深評:純電動車的續(xù)航里程偏差多有大?
前不久,從廣州車展的全新純電動汽車產(chǎn)品來看,未來上市車型的續(xù)航能力將以300公里為“及格線”起步,主流車型的續(xù)航能力將達(dá)到400公里以上。消費(fèi)者可能會感到驚訝,但當(dāng)他們看電池能量時,可能會對電池壽命的可靠性和車輛能耗的真實(shí)性有所懷疑,尤其是在實(shí)際駕駛過程中,很難得到企業(yè)推廣的名義數(shù)據(jù)。下面我們來討論一下影響續(xù)航的車輛電池系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)等相關(guān)因素的分解,以及車企和消費(fèi)者應(yīng)該考慮哪些因素。
●什么是深度評論和提問?
《深度評論與問題》是為行業(yè)用戶打造的第一個專欄,專門由汽車行業(yè)資深從業(yè)者撰寫,專門分析/揭示行業(yè)重大事件。除了活潑的外表,我們想向你展示對事物的本質(zhì)、因果和未來可能性的探索和思考。
本期行業(yè)評論員朱玉龍,在汽車電子和新能源汽車領(lǐng)域擔(dān)任技術(shù)工程師多年。曾在上汽通用、LEAR、捷信動力等知名整車/零部件公司工作,對汽車技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展有著深刻的理解,充滿探索熱情。
純電動汽車的續(xù)航里程是指動力電池充滿電時,車輛在一定行駛條件下可以連續(xù)行駛的最大距離。雖然這個數(shù)據(jù)看起來很簡單,但是影響續(xù)航表現(xiàn)的因素有很多。一家車企申報(bào)的續(xù)航里程與實(shí)際續(xù)航里程的差異,可以反映操控能力的差異,這也是判斷整車廠綜合能力的關(guān)鍵指標(biāo)。
如果按照標(biāo)準(zhǔn)方法測試,NEDC獲得的純電續(xù)航里程更高,實(shí)際駕駛在非理想工況下,容易有較大偏差。WLTP的測試程序與實(shí)車數(shù)據(jù)吻合較好,在非理想工況下差異不大。可以作為參考標(biāo)準(zhǔn),可信度更高,讓用戶放心。以前國內(nèi)采用的定速60公里工況與實(shí)際情況相差太大,基本被淘汰。然而,很多車企仍在宣傳中使用“最大續(xù)航里程”。
續(xù)航能力從車輛、動力系統(tǒng)和優(yōu)化三個方面測試原始設(shè)備制造商的水平。整車主要與車輛的整體設(shè)計(jì)有關(guān),如空氣動特性、車重、滾動阻力等。動力系統(tǒng)主要涉及電池容量和特性、電機(jī)和逆變器特性、車輛能量管理策略,尤其是能量回收特性。最后是整體優(yōu)化,根據(jù)動力總成,空能量管理和附件能量管理,進(jìn)行詳細(xì)的優(yōu)化,在電控層面進(jìn)行平衡,調(diào)整動力特性和能耗特性,保證全生命周期特性的相似性。
當(dāng)然,僅僅根據(jù)一次使用或一次普通測試就武斷地判斷一輛車的水平是不公平的。其實(shí)續(xù)航里程與用戶的駕駛習(xí)慣和環(huán)境密切相關(guān)。以coches.net和AUTOBEST的部分測試數(shù)據(jù)為例,我們在國外市場采用了純電動汽車,既有日產(chǎn)Leaf、雷諾ZOE(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)、現(xiàn)代IONIQ、起亞Soul EV、寶馬i3(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)、大眾e-Golf等中檔車型,也有歐寶Ampera(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)-e、捷豹I-PACE(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)、特斯拉Model S(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)、Model X(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)等更高電功率的高續(xù)航車型,測試在巴塞羅那的高速公路和城市交通中進(jìn)行。所有電動車均設(shè)置為正常模式,并保持空開啟。測試期間,室外環(huán)境溫度為26-33℃。
將各個車企的技術(shù)水平均化后,我們可以直觀地看到續(xù)航里程與電池的能量成線性直接關(guān)系,與汽車的大小成反比。此外,將實(shí)際續(xù)航時間與各種工況下標(biāo)記的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,存在一些差異,有些高,有些低。
“實(shí)際測試?yán)m(xù)航里程和電池標(biāo)稱千瓦時的散點(diǎn)圖”
當(dāng)然,最直觀的影響因素是動力電池系統(tǒng)。車企在設(shè)計(jì)產(chǎn)品續(xù)航里程時,首先考慮的是多大的車可以配備多大的電池容量,這是有基本定數(shù)的。增加純電動汽車?yán)m(xù)航里程最直接的方法就是增加電池容量,但車輛總質(zhì)量和動力電池占用空間不能增加太多。堆疊電池是一項(xiàng)技術(shù)活動,需要考慮的事情很多。新開發(fā)的電動車平臺比“油改電”平臺更有利于布置電池。
其次,傳動系統(tǒng)在動力總成中的影響也很重要,包括電機(jī)、逆變器和減速器。驅(qū)動系統(tǒng)是決定百公里電耗的主要條件,需要充分挖掘電機(jī)、電控、減速器的效率。汽車電驅(qū)動系統(tǒng)的效率包括驅(qū)動控制器的效率、驅(qū)動電機(jī)的效率以及驅(qū)動系統(tǒng)整體效率的測試和確認(rèn)。
然后是整車控制,需要協(xié)調(diào)電池、驅(qū)動系統(tǒng)和底盤制動能量回收之間的關(guān)系。制動能量回收策略將直接有助于增加車輛的行駛里程,提高車輛動力學(xué)的控制性能。電動汽車在城市路況或頻繁加減速特性下,需要根據(jù)電池狀態(tài)和整車制動需求動態(tài)調(diào)整能量回收比例。
電動汽車也符合傳統(tǒng)汽車的能耗規(guī)律。車輛在行駛過程中遇到的阻力越大,克服阻力所消耗的電池電量就越多,相應(yīng)的續(xù)航能力也就越差。車輛行駛阻力主要包括滾動阻力、空空氣阻力、加速阻力和坡度阻力,這些都是不可避免的,只能盡量減小。
對于空空氣阻力,可以通過改善車身流線來降低空空氣阻力系數(shù)和迎風(fēng)面積。純電動汽車不需要對發(fā)動機(jī)進(jìn)行冷卻,因此電網(wǎng)可以全封閉,這給風(fēng)阻優(yōu)化帶來了很大的好處。其次,由于不需要在底部布置油箱、傳動軸、排氣管等附件,整車底部可以做得很平整,對風(fēng)阻的優(yōu)化帶來了進(jìn)一步的好處。
至于滾動阻力,降低電動車維修質(zhì)量和輕量化的意義最終體現(xiàn)在滾動阻力上。控制總質(zhì)量對車輛的絕對能耗具有重要意義。電動車采用全鋁車身或全碳纖維車身,以減輕重量和滾動阻力。這就是為什么輕型應(yīng)用在純電動汽車中比傳統(tǒng)汽車更受歡迎。
全文總結(jié):對于消費(fèi)者來說,在購買電動車時,不僅要看車輛續(xù)航里程的標(biāo)稱數(shù)據(jù),還要看整備質(zhì)量、電池容量和能量密度、電機(jī)類型、輕量化技術(shù)、風(fēng)阻系數(shù)等與續(xù)航性能相關(guān)的重要參數(shù),從而判斷車輛的真實(shí)續(xù)航性能。續(xù)航里程的準(zhǔn)確性將成為電動汽車企業(yè)在消費(fèi)者中口碑的重要評價指標(biāo)。更重要的是續(xù)航里程在整個生命周期內(nèi)不會出現(xiàn)大的波動,即續(xù)航里程會急劇下降,這對于純電動車用戶來說是一個非常關(guān)鍵的痛點(diǎn)。
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