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电动车高速续航的小秘密

2018-09-20来源: 42号车库关键字:电动车

有些老司机对电动车的研究已经开始深入到放电倍率、电池内阻等问题的时候,我突然意识到,还有很多新用户对电动车没有任何使用经验,甚至不知道国内高速的服务区早就遍布了充电桩。这是一件好事,它意味着电动车正在推向更多的城市和用户。同时,也意味着对于电动车的续航问题,又到了一次重新解释的时候。

 

先从基础概念讲起。

 

1. 续航的两种分法

 

根据测试条件的变化,电动车的续航主要分为等速法续航和工况法续航。前者指的是一辆车速度恒定时的续航成绩,后者指的是在不同工况标准下的续航成绩。这两种续航最大的不同在于速度的变化。

 

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先来看一个图,这是由 ABRP(一个海外的电动车行程规划工具)统计的 Model S100 的续航和速度、温度之间的关系图,数据来源是 ABRP 上的 511 位特斯拉车主的日常行驶数据。

 

从图中可以看到,当车速处于 60 km/h 的时候,车辆能够获得最大的续航成绩,也就是经常被厂家拿来宣传的最大续航成绩。在车速超过 60 km/h 之后,速度越高,车辆的续航成绩就越差。一辆电动车在高速上大于 120 km/h 的等速续航就相当于这辆车平时最差的成绩。

 

这就是说,一辆电动车的续航成绩其实除了受车辆自身条件(比如电池性能等)影响以外,还受用车条件变化的影响,是呈现动态变化趋势的。

 

对电动车特性不熟悉的朋友经常会产生一个误区,要么拿厂家宣传的 60 km/h 最大续航来等同于电动车的日常续航,要么拿大于 120 km/h 的等速续航来等同于日常续航,这就相当于一个学生平时各门功课平均分是 60 分,偶尔考了一次 100 分,一次 40 分,你就以为他每次都能考 100 分或者 40 分,过分极端了。

 

我们谈等速续航的时候,就是在谈一辆车在极端理想状态下的成绩,而我们谈工况续航的时候,就是在谈一辆车的日常平均表现。拿电动车宣传上的最大续航来对比这辆车实测中的最差续航,以此宣传一辆车虚标严重,这种说法也是不够负责任的。

 

真正的对比在于工况续航和实际续航之间的差距。工况续航就是模拟一辆车日常使用的情况来测试的续航成绩,模拟得越接近真实驾驶情况,得出的续航数据就越准确。

 

目前,全球流行的工况续航标准有欧洲的 NEDC 和 WLTC,美国的 EPA,以及日本的 JC08,其中,国内的工况续航借鉴的是欧洲的 NEDC 标准,而在欧洲,NEDC 即将被 WLTC 替代。根据电动车主的使用情况验证,美国的 EPA 标准最接近日常续航成绩。从严格程度来看,EPA>WLTP>NEDC>JC08。

 

一辆车在不同的国家销售,就会根据相应国家的需求,进行不同标准的测试。所以,你可以看到 BBA 等品牌的电动车在不同标准下的续航成绩,但是比较少见到比亚迪等国产品牌电动车的 EPA 续航成绩。

 

不过,国内也在制定属于自己的电动车工况标准,但是在标准还未发布之前,大家唯一可以依据的就是 NEDC 续航成绩。虽然不少厂家有主观美化成绩的嫌疑,不过,对消费者来说,更重要的是,了解 NEDC 续航和实际续航之间存在差距,才不会在买车之后感觉上当受骗,愤愤不平。

 

2. 电动车续航的影响因素

 

电动车续航的影响因素主要可以分为两个部分,一个是车辆的自身条件,比如整车重量、风阻、电池容量、电机功率等;另一个则是外部使用条件,比如速度和温度的变化、轮胎尺寸的大小、空调的开启或关闭等。

 

对车辆的自身特性来说,电动车和燃油车的最大不同点就在于电动车的三电系统。而关于风阻、车重、滚阻的影响都是相似的。

 

我们把一辆车看作能量的供应方,驾驶员看作能量的需求方。你开着一辆车从 A 点行驶到 B 点,是你在向车辆发起请求,由车辆的能量系统决定响应方式。电动车的能量系统就是电池、电机、电控这个三电体系,燃油车的能量系统就是以发动机为核心的动力系统。

 

在驾驶员对车辆需求保持一致的条件下,电动车和燃油车能量系统的不同特性决定了两种车辆在不同工况下所需要的能量的不同。

 

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发动机外特性曲线

 

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电机特性曲线

 

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Model S 的功率和扭矩变化

 

几句话简单了解电动车加速与能量系统之间相互作用的关系:

 

1. 加速踏板是驾驶员和车辆之间的交互界面。当你驾驶一辆电动车的时候,踩下踏板,能量系统接收到需求之后,电池就会开始放电过程。快速踩下踏板,电池开始快速放电。缓慢踩下踏板,电池就开始缓慢放电。锂离子电池的放电过程就是电压从高到底的一个过程。

 

2. 每个电池都有自己的最大放电倍率,电机功率越高,需要电池的放电倍率就越高。同时,一辆电动车能使用的电机最大功率也受电池放电倍率的影响。

 

3. 急加速的瞬间,电耗会快速上升。而保持均匀加速则有利于更好的续航表现。电动车的能量回收系统,可以将车辆的动能转化为电能回充到电池中。有效利用电动车的能量回收系统能够提高电动车的续航成绩。

 

4. 有车主发现电池电量较低时,车辆速度会被限制。这是因为在电池电量过低的时候,为了避免电池过放,BMS 电池管理系统会限制电池的输出电流,加上放电过程中电压的降低,此时车的动力就会受限。当最大放电功率不满足驾驶员的加速需求时,车辆速度就会越来越慢。

 

5. 在低速行驶的时候,车辆附件如仪表等需要消耗电量,而在高速时,大部分的电动车功率用于克服风阻,能量损失大。

让我们回到刚才的那张图:

 

image.png

 

在谈到续航外部影响因素时,我们最常关注的就是速度和温度的影响。

 

在这张图中可以看到:

 

1. 温度越高,电动车续航表现越好;

 

2. 当车辆速度大于 60 km/h 时,车辆速度越高,电动车续航就越低。


很多厂家在开发电动车时,比较少考虑高速环境的使用。加上电动车在城市路况中使用时,驾驶性能也远优于燃油车。因此在电动车发展早期,有很多低于 300 km 续航的电动车,完全定位于城市路况使用。

 

3. 高速续航建议

 

电动车能不能进行高速行驶,是消费者和厂家之间重要的矛盾冲突点。电动车并不擅长高速区间的性能表现,和目前的燃油车使用情况相比,高速上使用电动车一定是不够便利的。

 

在我们对电动车使用情况的两三年观察中,发现仅少数用户会进行电动车的长途驾驶,虽然电动车能够突破长途驾驶的障碍固然很好,但是以电动车的短板来标签化电动车的不足,也大可不必。

 

有过电动车驾驶经验的车主,或者家里有一辆燃油车的车主,在电动车选购过程中还比较理性,但是对于初次购买电动车并将它当做第一辆车的用户来说,还是要充分认识电动车的优劣之差,认真考虑一下,你真的需要经常高速驾驶吗?如果高速驾驶是你的日常需求,你为什么一定要买一辆电动车?

 

不过,如果有消费者坚持要在高速上使用电动车的话,我们的建议是,可以选择只充一次电的最大 400 - 500 km 以内的行程。这意味着在一次行程中,一定包含市区+高架+高速的综合工况,并不是完全在高速上驾驶。

 

而在高速上即使达到 120 km/h 的最高速度,在道路畅通的情况下,平均速度也会落在 80-90 km/h 区间,就算在最符合实际情况的 EPA 的续航标准中,高速工况的平均速度也只有 77.9 km/h。用 120 km/h 的等速续航来衡量一辆车的高速续航,其实有点过分严苛了。

 

如果在一次行驶过程中驾驶电动车超过 500 km,高速路段的比例增加,充电次数也会增加,每次充电几十分钟到一个小时,使用上的体验效果不会太好。不过,如果你真的想要完成一项长途挑战的话,除了极其偏远的区域以外,国内高速公路的服务区上遍布充电桩,在出行前查好沿途充电桩,充分做好行程规划,偶尔进行一次长途旅行,也是可行的。

 

电池的能量密度正在缓慢提升,各个厂家也都在推出能满足更高充电功率(充电更快)的电池。随着充电网络的密度提高,电动车的使用环境会越来越好。在现有条件下,明确认识自己在日常用车中的通勤和高速需求,有利于你调整好对于电动车的心理预期,选择最适合自己的产品。


关键字:电动车

编辑:muyan 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2018/ic-news092023782.html
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