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    1. 如何看待電動車高速續航?

      • 大吉X
      • 發表于: 2018/09/20 09:14:38 來源:42號車庫

      這篇文章主要是電動車入門級的續航介紹,不是技術的深入探討。

      昨天在威馬群里,大家對于續航問題爭論不休。

      有一個群友提出目前國產電動車沒有一輛高速能跑過 200 公里,讓我十分意外。因為我們前不久我們測試蔚來 ES8 的時候,從上海開到紹興全程續航 230 km 左右,雖然不是很優秀的成績,但并不是連 200 km 都跑不到。后來經過交流了解,他把 120 km/h 的等速續航成績來和高速續航成績劃等號,進而給電動車貼上續航嚴重虛標的標簽。

      在我們的一些老讀者對電動車的研究已經開始深入到放電倍率、電池內阻等問題的時候,我突然意識到,還有很多新用戶對電動車沒有任何使用經驗,甚至不知道國內高速的服務區早就遍布了充電樁。這是一件好事,它意味著電動車正在推向更多的城市和用戶。同時,也意味著對于電動車的續航問題,又到了一次重新解釋的時候。

      先從基礎概念講起。

      1. 續航的兩種分法

      根據測試條件的變化,電動車的續航主要分為等速法續航和工況法續航。前者指的是一輛車速度恒定時的續航成績,后者指的是在不同工況標準下的續航成績。這兩種續航最大的不同在于速度的變化。

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      先來看一個圖,這是由 ABRP(一個海外的電動車行程規劃工具)統計的 Model S100 的續航和速度、溫度之間的關系圖,數據來源是 ABRP 上的 511 位特斯拉車主的日常行駛數據。

      從圖中可以看到,當車速處于 60 km/h 的時候,車輛能夠獲得最大的續航成績,也就是經常被廠家拿來宣傳的最大續航成績。在車速超過 60 km/h 之后,速度越高,車輛的續航成績就越差。一輛電動車在高速上大于 120 km/h 的等速續航就相當于這輛車平時最差的成績。

      這就是說,一輛電動車的續航成績其實除了受車輛自身條件(比如電池性能等)影響以外,還受用車條件變化的影響,是呈現動態變化趨勢的。

      對電動車特性不熟悉的朋友經常會產生一個誤區,要么拿廠家宣傳的 60 km/h 最大續航來等同于電動車的日常續航,要么拿大于 120 km/h 的等速續航來等同于日常續航,這就相當于一個學生平時各門功課平均分是 60 分,偶爾考了一次 100 分,一次 40 分,你就以為他每次都能考 100 分或者 40 分,過分極端了。

      我們談等速續航的時候,就是在談一輛車在極端理想狀態下的成績,而我們談工況續航的時候,就是在談一輛車的日常平均表現。拿電動車宣傳上的最大續航來對比這輛車實測中的最差續航,以此宣傳一輛車虛標嚴重,這種說法也是不夠負責任的。

      真正的對比在于工況續航和實際續航之間的差距。工況續航就是模擬一輛車日常使用的情況來測試的續航成績,模擬得越接近真實駕駛情況,得出的續航數據就越準確。

      目前,全球流行的工況續航標準有歐洲的 NEDC 和 WLTC,美國的 EPA,以及日本的 JC08,其中,國內的工況續航借鑒的是歐洲的 NEDC 標準,而在歐洲,NEDC 即將被 WLTC 替代。根據電動車主的使用情況驗證,美國的 EPA 標準最接近日常續航成績。從嚴格程度來看,EPA>WLTP>NEDC>JC08。

      一輛車在不同的國家銷售,就會根據相應國家的需求,進行不同標準的測試。所以,你可以看到 BBA 等品牌的電動車在不同標準下的續航成績,但是比較少見到比亞迪等國產品牌電動車的 EPA 續航成績。

      不過,國內也在制定屬于自己的電動車工況標準,但是在標準還未發布之前,大家唯一可以依據的就是 NEDC 續航成績。雖然不少廠家有主觀美化成績的嫌疑,不過,對消費者來說,更重要的是,了解 NEDC 續航和實際續航之間存在差距,才不會在買車之后感覺上當受騙,憤憤不平。

      2. 電動車續航的影響因素

      電動車續航的影響因素主要可以分為兩個部分,一個是車輛的自身條件,比如整車重量、風阻、電池容量、電機功率等;另一個則是外部使用條件,比如速度和溫度的變化、輪胎尺寸的大小、空調的開啟或關閉等。

      對車輛的自身特性來說,電動車和燃油車的最大不同點就在于電動車的三電系統。而關于風阻、車重、滾阻的影響都是相似的。

      我們把一輛車看作能量的供應方,駕駛員看作能量的需求方。你開著一輛車從 A 點行駛到 B 點,是你在向車輛發起請求,由車輛的能量系統決定響應方式。電動車的能量系統就是電池、電機、電控這個三電體系,燃油車的能量系統就是以發動機為核心的動力系統。

      在駕駛員對車輛需求保持一致的條件下,電動車和燃油車能量系統的不同特性決定了兩種車輛在不同工況下所需要的能量的不同。

      發動機外特性曲線發動機外特性曲線

      電機特性曲線電機特性曲線

      Model S 的功率和扭矩變化Model S 的功率和扭矩變化

      幾句話簡單了解電動車加速與能量系統之間相互作用的關系:

      1. 加速踏板是駕駛員和車輛之間的交互界面。當你駕駛一輛電動車的時候,踩下踏板,能量系統接收到需求之后,電池就會開始放電過程。快速踩下踏板,電池開始快速放電。緩慢踩下踏板,電池就開始緩慢放電。鋰離子電池的放電過程就是電壓從高到底的一個過程。

      2. 每個電池都有自己的最大放電倍率,電機功率越高,需要電池的放電倍率就越高。同時,一輛電動車能使用的電機最大功率也受電池放電倍率的影響。

      3. 急加速的瞬間,電耗會快速上升。而保持均勻加速則有利于更好的續航表現。電動車的能量回收系統,可以將車輛的動能轉化為電能回充到電池中。有效利用電動車的能量回收系統能夠提高電動車的續航成績。

      4. 有車主發現電池電量較低時,車輛速度會被限制。這是因為在電池電量過低的時候,為了避免電池過放,BMS 電池管理系統會限制電池的輸出電流,加上放電過程中電壓的降低,此時車的動力就會受限。當最大放電功率不滿足駕駛員的加速需求時,車輛速度就會越來越慢。

      5. 在低速行駛的時候,車輛附件如儀表等需要消耗電量,而在高速時,大部分的電動車功率用于克服風阻,能量損失大。

      讓我們回到剛才的那張圖:

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      在談到續航外部影響因素時,我們最常關注的就是速度和溫度的影響。

      在這張圖中可以看到:

      1. 溫度越高,電動車續航表現越好;

      2. 當車輛速度大于 60 km/h 時,車輛速度越高,電動車續航就越低。

      很多廠家在開發電動車時,比較少考慮高速環境的使用。加上電動車在城市路況中使用時,駕駛性能也遠優于燃油車。因此在電動車發展早期,有很多低于 300 km 續航的電動車,完全定位于城市路況使用。

      3. 高速續航建議

      電動車能不能進行高速行駛,是消費者和廠家之間重要的矛盾沖突點。電動車并不擅長高速區間的性能表現,和目前的燃油車使用情況相比,高速上使用電動車一定是不夠便利的。

      在我們對電動車使用情況的兩三年觀察中,發現僅少數用戶會進行電動車的長途駕駛,雖然電動車能夠突破長途駕駛的障礙固然很好,但是以電動車的短板來標簽化電動車的不足,也大可不必。

      有過電動車駕駛經驗的車主,或者家里有一輛燃油車的車主,在電動車選購過程中還比較理性,但是對于初次購買電動車并將它當做第一輛車的用戶來說,還是要充分認識電動車的優劣之差,認真考慮一下,你真的需要經常高速駕駛嗎?如果高速駕駛是你的日常需求,你為什么一定要買一輛電動車?

      不過,如果有消費者堅持要在高速上使用電動車的話,我們的建議是,可以選擇只充一次電的最大 400 - 500 km 以內的行程。這意味著在一次行程中,一定包含市區+高架+高速的綜合工況,并不是完全在高速上駕駛。

      而在高速上即使達到 120 km/h 的最高速度,在道路暢通的情況下,平均速度也會落在 80-90 km/h 區間,就算在最符合實際情況的 EPA 的續航標準中,高速工況的平均速度也只有 77.9 km/h。用 120 km/h 的等速續航來衡量一輛車的高速續航,其實有點過分嚴苛了。

      如果在一次行駛過程中駕駛電動車超過 500 km,高速路段的比例增加,充電次數也會增加,每次充電幾十分鐘到一個小時,使用上的體驗效果不會太好。不過,如果你真的想要完成一項長途挑戰的話,除了極其偏遠的區域以外,國內高速公路的服務區上遍布充電樁,在出行前查好沿途充電樁,充分做好行程規劃,偶爾進行一次長途旅行,也是可行的。

      電池的能量密度正在緩慢提升,各個廠家也都在推出能滿足更高充電功率(充電更快)的電池。隨著充電網絡的密度提高,電動車的使用環境會越來越好。在現有條件下,明確認識自己在日常用車中的通勤和高速需求,有利于你調整好對于電動車的心理預期,選擇最適合自己的產品。

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