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影响电动车续航里程的三大关键因素
阅读: 640 |  回复: 2 楼层直达

2018/12/14 13:10:28
1
clockwork_planet
电源币:14 | 积分:31 主题帖:102 | 回复帖:50
LV5
营长

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 电动汽车技术的核心是电池技术、电机技术和电控技术,即业内统称的“三电”技术,这也是电动汽车与传统汽车的主要技术区别。“三电”技术会直接对电动汽车的生产成本、单次充电的行驶里程造成直接影响。电动汽车电池主要分为燃料电池和蓄电池两大类;电动汽车电机按照工作电源种类划分可以分为交流电机和直流电机,以车载电源为动力电机;电控系统则扮演着汽车大脑的角色,由一系列子系统构成,每个子系统一般有传感器、电控单元、信号处理电路、指示灯、自诊断电路、控制策略、执行机构组成。接下来,将尝试解析电动汽车续航里程的三大影响因素:电池、电机和电控。


电池的数量通常与续航里程成正相关,但并非“越多越好”


  电动汽车以及四驱车等靠电驱动的载具都遵循着“其他条件同等的情况下,单次续航里程会随着电池容量的增加而延长”的原则。但电池并不是“越多越好”,理论上来说车辆的行驶里程会随着塞进去电池的数量不断增加,但实际上电池有一个“合理值”。


  为了实现续航里程的增加,放入更多的电池是最简单直接的方法。特斯拉第一台家用Model S就把宽度、轴距分别做到了1940mm、2960mm(D级车尺寸),背后的原因主要是为了“塞进”更多电池。以特斯拉Model S、江淮iev、知豆D2为例,他们的车长分别是4970mm、4320mm、2809mm。如果暂且忽略不计宽度和厚度的话,车长也就一定程度上代表了汽车装载电池的能力。所以从大体而言,知豆D2、江淮iev7的续航仅有155公里、155公里,而特斯拉Model S(75D)的续航里程却高达469公里,这里的续航里程与所列举的车长尺寸呈正相关。当新能源汽车的尺寸超越了D级车,汽车就在超出人们审美范围的同时,目标的消费人群也会急剧减少。蔚来NIO的第一台车子是轴距超出3米的7座SUV,满足了二胎家庭需要7座的要求,“塞进”更多的电池对特定的车型也可以是一个不错的选择。考虑到空间因素,目前市面上的新能源汽车都在各自的尺寸范围内尽可能安装更多的电池来平衡车辆的续航能力和车辆体积。


  另外,重量也是制约电池容量的一个重要因素,这也是我国新能源汽车企业都在专注于提升电池能量密度的原因之一。除了“体积”,电池本身的技术更迭也是重要的突破点。


  在保持汽车动力电池体积不变的情况下,采用提升能量密度来提升汽车续航能力的时候,“成本”也必须纳入考量的范围。电池的数量越多,能量密度越高,成本也就相应越高。但参考目前市面上能量密度最高的电池,不仅无法将电动汽车的续航里程提升到可以与燃油车比肩的程度,即使政府大力支持和补贴,消费者也无法承受电动车的高制造成本。因此,这是一个体积、成本和续航里程之间的平衡问题,能量密度的增加等同于在重量和体积不变的情况下,汽车电池容量得到提升,但是高能量密度也意味着高成本,市场仍然需要根据车辆的定位在车辆续航里程、车身尺寸和价格之间找到平衡点。


  电控影响重大,核心功能是对温度的调解


  另外,电控也会对电动汽车续航里程产生重大的影响。电控,负责对汽车动力电池进行有效管理和安全监控,保证动力电池的工作状态的同时,提高动力电池的可靠性、效率和使用寿命,电池管理系统主要负责电池物理参数实时监测、在线诊断与预警、电池状态估计、均衡管理和热管理、充放电与预充控制等。这个系统类似于发动机ECU管控和车载OBD管控,控制车载电子系统的运转方式还有发动机喷油量。以特斯拉为例,其最核心的板块就是超前的电池管理系统,能够清晰地识别充放电管理和电池容量,这对于大量电动汽车厂商都还是一个待探索的领域。


  具体来讲,电控的工作包括防止电动汽车过度充放电、控制动力电池组电荷平衡、控制动力电池组温度、评估动力电池组剩余电量、检测电池组异常。其中“电池的温度”对于电动汽车续航里程的影响程度是最大的。环境温度会对电动汽车动力电池产生影响,温度太高或太低都会造成动力电池放电的不完全,直接对续航里程产生影响。良好的电控系统不仅需要能够对电池的工作温度随时进行检测,还需要能够根据需要对温度进行调节,使得动力电池的放电效率达到最优。


 电机功率通常与续航里程成负相关

  电机是将燃料(能源)转化为动力的工具,影响的不仅仅是车辆的极限速度和提速等性能指标,其功率通常也与车辆的续航里程成负相关。在研发电动车时,如果电动汽车制造商采用500kW大功率的电机,车辆的性能指标得到明显提升的同时,也会对续航里程产生负面的影响;但如果替换成150kw的小功率电机,续航里程会得到很大程度的提升,但车辆的性能又会受到影响。从某种意义上来说,电机代替了传统燃油汽车的发动机,单动机的功率和数量(单电机或者双电机)决定了车辆的续航里程和性能。


  厂家需要在性能和续航里程里面保持平衡。电机的工作效率取决于消费者日常的驾驶习惯,300kW的双电机适合选择0-100加速的消费者;单机150kW的单电机适合上下班代步的消费群体;当消费群体是如特斯拉之类消费群体的高端收入人群,汽车就需要有相当的动力,同时又具有良好的续航里程,撑起打入高端收入人群的价格。


  结语


  除了电机、电控、电池之外,影响续航里程的还有许多其他的因素。尽管续航里程是衡量汽车品质的重要标准之一,但除此之外,在设计和制造电动车的过程中,还需要关注汽车的安全性、舒适度等等,要整体的角度去考虑,寻求不同条件中的平衡,再去考虑消费者对于续航率的需求。随着电动汽车的普及和国家政策的发布,汽车本身的续航能力和充电速度、充电桩布局都会在未来不同的频率成长,电动汽车的“里程焦虑”最终会得到解决。

来源:网络,如侵,删


2018/12/14 13:22:49
2
奋斗的青春
电源币:1208 | 积分:8 主题帖:75 | 回复帖:547
LV8
师长
不错。电池续航能力提高就好了。
2019/03/14 15:55:57
3
WUZY5016
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:4
LV1
士兵
楼主:电动汽车的续航还有更多方面,咱们一起来讨论讨论:

1.电池:电池的容量,电压,内阻,每颗电池的利用率等等。

    电池容量:如果电池的容量越大,电池的放电倍率就小了,对电池也是一种保护,低倍率工作时电池的利用率也高(因此很多车厂把续航夸大,因为他是用低速匀速,电池低倍率放电,消费者不会这样开车的,所以续航大打折扣),电池的容量没有什么“合理性”,同样的体积尺寸,容量越大越好。

   电池电压:电池电压越高能体现好几个优势,如:增大电机功率,减小电机体积,减小工作电流,降低电池电机温度,提高电机效率等等。缺点就是,要做好绝对的绝缘措施。放静电等。

   电池内阻:电池内阻越低,电池的工作温度会更低,放电倍率越高,低电流时利用率会更高,与汽车续航也有直接关系。(对于高倍率放电的电池来讲,0~100公里加速倒是不错的选择。)

   单体电池平均利用:就是汽车里的每一颗电池所工作的电流都必须做到一致,这时每一串的电池的容量,内阻也得保护一致。其实这个要求蛮难的,因为汽车的结构摆在那,还有些电池组是用线体连接的。

2. 汽车整体结构: 为什么会说汽车结构呢?

    重量:总体是整车重量,当然车身越重,

    重心:

    风阻:

    轮胎:

    空调:

3. 环境: 其实环境对电动汽车的续航是相当有影响的,如下:

    温度:

    风向:

    路况:

    用途:

    操作习惯:

电力回收系统: 

    还有很多因素,时间原因,下回分解::

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