所以本文分為兩部分,先說(shuō)一下影響續(xù)航里程的因素,再結(jié)合這些參數(shù)說(shuō)一下實(shí)測(cè)情況,比較一下差異。對(duì)背景知識(shí)比較了解的,可以直接跳到第二部分。 一 、背景知識(shí)(續(xù)航里程受哪些方面影響) 純電動(dòng)汽車,最為關(guān)鍵的選購(gòu)參數(shù)之一是它的續(xù)航里程,往往最具有爭(zhēng)議的,也是這個(gè)續(xù)航里程。 標(biāo)稱的續(xù)航里程和真實(shí)里程為什么會(huì)有差異?又有多少差異呢?先簡(jiǎn)單明確一下這個(gè)問(wèn)題。 續(xù)航里程定義是指,汽車在動(dòng)力電池完全充電(儀表盤顯示充滿)的狀態(tài)下,以一定的行駛工況,連續(xù)行駛的最大距離。 爭(zhēng)議的原因主要在于測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)里的行駛工況。目前常用的工況如下: (1)歐盟NEDC工況,全球的主流測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)之一。目前國(guó)內(nèi)的工況標(biāo)準(zhǔn)(GB18386-2017《電動(dòng)汽車能量消耗率和續(xù)航里程試驗(yàn)方法》)主要是參考NEDC標(biāo)準(zhǔn)制定。 (2)美國(guó)EPA工況,全球的主流測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)之一。也是最嚴(yán)格的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)純電續(xù)航里程測(cè)試,NEDC與EPA 的續(xù)航測(cè)試結(jié)果差距在10-15%左右。 (3)WLTP工況。 (4)JC08,僅在日本地區(qū)采用。 關(guān)于這些標(biāo)準(zhǔn),前面的答主都有一定的說(shuō)明,就不多分析了。 影響續(xù)航里程的因素,可分為車輛使用(其實(shí)就是工況)和整車設(shè)計(jì)兩大方面。 從車輛使用的角度來(lái)說(shuō),用戶的駕駛習(xí)慣和使用環(huán)境等因素,跟標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工況肯定存在差異。這個(gè)很容易理解:環(huán)境溫度的變化,不同的駕駛員、不同的載重,在不一樣的道路上,續(xù)航里程存在偏差。所以很多關(guān)于續(xù)航里程不準(zhǔn)的爭(zhēng)議,也是直接針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的工況是否合適的爭(zhēng)議。 從整車設(shè)計(jì)方面來(lái)看,還有以下三個(gè)大的影響因素:性能設(shè)計(jì)、動(dòng)力系統(tǒng)、整車的系統(tǒng)優(yōu)化: 簡(jiǎn)單說(shuō)一下這幾個(gè)方面。 (圖1:整車企業(yè)在不同層級(jí)對(duì)于續(xù)航里程的整車特性的追求) 第一,性能設(shè)計(jì) 純電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中,受到的阻力越大,用于克服阻力而消耗的蓄電池電能就越多,相應(yīng)的續(xù)航能力就越差。減小阻力,在提高純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性以及續(xù)航能力方面,有著重要的作用。那么,汽車行駛過(guò)程中,受到的阻力有哪些呢?主要包括: 1)首先,汽車在水平道路上,勻速行駛時(shí),必須克服來(lái)自地面的滾動(dòng)阻力和來(lái)自空氣的阻力; 2)當(dāng)汽車在坡道上,向上坡行駛時(shí),還必須克服重力沿坡道的分力,稱為坡阻; 3)還有,汽車加速行駛時(shí),需要克服加速阻力。 對(duì)于空氣阻力和滾動(dòng)阻力,我們一般用風(fēng)阻系數(shù)和滾阻系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)性能好壞。這個(gè)系數(shù),可以看成是汽車行駛阻力與車速平方之間的比值,同樣速度下系數(shù)大的汽車阻力就大,消耗功率大;反之,風(fēng)阻和滾阻系數(shù)越小車阻力就小,消耗功率也小。,意味著,其它條件不變的情況下,純電動(dòng)汽車的耗電量越小,或者相同耗電量下速度越快。 要想減小風(fēng)阻系數(shù),一是要從整車的造型設(shè)計(jì)著手去優(yōu)化,合理的車身形狀,可以減小迎風(fēng)面積,降低空氣阻力系數(shù),進(jìn)而降低整車空氣阻力。。另一方面,是車輛的制造精度。 車身曲面質(zhì)量越高,車身越光滑,風(fēng)阻系數(shù)就越小。曲面質(zhì)量取決于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及模具制造工藝。 (圖 整車流線圖) 減小滾動(dòng)阻力系數(shù)也是從兩方面入手,一是降低整車質(zhì)量,控制總的質(zhì)量,可以降低滾阻,進(jìn)而降低車輛能耗。電動(dòng)汽車性能優(yōu)化中,需要對(duì)整備質(zhì)量進(jìn)行管理,有輕量化的要求,其目的之一,是為減少滾動(dòng)阻力。另一個(gè)方面,是選用低滾阻輪胎。隨便說(shuō)一句,在當(dāng)前純電動(dòng)汽車的研發(fā)難點(diǎn)普遍集中在續(xù)駛里程的提升上,而受困于電池技術(shù),找不到特別行之有效的解決方法時(shí),針對(duì)純電動(dòng)車型采用更低滾動(dòng)阻力的輪胎,成了提升電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程一個(gè)有效的辦法。 (圖車輛速度和滾動(dòng)阻力系數(shù)) (圖不同滾動(dòng)阻力系數(shù)和空氣阻力系數(shù)下車速和滑行阻力的比較) 第二動(dòng)力系統(tǒng) 純電動(dòng)汽車是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)將動(dòng)力電池中的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,從而驅(qū)動(dòng)車輛行駛。 因此續(xù)航里程與電動(dòng)汽車的三電系統(tǒng)(電池、電驅(qū)、電控)是直接相關(guān): (圖 電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)) (1)電池系統(tǒng) 動(dòng)力電池的容量,直接決定了續(xù)航里程的長(zhǎng)短。 提高電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程最直接的方法,就是增加電池容量,但這個(gè)數(shù)值不能無(wú)限地增加。這是因?yàn)?,站在整車布置的角度,需要考慮 每單位瓦時(shí)(Wh)所占據(jù)的空間,這將決定在車身有限的位置里,能放多少電池;而每單位瓦時(shí)(Wh)的重量,則決定了電動(dòng)汽車?yán)锩骐姵氐闹亓空急?。所以?dòng)力電池組的 “每升單位瓦時(shí)”(Wh/L)和“每千克單位瓦時(shí)”(Wh/kg)就是考察容量的核心要素。 (圖 能量密度和電動(dòng)汽車的續(xù)航里程) 另外,電池系統(tǒng)的溫度過(guò)高或者過(guò)低,也會(huì)影響到續(xù)航的。為了降低電池發(fā)熱,以及環(huán)境溫度的影響,電池系統(tǒng)還需要做穩(wěn)定的熱管理,主要任務(wù)有: · 絕熱:既要讓電池系統(tǒng)與外界環(huán)境隔絕,免受外部高溫或者低溫的影響; ·散熱:又要將在電池處于工作狀態(tài)時(shí),產(chǎn)生的熱量及時(shí)向外散發(fā); ·均熱:同時(shí),電池模組之間還需要盡可能保證溫度的一致性,電芯在不同溫度狀態(tài)下有特性上的差異,保持溫度一致才能最大限度發(fā)揮電池組特性。 在相同的電池容量下,越穩(wěn)定的電池溫度越能保證續(xù)航里程。 (2)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),主要包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器、逆變器和減速器等等。它的效率根據(jù)輸入功率和輸出功率的比值來(lái)確定的。 當(dāng)電池容量確定后,在相同的電壓下,輸出能量的高低就由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率來(lái)決定的,各個(gè)車企都會(huì)充分挖掘電機(jī)效率、電控效率,來(lái)達(dá)到優(yōu)化能耗、提高續(xù)航里程的目的。 (圖驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率需要細(xì)致的針對(duì)三大主要部件和部件之間的耦合進(jìn)行優(yōu)化) (3)整車控制系統(tǒng):主要是指協(xié)調(diào)電池、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和底盤剎車能量回收的關(guān)系。在頻繁加速、減速的工況下,可以根據(jù)電池的狀態(tài)、剎車需求來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整能量回收(制動(dòng)能量回收)的比例,從而提高能量利用效率。 電動(dòng)汽車的制動(dòng)能量回收策略,將會(huì)直接增加車輛的續(xù)駛里程 第三,系統(tǒng)優(yōu)化 這個(gè)比較復(fù)雜,只能簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)系統(tǒng)優(yōu)化。 在動(dòng)力系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的最后階段,整車集成的過(guò)程中,工程上需要付出很多的努力,不僅要守住之前的整車減重目標(biāo),還要根據(jù)不同的工況的標(biāo)定,在VCU上對(duì)于整車控制進(jìn)行優(yōu)化。 這是由于不同的工況下,電池耗費(fèi)的能量完全不同,在電池管理系統(tǒng)和VCU里面就需要有專門的軟件,來(lái)預(yù)測(cè)可行駛里程。這種預(yù)測(cè)能力,也是車企研發(fā)能力的體現(xiàn)。 (圖 車內(nèi)電池管理系統(tǒng)基于SOC的里程估計(jì)) VCU作為核心控制部件,是整車企業(yè)的軟件算法和控制核心。在續(xù)航里程方面,VCU需要做的工作是: · 控制能量管理與動(dòng)力分配,提高系統(tǒng)綜合效能; · 控制制動(dòng)能量回饋,回饋力度調(diào)節(jié); 因此在優(yōu)化階段,主要是標(biāo)定車輛的不同工作模式,協(xié)調(diào)整車的動(dòng)力性和續(xù)航里程的燃油經(jīng)濟(jì)性。還要通過(guò)智能的能量管理策略來(lái)增加整車的續(xù)駛里程。 (圖智能的能量管理策略) 最后,小結(jié)一下第一部分:純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程,從汽車設(shè)計(jì)的層面上來(lái)說(shuō),不僅僅是和電池容量直接相關(guān),其實(shí)背后不僅有傳統(tǒng)汽車設(shè)計(jì)中,對(duì)汽車造型和制造工藝的不斷打磨;更有在軟件層面上,系統(tǒng)算法的全面優(yōu)化和提升。 從實(shí)際使用工況來(lái)說(shuō),測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的工況和實(shí)際使用有存在較大差異,所以,導(dǎo)致最后實(shí)測(cè)值與發(fā)布的標(biāo)稱值不能對(duì)應(yīng)。 二、小鵬P7 實(shí)測(cè)續(xù)航里程 前面有答主(@張抗抗)貼了一個(gè)圖,是易車2020年度實(shí)測(cè)EV汽車?yán)m(xù)航偏差率——定義為實(shí)際里程與工信部續(xù)航里程的偏差(NEDC)/工信部續(xù)航里程,小鵬P7超長(zhǎng)版的偏差率是16.6%,在測(cè)試的的約20款車中排名中等,比較有意思的是,四驅(qū)高性能版本排名靠前,Model 3 墊底。 先看看P7的一些參數(shù),為方便說(shuō)明,也挑了幾個(gè)熱門車型的數(shù)據(jù)作為對(duì)比。
從參數(shù)可以看出,續(xù)航里程在類似的車型下(P7 和Model3),和電池容量正相關(guān)性明顯。但一旦車型變大,風(fēng)阻也大了,相似的續(xù)航里程需要更多的電池容量作為支撐(ES8 和Model3) 再說(shuō)說(shuō)實(shí)際開(kāi)的情況。 這車剛拿回來(lái)的時(shí)候,是給老婆練車的。當(dāng)時(shí)是春天,溫度適應(yīng),沒(méi)有開(kāi)空調(diào)。 從市區(qū)到郊區(qū)的老家,單程70km,有60公里的高速或高架(延安高架+G50),路況較好,剩下10公里是郊區(qū)的二級(jí)公路;來(lái)回實(shí)際跑140公里,表顯200公里, 相當(dāng)于7折。 【說(shuō)明一下,老婆雖然號(hào)稱“新手”,其實(shí)很久之前也是練過(guò)一段時(shí)間的本本族,所以符合上高速的規(guī)定】 (圖 新手女司機(jī)的里程消耗) 這兩天我爸開(kāi)同樣的路回去,開(kāi)了空調(diào),也是路況較好的時(shí)候。我爸作為多年的老司機(jī),實(shí)際從徐匯到青浦65公里路,表顯掉了85公里,差不多8折左右。果然老司機(jī)就是不一樣 另外,上周末兩天老婆練車,一次去了青浦萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)來(lái)回,一次去了奉賢的養(yǎng)蜂場(chǎng),整個(gè)實(shí)際距離大概在200公里左右,因?yàn)榇蟛糠侄嗍歉咚伲盹@600公里掉了270公里,這里既有開(kāi)空調(diào)的原因,而擁有高速的原因,總體來(lái)看新手女司機(jī)技術(shù)進(jìn)步了一點(diǎn)。 當(dāng)然我們作為自己日常開(kāi)車,就沒(méi)有去嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試從充滿開(kāi)到趴窩的臨界值了。 但從以上的數(shù)據(jù)可以看出,無(wú)論是工信部標(biāo)稱的純電續(xù)航,還是各種機(jī)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),都只能作為基準(zhǔn)參考值。在實(shí)際操作層面,要想開(kāi)出接近標(biāo)稱的續(xù)航里程,首先要司機(jī)技術(shù)好[手動(dòng)狗頭]。 購(gòu)買的時(shí)候,續(xù)航里程作為購(gòu)買參數(shù),還是有比較上的意義。作為生活中的實(shí)際開(kāi)車,表顯的續(xù)航里程,我們還是拿來(lái)當(dāng)作電池的電量估計(jì)來(lái)看比較合理,類似手機(jī)的百分之幾的電量,留出充足的到充電樁的時(shí)間和距離。 |
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