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从机电角度探讨电动汽车续航里程问题

钜大LARGE  |  点击量:883次  |  2021年04月26日  

重要从车主主观因素和自然环境方面分析讨论。我们今天从电动汽车的机电方面进一步探讨续航里程问题。


电动汽车蓄电池


很明显,电动汽车的续航和车载蓄电池有着极大的关系。就好像水壶里装得水越多,喝得越久相同。


从电池参数上分析的话,一辆普通电动汽车假如要行驶500公里的话,那么其动力锂电池系统的能量密度在出厂设计上至少达到400wh/kg,这还不排除其它机械能耗问题。


但是,我国目前被广泛用于电动汽车的锂离子电池动力锂电池,其单体能量密度值只有130wh/kg,再假如安装成电池组(包)的话,电池系统能量密度不超过90wh/kg,远远不能达到期望值。这也是目前国产电动汽车续航平均里程只有100多公里的最大原因。


同时,电动汽车蓄电池的自重整个车体的占比很大,约占有整车总重量的30%--40%。而在如此负重的前提下,电池容量又不够,当然车体前行的距离就更加有限了。


从专业数据显示,汽车的整体质量每降低10%,能耗就可以降低6%--8%,假如按照目前电动汽车平均里程180公里计算的话,就可以提升10.8--14.4公里的续航里程。


所以说,假如想要提升电动汽车续航里程问题,电动汽车蓄电池的性能和自重是首当其冲的。


电动汽车电池系统程序


假如把电动汽车比做一部手机,蓄电池就是手机硬件,而电动汽车电池系统程序就相当于软件app或者手机系统。电动汽车蓄电池的充放电控制管理,都是由系统程序进行控制,假如新程序对硬件有了限制的话,蓄电池自身功能再强也难以发挥应有用途。


昨天在论坛中看到一个帖子,某车主去年年底买的新车,实测续航里程可达到170km左右。可是由于厂家一次对车体电池的维护(据厂家说,这样的电池维护可以保护电池8-10年),车体系统程序进行了升级更新。结果续航里程不增反减,降低到130km,整整下降了40公里。


当然这位车主在论坛诉苦的同时,免不了一席责骂。其实,这个案例就是电动汽车电池管理程序与车体硬件不匹配的典型。这就造成软硬不兼容的现象,旧的硬件跟不上新的程序,而新的程序又不能很好的发挥硬件功能。


所以说,电动汽车车主刷程序的时候,需谨慎;同时硬件兼容性更好的系统程序,要长足的技术研究。


充电桩(设施)


想要了解充电桩(设施)如何影响电动汽车续航问题,先得了解电动汽车的充电过程是怎么一回事。


市面上,电动汽车的充电机一般采用三段式智能充电模式,以此达到给电动汽车蓄电池充电的目的。三段式充电阶段依次是横流段、恒压段和浮充段。


横流段,电池电压较低时,为了防止充电电流过大而损坏电池,应该限制充电电流不能过大,又为了缩短充电时间,应使用允许的最大电流充电,所以采用恒流充电。


随着很横流充电结束,充电机输出电压就不变了,保持这个恒定的电压对电池充电,在恒压充电过程汇总,电池电压会越来越高,电流会越来越小(这就是我们平时充电中所看到,随着电车越充越满,充电桩上的电流数值也在下降)。


当充电电流下降到0.5C时,恒压充电结束,转入下一充电阶段浮充段。这个阶段其实也是恒压,只是电流较小,一般在0.01--0.03C左右。通过这种涓流充电,可以将电池充到接近100%。(这个就是为何电动汽车电量90%多,快到100%了,充电速度反而更慢了)


这时候,你会发现电动汽车在充电过程中,关于电流电压有着严格的系统管控。这样的话,假如充电桩出厂自身不完全合格,或者由于后期运营维护的不完善造成充电桩的电压电流输入的不稳定,都会影响电动汽车充电过程的进行,出现所谓的虚电量等现象。有甚者,会直接损坏蓄电池,影响电池寿命和电池能量密度。


所以说,充电桩的技术参数在出厂的时候必须严格审核把控,同时要完善精准的运营团队关于充电设施进行实时监控维护,确保充电安全高效。


我们新能源汽车还在发展之初,出现诸多问题也再说难免。随着国家政策的大力支持和科学技术的逐步完善,电动汽车续航的问题也会迎刃而解。届时国内涌现类似特斯拉效续航能力但又低价的车型,不会少见。


电动汽车续航里程变少?揭秘四大凶手


纯电动汽车只要一上路,车主们都希望自己瞬间变成省电专家,购车的时候更是想把车装动力锂电池研究个透,买的省了才是赚了这样的观念并非没有道理,可见电动汽车的实际续航能力直接影响着车主们的购车选择及行驶里程。


随着新能源汽车保有量的不断新增,车辆配置、充电设施使用及充电习惯、日常驾驶习惯、外界温度等等影响续航的问题也随之发酵而来。诚然,当下充电续航里程问题的确炙手可热。今天笔者就带着细致分析同大家一起讨论到底是什么让你的电动汽车续航里程变少了?


外界温度


面对广大的车友消费者,车企们当然要把最理想化的续航里程数值向大家做推广,某XX迪在一则广告中称其电动汽车型续航里程300公里,能绕着四环跑三个来回;XX汽新能源在其网站上对某款车型介绍称,200-260公里,超长续航,驾驶无忧。而这些广告均没有说明车辆在不同季节的性能差异。然而,温度对电动汽车的续航里程绝对是有影响的,这一因素在购车时往往被忽略。不论寒冷冬天还是炎炎夏日,电动汽车的续航里程都会有所减少,低温环境下为了保证正常工作,车子必须对自身进行加热,不知不觉中车辆就已经流失了一部分电池电量,因而外界温度的变化直接影响着车子续航能力。


在户外2摄氏度左右的温度中,张先生驱车(车型:长安欧尚;起点车辆电量显示78%)从石景山市区前往房山郊区,在全程开暖风空调的情况下,这辆车耗用约一半的电量(终点车辆电量显示37%),为了保证第二天的用车安排,不让电池电量耗用太快,他尽量以50公里左右的时速行驶。据冬日评测数据显示,北汽EV160、江淮iEV5、启辰晨风、腾势这四款新能源汽车充满电后,全程开空调暖风的情况下实际续航里程均与厂家宣传的最大续航里程相差较多。个别车型偏差甚至超过一半,号称300公里续航但最后仅跑了130多公里。最新的相关研究报告中表明,在炎热气象条件下,纯电动汽车续航里程下降了35%;而在寒冷气象条件下,更是下降高达57%。


整车参数


首先,电动汽车的动力锂离子电池规格、容量及质量对续航有影响。电动汽车的电池容量是以千瓦时为单位计算的,电池组的容量越大,汽车的储能能力就越强,纯电动行驶里程也就越大。


其次,车身外廓结构设计是否受风阻里小、车身的轻量化也与续航里程有关系,相比传统汽车,纯电动汽车在电池方面新增了一部分质量。购车时在意向车型上多花些心思,选择外廓设计简约、整车质量尽可能小的车型,续航里程必然也会新增。


最后,整车材质是否先进、车辆储热技术、动力锂电池管理系统合理化等都与续航里程有着密不可分的联系。


驾驶习惯


电动汽车的能量获取方式与传统汽油车有着极大的不同,良好的驾驶习惯能够有效的新增续航里程,因此要车主在用车过程中改变过去的一些不良习惯。相信同样一辆续航里程160公里的电动汽车,有的人可能只能跑上120公里,而那些驾驶技巧娴熟、懂得用车习惯的新能源车主们可以跑出180公里的好成绩。驾驶方式相对平缓,尽量少的使用用电设备关于新增电动汽车续航里程非常有好处。可能有些车主会觉得电动汽车扭矩大,响应快,提速好,可以在马路上大脚踩电刹,各种超车等,其实看似不经意的这些驾驶恶习会大大减少电动汽车续航里程,起步驾车中要车主们柔和加速,能匀速的时候就匀速,比如非高峰时段高速路行驶时尽量保持一个速度。总之,正确的驾驶习惯养成能有效的提升车辆的续航能力,对车主自己对车本身都好。


充电习惯


很多的新能源车主都有自己的充电习惯,用桩习惯,这其中有些是合理化的,比如随用随充。但是,一些相对不合理的充电习惯不仅会让电池电量流失更快,也会在一定程度上降低电池活性,这不仅影响充电效率,也会让电池变得更加不禁用。如何高效、迅速的充电,选用适合的充电桩及充电站点对续航也十分重要。充电桩的选择上分为快充桩和慢充桩,无论快充还是慢充,从理论上来说都各有利弊。假如高频使用电动汽车的情况下,推荐大家选用快慢充结合的续电方法,白天直流快充桩应急续航,夜间利用5到8小时进行慢充平稳补电,这样可以尽量保护电池,延长电池的使用年限。


随着雾霾天气的新增,人们对清洁能源的呼声越来越高,无论是国家还是汽车行业都越来越重视纯电动汽车在未来的发展前景。然而,制约纯电动汽车普及的一个重要原因就是续航里程短这一难题。专家表示,车企应加大动力锂电池研发的力度,优化电动汽车的性能。同时,相关政府部门也应加强检测,防止以次充好、批量生产质量不达标等问题出现。相信,续航里程是发展的短板,也同样可以成为突破的关键点。


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