纯电动车的续航里程偏差多有大?

2018-12-03 11:02:01 来源:汽车电子设计
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从前不久广州车展上的纯电动车新品来看,未来上市的车型工况续航会以300km为起始“及格线”,而且主流车型会有400km甚至更高的续航能力。消费者既可能感到惊喜,但一看电池能量,又可能对续航是否靠谱,以及整车能耗的真实性存在一些怀疑,特别是在真实驾驶过程中,很难开到企业所宣传的标称数据。我们就来探讨一下,影响续航的车辆电池系统、驱动系统和其他相关要素分解,车企和消费者各有哪些要考虑的因素。
 
纯电动车的续航里程,是指车辆在动力电池完全充电(仪表盘充满的情况下)的状态下,以一定的行驶工况(类似60km/h等速、NEDC、WLTP),连续行驶的最大距离。虽然这个数据看上去很简单,但是影响续航表现的有很多因素。一个车企宣称的续航里程,和实际开出来续航的差异程度,可以体现出把控能力的差异,这也是可以判定整车厂综合能力高下的关键指标。
 
 
如果我们根据标准方法测试,以NEDC所得出的纯电动续航里程较高,实际开车在非理想条件的时候,就容易出现比较大的偏差。WLTP的测试程序,与实车开出来的数据比较吻合,在非理想条件下差异也不大,能够作为一个可信度更高、让用户安心的参考标准。此前国内使用的等速60公里工况和实际的差异太大,也基本被淘汰使用,但不少车企在宣传的时候仍然会采用“最大续航里程 ”。
 
续航能力考验着整车厂三个方面的水平:整车、动力系统和优化。整车主要是涉及到车辆的整体设计,如车辆的空气动力特性(风阻、整车车身精度)和车重、滚阻等。动力系统主要涉及电池的容量和特性,电机和逆变器特性,整车能量管理策略特别是能量回收的特性。最后就是整体优化,根据动力总成、空调能量管理和附件能量管理,做一个细致的优化,在电控层面做出平衡,在动力特性和能耗特性上做调整,并保证全生命周期特性的相似性。
 
当然,仅仅根据一次使用或者一次普通的测试来武断判定一台车的水平也是不公平的,实际上续航里程和用户驾驶习惯、用车环境紧密相关。我们以coches.net和AUTOBEST做的一些测试数据为例,采用了是国外市场上的纯电动车型,包括日产聆风、雷诺ZOE、现代IONIQ、起亚Soul EV、宝马i3和大众e-Golf这样的中等里程车型,还有欧宝Ampera-e、捷豹I-PACE和特斯拉Model S、Model X较高电量的高续航车辆。测试是在巴塞罗那的高速公路和城市交通中进行,把所有电动汽车都设置为普通模式,并保持空调开启状态(温度设置为19-23℃), 测试过程中室外的环境温度在26-33℃。
 
  
 
均一化各个车企的技术水平以后,我们可以直观看出续航里程是和电池的能量有线性的直接关系,和车的大小呈现反比的关系。进一步来看对比实际续航和各个工况标出来的数据,存在一些差异性,有高有低。
 
『实际测试续航里程和电池标称kWh的散点图』
 
最直观的影响因素当然就是动力电池系统了,车企在设计产品的续航里程时,首要考虑的是多大的车能布置多大的电池容量,这有一个基本的定数。增加纯电动车续航里程的最直接方法就是增加电池的容量,但又不能过多增加汽车总质量以及动力电池的占用空间。叠加电池是个技术活,要考虑的东西很多,全新开发的电动车平台比“油改电”平台更利于布置电池。
 
其次,动力总成中的驱动系统影响也很关键,包含电机、逆变器和减速器,驱动系统是决定百公里电耗的主要条件,需要充分挖掘电机效率、电控效率和减速器方面的效能。电动汽车用驱动系统效率包括驱动控制器效率、驱动电机效率和驱动系统整体效率测试和确认。
 
  
再来就是整车控制,需要协调匹配电池、驱动系统和底盘刹车能量回收的关系。制动能量回收的策略将会直接帮助增加车辆的续驶里程,还能改善整车动力学的控制性能。电动汽车需要在城市路况或者频繁加速减速特性下,根据电池的状态、整车的刹车需求来动态调整能量回收的比例。
 
电动汽车也是符合传统车辆的能耗规律的,汽车在行驶过程中所受到的阻力越大,用于克服阻力而消耗的蓄电池电能就越多,相应的续航能力就越差。汽车行驶阻力主要包括滚动阻力、空气阻力、加速阻力及坡度阻力,这些阻力都无法避免,只能尽量减小。
 
  
 
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作者简介
朱玉龙
朱玉龙

我是一个汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。

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