03.20 為什麼電動汽車續航里程有長有短?五大因素制約車輛續航

伴隨著電動汽車的發展,“續航里程焦慮”也一直是很多電動汽車車主和準車主最頭疼的問題。對於這個問題,估計不少剛買電動汽車或是正準備買電動汽車的朋友也都心存疑惑。所以今天小泡君就跟大家來說說,究竟那幾個因素在制約著電動汽車的續航里程。

電池

無論是電動汽車還是四驅車,只要是靠電來驅動的載具,都遵循一個放之四海而皆準的道理:其他條件不變的情況下,電池容量越高,單次續航里程自然就越長。電池對於電動汽車,就像是傳統燃油汽車的油箱。油箱大了,裝的燃料就多,自然走得更遠。

為什麼電動汽車續航里程有長有短?五大因素制約車輛續航

那可能有些朋友會覺得奇怪,既然電池是一個“越多越好”的東西,為什麼不再多塞進去一倍的電池呢?這樣一來,車輛的行駛里程不也就翻了一倍了嗎?理論上來說,這個想法是可行的,但實際上任何事都有一個“合理值”,電池也是如此。以知豆D2、江淮iev7和特斯拉Model S來舉例,他們的車長分別為2809mm、4320mm、4970mm。如果將厚度和寬度暫且忽略不計的話,車長也就大約代表了他們裝載電池的能力。所以從大體上來看,知豆D2續航僅有155公里,江淮iev7的續航有280公里,而特斯拉Model S(75D)的續航卻有著469公里,這也與上面列舉的車長尺寸是正相關的。

為什麼電動汽車續航里程有長有短?五大因素制約車輛續航

從空間的角度來看,目前市面上銷售的電動汽車也基本都已經在各自的車輛尺寸內儘可能多的安裝了電池,來保證車輛的續航和車輛體積在一個平衡的範圍內。除了體積之外,重量也是電池容量受到制約一個重要原因。這也是為什麼現在我國的動力電池製造商都在加緊研究能量密度比更高的電池。因為能量密度提高也就意味著在體積和重量不變的條件下電池容量得到增加。但是,能量密度越高,也就意味著電池的成本也越高。所以在這三大條件的制約之下,電動汽車工程師們只有儘可能的根據車輛定位在三者之間找到平衡點。只有這樣,才能讓車輛的續航里程、車身尺寸以及售賣價格都在消費者的接受範圍內。

電控

除了電池本身的性能和素質之外,電控也是影響電動汽車續航里程的一個重要因素。電控,就是我們常說的BMS(Battery Management System),它負責對電動汽車的動力電池進行安全監控和有效管理,讓動力電池在最佳的狀態下工作,提高動力電池的效率和可靠性並延長它的使用壽命。簡單來說,BMS的工作包括:防止電動汽車過度充電、過度放電、控制動力電池組溫度、控制動力電池組電荷平衡、監測電池組異常、評估動力電池組剩餘電量等。其中主要影響電動汽車續航里程的因素在於“電池的溫度”。

為什麼電動汽車續航里程有長有短?五大因素制約車輛續航

在《三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池 動力電池到底應該用哪種》一文中我們曾經提到過,電動汽車動力電池的放電效率會受到環境溫度的影響。溫度過低或者溫度太高都會讓動力電池放電不完全,也就直接影響了續航里程。所以,一款優秀的BMS不僅能夠隨時檢測電池目前的工作溫度,同時還可以根據需要來調節電池的溫度,讓動力電池組一直處於比較適宜的工作溫度之下,儘可能達到最優的放電效率。

電機

同樣是將能源(燃料)轉化為動力的工具,電機在電動汽車之中的地位大概就相當於是傳統燃油車之中的發動機。很多人覺得,電機只是個驅動車輛的工具,它隻影響車輛的提速和極限速度等性能指標,跟續航里程毫無關係。但通常來說,電機的功率應當和車輛的續航里程是負相關的。這就好比同樣兩節5號乾電池,裝進電子鐘錶裡可以連續工作好幾年,但是放進四驅車卻跑幾個小時就沒電了。

為什麼電動汽車續航里程有長有短?五大因素制約車輛續航

電動汽車製造商在研發一款電動汽車時,其實也同樣面臨著這樣的問題。如果採用500kW大功率的電機,車輛的性能指標自然是沒的說,但可能續航里程方面則會受到影響;但如果採用150kW的小型電機,續航里程肯定會有所好轉,只不過想要從靜止加速到100km/h,估計要花上10秒左右了。所以說,如何根據當前車型的目標客戶,來匹配一款合適的電機,是每個電動汽車製造商都需要思考的問題。如果你的目標受眾喜歡激烈駕駛,那麼適當的犧牲續航里程來滿足他們的需求顯然更加划算;但如果他們更喜歡一款能夠單次續航500公里,每週通勤只需要充電1次的長續航產品,適當的降低電機功率也能夠幫助車輛延長續航里程。

當然了,消費者本身的駕駛習慣直接決定了電機日常的工作功率,所以說如果你想讓你的電動汽車續航里程更遠的話,保持一個良好的駕駛習慣,儘量避免長時間激烈駕駛才是最有效的辦法。

重量

推一輛重量不足50kg的自行車走回家,和推一輛重量超過2000kg的汽車走回家,肯定是後者更加費力。所以,無論是傳統燃油汽車還是電動汽車,質量這一因素在很大程度上影響了車輛的續航。尤其是電動汽車中重要的能源存儲設備——動力電池,更是車輛超重的“罪魁禍首”。

為什麼電動汽車續航里程有長有短?五大因素制約車輛續航

電池雖然很重,但為了保證續航又不能削減電池。所以,全球的汽車製造商都在絞盡腦汁的想辦法,在其他的部位減重來拉低車輛的整體質量。比如,特斯拉和蔚來就簡單粗暴的選擇採用“全鋁車身”來給產品“減肥”,而很多電動超跑品牌更是不計成本的採用大量“碳纖維”材料來打造輕量化車身。即便是這樣賣力的斤斤計較,也只能在一定程度上降低動力電池所帶來的重量,往往電動汽車還是要比同級別的傳統燃油汽車更重一些。當然也有像寶馬i3這樣的異類,為了讓車輛徹底減肥,不僅使用昂貴的碳纖維增強複合材料來打造駕駛座艙,甚至不惜降低動力電池的容量。這也導致了寶馬i3終於獲得了曼妙的身姿(整車重量1390kg),但同時也擁有高昂的售價,和不足200公里的續航里程。

給電動汽車“減肥”就像是我們自己“減肥”一樣,要注重科學的方式方法,切不可盲目降低體重。如果因為減肥導致影響了續航里程,就好比是為了身材餓出胃病,這樣得不償失的結果,相信所有人都是不願意看到的。

風阻

風阻,顧名思義就是車輛行駛時受到的來自空氣的阻力。雖然我們總是在跑車或是概念車的介紹中看到“風阻係數”和“空氣動力學”這樣的詞彙,但事實上風阻所影響的不僅僅是車輛的提速性能和極限速度,它也與我們日常私家車息息相關。

為什麼電動汽車續航里程有長有短?五大因素制約車輛續航

在傳統燃油車時代,風阻的作用在日常行駛低於120km/h的家用車中並不顯著,這主要是因為燃油車的“變速箱”能夠讓車輛在高速行駛時保持“低轉速”的省油狀態,這也是為什麼燃油車往往在高速巡航狀態比較省油,而在市區內走走停停則比較費油。但是,因為電動汽車在動力結構上省去了變速箱,所以電動汽車的電機轉速與車速是成正比的,這就需要電機在高速行駛時仍然保持高轉速的狀態,這也是為什麼電動汽車在市區內走走停停比較省電,而在高速巡航狀態比較費電的原因。此時如果車輛還需要對抗較大的風阻,那麼車輛的續航里程將會進一步降低。

所以說,市售的絕大多數電動汽車都選擇了將原本車頭的進氣格柵改為封閉式的設計。這樣做在一定程度上能夠有效的提高車輛的空氣動力,降低風阻,對續航里程也有一定的正面作用。

總結

其實除了電池、電控、電機、質量和風阻之外,還有很多更細微的因素在影響著續航里程的長短,但由於影響的幅度太小就不一一贅述了。總而言之,車企在設計和製造一款電動汽車的時候,雖然續航里程絕對是重要的衡量標準之一,但它卻不是唯一的標準。除了續航,一輛優秀的汽車產品還需要注重很多其他方面,比如舒適度、豪華感、安全性等等。所以,無論是針對續航里程本身,還是對於一輛汽車的綜合維度考慮,汽車工程師們更多的是在這些不同的條件當中尋求一種平衡。在保證車輛各個方面都沒有問題的情況下,儘可能的滿足消費者對於續航里程的需求。

換句話說,如果什麼都不管就造一臺能跑的很遠的電動汽車,能不能造的出來呢?肯定是可以的,但這輛汽車可能早已經沒有了大家心目中汽車應該有的樣子。比如,它的體積大的像一輛坦克,裡面除了一個駕駛座沒有任何座位,不具備空調、音響、甚至可能連安全帶都沒有,駕駛起來毫無舒適感可言,唯一讓人滿意的就是,它擁有2000公里的超長續航里程。如果有這樣一輛超長續航的電動汽車,你難道會喜歡嗎?


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