哪些因素限制了电动汽车的续航里程?
限制电动汽车续航里程的障碍即将“撤除”
电动汽车想要实现足够理想的续航里程,方式无非有三种。
增加蓄电池容量或提升能量密度
车身轻量化
降低风阻系数
首先说明第二点与第三点的作用
汽车轻量化是节省能耗的主要方式之一,马力的推重能力有固定的数值(米制马力1PS/75KG/1S)。在输出马力基本固定的前提下,想要提升性能则需要降低车身重量,也就是提高推重比。而在车身重量降低之后,在不需要性能的日常中低速代步驾驶阶段,车身轻量化则能够实现以更低的马力驱动车辆达到理想的车速;低马力输出则能够降低电动机的转速,消耗的电量自然而然会低一些。
降低风阻系数主要为提升高速驾驶的续航能力。电动机在高转速恒功率区间,电机的扭矩会出现较大幅度的下滑,而马力的计算公式为【(扭矩×转速÷常数)×1.36】,扭矩下滑之后则需要更高的转速才能提升输出马力,而高转速自然等于高电耗(低续航)。车辆高速行驶中需要克服的主要行驶阻力是风阻,在电机恒功率扭矩下滑无法解决之前,普通代步电动汽车因制造成本无法使用高功率电机的前提下,只有降低风阻系数才能够有效的提升高速驾驶的续航能力。
以上两点已经在技术升级的过程中,尤其是在出现三电系统高度集成为整车制造平台的供应商之后,轻量化能够有很大幅度的提升;同时风阻系数也会在实现轻量化之后同步提升,当然这点需要寄希望于有风洞实验室的少数车企,有此实力的车企本也就是新能源汽车领域的巨头,所以续航里程的提升已经在进行中。
新能源汽车的补贴促进了各大车企进入该领域进行技术研发,这是推动新能源汽车普及的源动力。不过补贴的标准对动力电池的能量密度要求过高,以高镍类三元锂电池为例,其镍含量提升可以对密度的提升很有作用,但同时也造成了晶体结构的不稳定(容易自燃)。这类电池可以参考某些进口车使用的镍钴铝电池,其量产车是全球新能源汽车自燃率最高的品牌没有之一。所以为了保证车辆的安全与稳定运行,自主品牌新能源汽车大多不选用能量密度过高的电池;但这类电池的制造成本偏高,密度无法升高且无法提升装机容量,续航里程自然会低一些了。
重点变化:新能源汽车补贴即将全面退出,一旦补贴消失则电池类型不再受能量密度的限制,之后则会磷酸铁锂电池的时代。这种电池的制造成本比主流的镍钴锰、镍钴锰酸锂、钛酸锰等电池低很多,虽然能量谜底略低但是差价可以实现容量的超量增长,续航里程自然会提升。且磷酸铁锂电池的密度也在提升过程中,那么再加上轻量化与风阻系数的降低,2020年推出的新能源汽车将会出现续航的大幅增长。
预测:2019年新能源汽车的NEDC测试值普遍突破500公里线,2020年的铁电新能源有可能陆续突破600公里线,且真实续航能够达到500公里左右,60km/h等速测试必然会出现700标准的15万级电动汽车。插电式混动汽车会有一些150~200公里续航的车辆出现,且会以增程式混合动力为主,2020年会是新能源汽车爆发式增长的一年,补贴的退出节点非常恰当。
编辑:天和Auto
内容:原创发布
第一是电池本身。这和电池的能量密度有关系。电池的能量密度越大,同样体积的电池容量就越大,续航越长。
第二是汽车重量。当然汽车越轻续航会越长,但是由于法规安全方面的要求,车身强度必须要保证,而使用强度高重量轻的材料,则会造成成本上升。
第三是空气阻力和滚动阻力。空气阻力就是和造型相关,但由于强度要求及搭载零部件的局限,完美的流线造型也是难以实现。滚动阻力就是轮胎相关了,制作滚动阻力系数小,噪音低的轮胎也是一个技术难关。
第四和外部环境的温度有关。温度低时会严重影响电池的续航,所以现在的驱动电池大多开始搭载电池的冷却,加热系统,以使续航不会缩水。
现在电池技术还没有质的突破,很多新能源车企为了获得较远距离的续航里程基本都是把电池做的更大,这使得汽车自身更加笨重,包括充电桩的普及,这些都不是最佳解决方案。
电池既要满足续航里程数,还要做的更加便于充电和储能,还有就是电池不要太大,未来会出现类似于抽屉似的电池组件,像USB一样,热插拔的,电池将实行统一的标准,无论是在4S店还是普通的超市都可以轻易自助更换,换上即走,比加油站加油还便捷,这是电池的未来趋势!
限制电动汽车续航里程的因素很多,且影响程度不一。
电池容量:影响续航里程的第一大因素就是电池容量,毕竟电池容量大,有更多的能量用于驱动车辆,车辆才有可能走得更远。
整备质量:在其他条件相同的前提下下,拖动越重的车身,单位距离的能耗越高,因为我们一直在不断探寻新电芯化学体系、新制造工艺等努力的提高电池能量密度(减轻电池重量),以及通过计算机***设计和高强度材料实现车身轻量化,让车辆跑得尽量远。
驱动效率:电机效率对续航影响也很大,不过电机驱动效率很高,尤其是目前我们大量应用的扁线电机,相较传统圆线电机,驱动效率已得到不小提升,此外还有功率半导体等驱动系统的重要零部件,新一代的碳化硅功率半导体就比第二代硅材料IGBT效率更高,损耗更低。
此外,还有一些相对影响程度低一些的因素,如外形设计,低风阻设计可以带来更低的风阻系数,从而使车辆在跑高速时受到的阻力更低,减少能耗。不过我们在外形设计时也不会一味的追求极致的低风阻,还要考虑安全以及人机工程等领域,毕竟用户的安全与驾乘体验更加重要。
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