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多个环节都影响 电动车续航靠什么撑起来?

作者: 侯杰 来源:网易汽车 时间:2019-11-05

[摘要]其实和燃油车的油耗一样,影响电动汽车能耗以及续航里程的因素非常多,不但有三电技术本身,也有轮胎、风阻等各种设定,以至于充电方式等用车手段。

与传统燃油车相比,电动汽车一个最大的软肋就是续航里程容易引发焦虑,同时带来的是充电(能量补充)时间较长。那么到底有哪些因素在影响电动汽车的续航呢?今天我们就来说道说道。


■ 电池是最关键所在


容量还是大一点好,能量密度不能低


容量肯定是影响电动车续航的第一要素,就跟燃油车油箱大就跑的远一样,所以电池组会占据电动汽车车身几何尺寸的很大一部分,甚至占用车内空间(尤其是基于燃油车改过来的电动车)。


每个环节都影响 电动车续航靠啥撑起来?

每个环节都影响 电动车续航靠啥撑起来?


说到容量,就不得不提到能量密度——受到车身尺寸的限制,电池不能一味做大(那样重量也不得了),提升单位重量的电容量是改善电池容量的有效途径。以最近几年为例,差不多从2017年到2019年,市面上的电池能量密度就从平均大概100Wh/kg提升到了150Wh/kg以上,这就相当于同样的重量体积,电池容量和续航都提升了50%的样子。


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即便是同样的类型(比如三元锂电池),由于材料技术的进步,也会有显著的差异,从而导致续航的提升:


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但不只是容量大,电池充放电效率也非常重要


热管理系统直接续命!


在之前的EV Daily中我们提到了电池的温度非常关键,它的工作温度不仅仅涉及到安全,也关乎到效率,尤其是放电效率,这就直接影响到续航里程。无论是过低的温度还是温度过高,都会让电池活性降低,从而大大缩短续航里程。


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■ 内耗要低:电驱动系统效率也很关键


作为电动汽车的三大核心也即“三电”之一,电机的效率也关系到电动车的续航,只不过这方面技术相对成熟,技术不如电池和电控变化这么明显。


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电动汽车需要控制充电/电驱动系统的电流/电压,这些核心的半导体部件能够智能化实现控制,也就是所谓功率半导体。而IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是目前比较流行的类型,它们相当于“三电”核心部件中的电控部分的“大脑”。电控单元会消耗能量进行控制和转换,其效率也会影响续航。



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材料技术对于电控元器件的效率改变也非常明显,从目前的趋势看,相比硅基半导体在材料特性上有所差异,SiC(碳化硅)半导体具备比硅基半导体更好的高频、大功率、高辐射性能,有望成为未来电动车功率元器件的主流。


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■ 电动车也要“减肥”:轻量化降低自重


车辆自重对于动力和经济性表现都影响重大,对于城市工况居多的电动车,走走停停对于车辆的自重更为敏感。电动汽车轻量化的一个方式就是提升电池组的能量密度,同样的电池容量,密度越大自然电池就越小越轻,从而提升了驱动效率,提升了续航里程。


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将电机、减速器和电控做成一体式结构,实现更好的集成也是电动汽车轻量化的有效途径:


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电动汽车车辆车身的轻量化和燃油汽车则没有太多区别,采用铝合金等轻量化材料,优化车身设计等都能起到“瘦身”的作用。


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■ 轮胎和造型:阻力那些事儿


作为汽车和地面接触的部分,轮胎的滚动阻力直接影响到车辆的能耗,对于电动车来说也就影响到续航里程,因此除去一些性能取向的车型之外,多数电动汽车都会选择偏经济节能、低滚阻的轮胎系列,并选择相对适中的轮胎尺寸。


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如果电动车进入相对较少的高速工况,空气阻力开始更多发挥作用,降低风阻就成为了设计师和工程师需要共同努力的内容,这对于减小电动车高速能耗,提升长途行车时的续航里程具有非常重要的意义。


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■ 不敢开空调?车内电器的能耗有多高?


暖风最耗电,其他都还好


在路上可以看到一些电动车主连大灯都不敢开,殊不知这样不但不安全,对于车辆的续航其实也影响不大——即便是A0级电动汽车的动力电池组容量也在30千瓦时以上,而区区大灯的功率不过百瓦不到,相比驱动车辆的电耗,多数车内电器的能耗并不高。


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影响电动汽车续航里程最大的车内电器就要算是空调,尤其是开启暖风(辅助电加热)的时候。由于电动汽车没有燃油车的发动机余热可以利用,全靠空调自身制热,目前多数采用PTC辅助加热,这部分的电功率要比压缩机大很多,所以电动车开暖风也要比开冷风对续航的影响明显大一些。


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■ 单踏板技术是把双刃剑


能量回收不一定最高效


包括纯电动汽车在内的新能源车型,通常都可以通过能量回收功能,为电池组充电,在部分工况(比如下山)下,延长续航里程。


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另外,需要解读的一个误区是,电动车的能量回收并非越强越好,而是根据车辆的动态情况和驾驶者的动力需求,实现加速-滑行-加速的柔和过程,这才是最有效的——超强的能量回收,不但无益于效率,也难以提供良好的驾乘体验,开车的人累,坐车的人晕,两头不讨好。


■ 充电也有影响?


快充可能“虚”一些,续航水分大


充电方式其实也会影响到车辆的实际续航里程,尤其是快充的电量往往比较“虚”,即便是正常使用,也很可能显示的里程明显大于实际可以行使的里程数。


多个环节都影响 电动车续航靠啥撑起来?


结语:其实和燃油车的油耗一样,影响电动汽车能耗以及续航里程的因素非常多,不但有三电技术本身,也有轮胎、风阻等各种设定,以至于充电方式等用车手段。随着技术的进步,电动汽车的续航焦虑也会逐步缓解。


 

 

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