控制在 90%左右。冬季电池放电容量的衰减主要是由于 低温下电池材料活性降低所导致的电池容量及充放电效率的衰减。目前大部分车企主要致力于优 化电池管理系统来改善电池的低温衰减问题，例如特斯拉 Model 3 、极氪 001 等车型均采用了电 池自加热技术，通过消耗部分电量以提升电池温度。但这种方法同时也会增加电池自身的电量消 耗，实测表明，各类电池自加热技术对电池自身能量消耗在 3%~20%左右，我们认为理想情况下 可以将电池冬季的衰减率控制在 90%~95%。
根据上述结论，我们对乐观情景下的纯电动汽车续航达成率进行了论证。在当前常见车型的冬季 运行工况下，冬季的续航达成率仅为 53%左右，这也与前文的实测统计结果相一致，而在采用热 泵供暖 COP 达到 2，且采用电池自加热技术将低温工况下电池的总可用电量提升到 95%的情况下，电动车的冬季续航达成率可以达到 72%左右。这说明，在保证消费者冬季用车舒适度与燃油 车相当的情况下（正常开启空调），电动车冬季的续航达成率乐观条件下可做到 70%~75%。
基于上述结论，我们对不同级别车型满足全场景续航需求的带电量进行了测算。结果表明，不同 级别车型符合需求的典型带电量为 A00级 24kWh，A0级 44kWh，A级80kWh，B级 112kWh， C 级 120kWh。与现有车型进行对照，结果表明，在实现供暖和电池衰减优化的条件下，当前电 动车里，有部分车型是完全符合需求的，但平均值只有 A00 级别满足，其他级别均不满足平均需 求，为满足消费者需求单车带电量仍有较大的提升动力。
提高单车带电量的主要约束是空间和成本，提高电池的能量密度是解决问题的关键。从现有车型 轴距与带电量的相关关系来看，不同轴距车型的最大带电量有显著的上界，车辆的有限总体积、 消费者对车内空间的需求、提高带电量对车内空间需求是当前车辆设计的一组重要矛盾，继续提 高电池的体积能量密度是提高单车带电量的重要途径。从成本端来看，动力电池是电动汽车中成 本占比最大的上游零部件，普遍提高各级别车型的单车带电量还需要继续降低动力电池的成本， 材料成本是电池制造的主要成本来源，通过提高电池的能量密度，摊薄单 Wh 的材料成本，是电 池系统降本的重要途径。
提升电池能量密度可以从电芯和电池系统两个层级入手，主要有化学体系、制造工艺、系统设计 三个改进方向。在电芯层面化学体系改进的核心思路是提高正负极活性材料的克容量，例如三元 正极的超高镍、单晶化方案以及负极由石墨转为硅或硅碳负极。电芯制造工艺改进的核心思路是 提高活性材料的占比，一方面通过增大电芯容量、降低铜箔铝箔等辅材用量，减少非活性物质， 另一方面可以通过提高正负极面密度，改进装配方案（方形卷绕改叠片），来提升活性物质含量。 在系统层面，优化设计的核心思路是尽量减少电芯之外的附件用量，例如 CTP，刀片电池等集成 化设计方案，省去模组等层级的附件使用，从而提高电池系统整体的能量密度。
当前的多数主流车型充电倍率在1C左右，距离消费者需求还有较大提升空间。从先进产品来看， 今年发布或即将发布的多个车型已经实现了 2C 以上快充能力的匹配，例如广汽埃安 V Plus 70 极 速快充版采用了巨湾技研的 6C 超快充电池，可以实现 8min 0%~80%，5min 30%~80%的充电效 果；即将发布的极氪 009 则首次搭载宁德时代麒麟电池，可以达到 4C 的充电倍率，实现 10min 10%~80%的充电效果；今年 9 月份发布的小鹏 G9 搭载中创新航的快充电池，其中 3C 版能够实 现 5min 充电续航 130km，20min 充电 10%~80%的充电效果，4C 版则能够实现 5min 充电续航 200km 以上，15min 充电 10%~80%的充电效果。如果在车辆实际续航能够接近 600km 的情况下， 上述搭载 3C 以上充电倍率电池系统的车型实际已经能够满足消费者对快速补能的需求。
快充技术的实现瓶颈主要可以体现在电芯、电池、以及系统三个层面，对于电芯的优化是目前实 现快充的主要难度所在。在电芯层面，影响充电速度的因素主要有三个：1）Li+在固相中的扩散； 2）Li+在固/液界面反应；3）Li+在电解液中的扩散，因而在电芯层面现有的优化方案主要通过对 负极、电解液、隔膜三个环节的材料结构和材料体系的优化实现上述扩散速度的提升，对公司的 材料研究基础和工艺能力提出了很高的要求。
针对上述优化方案，部分电池厂商已进行了相应的 技术布局，例如宁德时代的快离子环、各向同性石墨、多梯度极片等技术，巨湾技研的负极包覆 改性技术、高孔隙涂覆陶瓷隔膜等技术。在电池层面，实现快充主要需应对快充大量产热而带来 的散热需求，多面液冷方案是当前厂商的主要应对措施。例如宁德时代麒麟电池采用的电芯大面 积冷却技术，将水冷板置于电芯大面之间，大大提升电芯换热效率。在系统层面，主要需应对大 电流带来的充电功率瓶颈，高电压平台是当前主流的解决方案。目前各厂商已开始布局的 800V 高电压平台。
消费者对电动车安全的担忧是制约电动车渗透率继续提升的主要因素。动力电池故障所造成的电 动车起火率高、起火快、难预见是电动车安全性的重要痛点。因此避免热失控、预警热失控、减 缓热蔓延是提高动力电池和电动车安全性的三个重要手段。 避免热失控主要从热失控的源头电芯入手。一方面需要优化材料，提高电池化学体系的稳定性， 例如选取稳定性高的电解液、对正极进行掺杂包覆，以提升二者的分解温度；对负极进行包覆改 性提升其充电性能，避免锂枝晶的形成进而引发与电解液的副反应或刺破隔膜造成短路。另一方 面需要提升工艺能力，减少电池的内部缺陷，例如减少分切毛刺，优化涂布均匀性，整体上提高 电池的一致性避免使用过程中对单体电芯的过充过放诱发热失控。电芯的优化是提高电池安全性 的根本，也是主要难点，考验电池厂的技术水平和工艺能力。
预警热失控和减缓热蔓延主要从电池系统层面入手。对于热失控的预警需要建立一套建立故障实 时监测系统，加强数据的检测、传输、以及故障的识别能力，现在很多厂商都已建立监测平台， 例如宁德时代、孚能科技、蜂巢能源，考验电池厂对产品的全生命周期管理能力；减缓热蔓延的 思路主要是优化隔热、强化散热、引导泄压，例如宁德时代、中创新航、孚能科技开发的新一代 电池系统均采取了上述思路。
