03.03 哪些因素限制了電動汽車的續航里程?

車哥哥


續航里程是電動汽車一直髮展不太好的因素之一,這句話其實只說對了一半。
過去幾年,如果說電動汽車的續航里程能做到400公里,那就已經非常不錯了,普遍都是續航里程200、300公里的車型,再加上電控等技術也不成熟,電耗高,所以電動汽車的實際續航里程很短。
但是到今天,續航里程400公里的車已經很普遍了,甚至是搭載磷酸鐵鋰電池的車型都能做到400公里以上了,搭載三元電池的車型輕鬆就能夠做到500公里以上,所以續航根本就不是問題,
汽車油箱裝滿後在一定路況下的連續行駛里程,一般車輛的續航里程也就為300~500公里,現階段電動汽車已經能夠達到同等水準了,為什麼還要糾結續航里程呢?
另外,在電池能量密度一定的情況下,如果想要增加續航里程,最簡單的方法就是多裝動力電池組,而電池組是有重量的,並且不會隨著電量的消耗而減輕重量,那麼必然導致電耗增加,這又違背了新能源汽車發展的初衷。所以要做的不是加電池組,而是要尋求電量消耗與續航里程之間的平衡點,也就是在能夠滿足大多數人的續航里程要求的情況下,最大化的減少電耗。

電車匯


目前主流的純電動汽車續航里程基本在400-500公里左右,相比於燃油車在續航方面還是有一些差距這是事實,但其實進年來電動汽車的發展不可謂不迅猛,續航里程年年遞增,超越燃油車續航里程是遲早的事情,但也有一些技術難題去突破。

而影響電動汽車續航里程的因素主要有以下幾點

1.電池容量

可能很多人都會想到“多堆一些電池,不就跑的更遠了嗎?”可實際上並非這麼簡單,首先車輛底盤能用來堆砌電池的空間也有限,想要堆砌更多的電池就得將車往大里造,長度、寬度、軸距都要變大才能裝的進更多的電池,可這樣一來,雖然電池容量增加了,可車輛太大會不符合人類的省美觀,所以得適當即可。

2.電池能量密度

想要在有限的空間內增加電量,只好從電池能量密度下手,能量密度越高,單個電芯的電量就越多,總電量就更多,續航里程也就更高,但能量密度越高的電池就越不穩定,越不好控制這是目前三元鋰電池的現狀,所以要在保證安全性能的同時提高能量密度才行,很顯然前者更為重要。

3.車身重量

純電動汽車的輕量化不可忽視,動力電池本身就非常重,太重了車輛的負載就會很大,跑起來更費勁,電耗也會增加,因此很多純電動汽車設計全鋁車身就是這個原因。

4.風阻

這點和燃油車無異,風阻越大,油耗越高,電動汽車同理。

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限制電動汽車續航里程的障礙即將“撤除”

電動汽車想要實現足夠理想的續航里程,方式無非有三種。

  • 增加蓄電池容量或提升能量密度

  • 車身輕量化

  • 降低風阻係數

首先說明第二點與第三點的作用

汽車輕量化是節省能耗的主要方式之一,馬力的推重能力有固定的數值(米制馬力1PS/75KG/1S)。在輸出馬力基本固定的前提下,想要提升性能則需要降低車身重量,也就是提高推重比。而在車身重量降低之後,在不需要性能的日常中低速代步駕駛階段,車身輕量化則能夠實現以更低的馬力驅動車輛達到理想的車速;低馬力輸出則能夠降低電動機的轉速,消耗的電量自然而然會低一些。

降低風阻係數主要為提升高速駕駛的續航能力。電動機在高轉速恆功率區間,電機的扭矩會出現較大幅度的下滑,而馬力的計算公式為【(扭矩×轉速÷常數)×1.36】,扭矩下滑之後則需要更高的轉速才能提升輸出馬力,而高轉速自然等於高電耗(低續航)。車輛高速行駛中需要克服的主要行駛阻力是風阻,在電機恆功率扭矩下滑無法解決之前,普通代步電動汽車因製造成本無法使用高功率電機的前提下,只有降低風阻係數才能夠有效的提升高速駕駛的續航能力。

以上兩點已經在技術升級的過程中,尤其是在出現三電系統高度集成為整車製造平臺的供應商之後,輕量化能夠有很大幅度的提升;同時風阻係數也會在實現輕量化之後同步提升,當然這點需要寄希望於有風洞實驗室的少數車企,有此實力的車企本也就是新能源汽車領域的巨頭,所以續航里程的提升已經在進行中。

重點:核心障礙為補貼

新能源汽車的補貼促進了各大車企進入該領域進行技術研發,這是推動新能源汽車普及的源動力。不過補貼的標準對動力電池的能量密度要求過高,以高鎳類三元鋰電池為例,其鎳含量提升可以對密度的提升很有作用,但同時也造成了晶體結構的不穩定(容易自燃)。這類電池可以參考某些進口車使用的鎳鈷鋁電池,其量產車是全球新能源汽車自燃率最高的品牌沒有之一。所以為了保證車輛的安全與穩定運行,自主品牌新能源汽車大多不選用能量密度過高的電池;但這類電池的製造成本偏高,密度無法升高且無法提升裝機容量,續航里程自然會低一些了。

重點變化:新能源汽車補貼即將全面退出,一旦補貼消失則電池類型不再受能量密度的限制,之後則會磷酸鐵鋰電池的時代。這種電池的製造成本比主流的鎳鈷錳、鎳鈷錳酸鋰、鈦酸錳等電池低很多,雖然能量謎底略低但是差價可以實現容量的超量增長,續航里程自然會提升。且磷酸鐵鋰電池的密度也在提升過程中,那麼再加上輕量化與風阻係數的降低,2020年推出的新能源汽車將會出現續航的大幅增長。

預測:2019年新能源汽車的NEDC測試值普遍突破500公里線,2020年的鐵電新能源有可能陸續突破600公里線,且真實續航能夠達到500公里左右,60km/h等速測試必然會出現700標準的15萬級電動汽車。插電式混動汽車會有一些150~200公里續航的車輛出現,且會以增程式混合動力為主,2020年會是新能源汽車爆發式增長的一年,補貼的退出節點非常恰當。




天和Auto


電動車的續航——如何改變我們的出行方式

上圖是一輛eRX5,怎麼說呢,作為這輛車的車主,對於上一次加油的日期,一般來說是記不清的……總的來說就是充電續航就有點久。

就拿上海市區來說,只要不出上海,每天充滿電就完全可以滿足日常出行的需求。而且就算是消耗量溢出,還可以用37L小油箱裡的汽油來彌補。像這樣子每天只用一點點,足夠撐一兩個月,折算一下還不到200元。更不用說市區裡也不用天天用車,也不是天天需要出門。

通常來說,對於家裡有固定充電樁的車友,換一種說法就是接觸過充電出行設備的車友,哪怕沒有油箱輔助,出行也不會有太大問題,因為自己對於車輛出行能力會有比較清晰的認知。油箱的存在僅僅只是為這些車友提供了遠距離出行的條件。

當然就會有人問,現在的出行有高鐵有飛機,公共交通設施如此發達,想去哪裡先用這些代步遠程交通,到了當地再選擇出租出來完成短途自駕遊不是更好?這話是沒有問題,但我認為國家大力推進電動車也是有他的道理和存在意義的。技術的發展本就不是解決里程長短的問題,而是為了改變大眾選擇出行的方式和習慣。

·電池技術方面

這方面的問題我想應該也是大家所關注的問題,但是據我所知,到2030年,達到1000公里的續航標準的電池技術就已經能實現了。而在近期2020年超過500公里的電池組就已經會開始逐漸普及。而這些進步,足以讓車主完成一次短途自駕遊了。而這一基本技術的進步,足可以讓車主完成一次短途自駕遊了。

·基礎設施建設方面

平時電動車使用較少或者沒有接觸過的人可能會覺得滿世界都缺一個充電的地方,只有家裡才能進行充電,出門就是一個倒計時狀態。但是我可以負責任的講,現在充電設施網絡的建設比多數人想象的要快的多。所以這個也不能算作對於未來抱有的問題隱患。


靜觀車市


電動車續航=電池放電量/能耗,所以影響電動車續航里程的主要原因就是電池容量和能耗。

電池放電量:

顧名思義,就是電池所釋放的電量。電動車的電池容量越大,自然可以釋放更多的電量。簡單理解就是電池越多,跑得越遠。那麼為什麼不放更多的電池保證更遠的續航呢?以下原因:

1,電池越多,價格越高。

電動車的電池價格佔整車價格的40%。目前電動車電池組的價格還是偏高。麥肯錫2017年1月調研報告指出,動力電池平均成本約為人民幣1500/kWh。

在國內售價20萬元的電動車,續航250km~300km,電池成本就達到了7萬元。增加了電池容量,就是增加了整車成本。這點和燃油車區別很大,燃油車增大油箱就行了,然而油箱的成本很低的。

豪華品牌特斯拉,售價80萬元的MODEL S 75,電池成本在10萬元,對比售價這480km的續航,額(⊙o⊙)…蠻貴啊。

2,電池壽命&可行性。

作為一輛家用車,一般車輛總里程在20W公里左右。當然作為營運車,超過60W公里也比較正常。

曾經聽到某網民的呼籲,啥時候電動車續航能超過1000公里我就買。暫不談成本和可行性,如果動力電池技術可以達到充滿一次電跑1000公里,電池循環壽命2000次的話。那麼這輛電動車電池總壽命就可以達到200W公里了。意思就是車開報廢了,電池還是新的。那對於家用車來說,簡直是資源浪費。所以我的定論是:當電動車充電速度能夠滿足使用需求時,就沒有必要疊加多餘的電池來增加續航了。

3,電池能量密度。

同等容量的電池組,因為材料不同、工藝不同,能量密度不同,導致電池組質量和體積不同。比如主流的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。磷酸鐵鋰電池能力密度理論極限是160wh/kg,高能量密度三元鋰電池,能達到200wh/kg以上。

一輛車可裝載的電池數量是有限的,使用能量密度更大的電池,就可以塞進去存納更多電量電池,續航就可以做得更大的。2017年的客車國家補貼水平就和電池能量密度掛鉤了,已經不單單隻看續航了。

能耗:

燃油車有油耗,通常單位是L/百公里,就是俗稱的百公里幾個油。

同理電動車也有能耗表示,當然不是油耗了,是電耗。單位是kWh/百公里,就是一百公里消耗多少度電。

從開頭的公式,電動車續航=電池放電量/能耗,可以得出電池容量越大續航越遠。那麼能耗越低,續航也越遠的。那如何降低能耗呢?大概以下幾個方面。

1,降低整車質量。

車當然是越輕越省電啊!剛才的電池能量密度說了,如果疊加了更多能量密度不算大的電池,雖然增加了電池容量,但是整車質量會明顯增加。並且需要更強的車身保護電池,車重了能耗增加了,續航可能並不會太遠的。

舉個例子:

2017款騰勢 電池容量62kWh,整備質量2090kg,電池續航352km,百公里能耗17.6kWh/100km。

比亞迪e6 電池容量82kWh, 整備質量2380kg,電池續航400km,百公里能耗20.5kWh/100km。

對比可見,e6比騰勢電池增加了32%,但是續航只增加了13.6%。更重的車身導致能耗增加就是一個主要原因。

想要放更多的電池,又想車更輕,除了使用能量密度更大的電池外,還可以輕量化車身。比如車身使用鋁合金、碳纖維等更輕的材料。小電動車使用碳纖維成本確實傷不起,機蓋等裝飾件使用塑料材質也是個辦法。

2,增加用電效率。

電機電控效率、空調效率以及其他電器的效率都能影響到續航表現,很多節能車型大量的使用LED燈組,也是為了節能。

電動車還有能量回收功能,能量回收可以減少制動時的能量損失。不過能量回收的效率並不算高。我們唯電很多電動車主反饋,儘可能的減少剎車,少用能量回收。靠“滑行”減速,比能量回收划得來。

3,減少阻力。

一輛車有著更好的空氣動力學,能夠降低風阻,肯定就會獲得較低的能耗,換來的就是更遠的續航里程。

經常遇到一些車主不滿意原廠輪胎的性能,更換了更寬的輪胎,帶來性能的同時,卻發現油耗增加了。電動車也是,廠家為了降低能耗,通常會選擇比較窄的輪胎。電動車整備質量會大於同級別的燃油車,所以電動車的輪胎選擇有講究的,不能太寬,載荷還不能太低。所以建議新能源車主在沒有專業的指導下,儘量使用原廠規格的輪胎以保證車輛的安全性和經濟性。



唯電新能源汽車社區


主要是電池的儲能密度和成本限制了電動車的續航里程。

不同於燃油,單位重量的能量在10KWH以上,電池現有的技術僅僅在100到200WH多的水平,幾乎是兩個數量級的差距。由於儲能密度的降低,電池佔有車輛的重量比提高,同時這電池又需要消耗額外的電能來驅動和增加的結構來支持,所增加的電池對續航的貢獻越來越小,顯然即使不計成本,也是存在續航里程極限的,而燃油車的同樣的極限者高的多。

電池成本高的因素,讓車輛不會帶比較多的電池。

但是,現在的電池技術已經到了可以滿足電動車的基本要求了。

燃油儲能密度大,但燃油需要發動機系統來轉換成動能,這個附加的重量不小,效率低,同時還不容易實現精細的控制效果,而電動車這方面的優勢就明顯了,驅動系統簡單,效率高,容易實現精確的驅動控制。

這樣的優勢和劣勢一綜合,電動車的續航就是現在的樣子了.


創意唯心


除了電池容量提升,電控要降功耗,電機要降損耗,還要把輔助功能也要優化!就像特斯拉,把所有功能項都設在平板顯示電腦裡,既降低功耗有科技感!把所有控制都用低阻純銅主排線來傳輸!特斯拉的交流電機是純銅轉子,導磁性很強,所以它的能量耗損很低,而且它的體積也小了許多,在控制方面更容易更安全。這種交流電機失磁性很小,比永磁轉子更有力量,而永磁有個最大缺點就是電機一熱,就會失磁,就降低了功率,電的損耗就會增加!還有電池的冷熱內阻增大都會有損耗的,也降低了總里程和行駛距離,這對電池設計來說也是最重要的!還有電動汽車的剎車能量反饋,需要超級電容來輔助,來達到快速充滿,再讓超級電容反充到電池裡,這樣能得到更多的電能,延長續航里程!


開心豬55632868


最主要的限制毫無疑問就是能量密度。先估算一下電動車電池容量達到什麼水平,續航才能追上燃油車。

以一輛50升油箱的燃油車為例,50升汽油重約36.5公斤,一公斤汽油熱值取12.8kwh,滿油箱總熱值就是36.5×12.8=467kwh,考慮內燃機和變速箱的綜合工況效率在30%左右,則50升汽油有效能量為467×30%=140kwh。以此類推60升油箱有效能量是168度。70升以上油箱大多裝備中大型轎車或客車,售價多在30萬以上暫不考慮。

也就是說電動車在車重不變的前提下,電池包容量要達到140-168度電,續航才能達到燃油車的水平,而現在30萬以下電動車容量沒有超過80度的,所以現在非豪華電動車續航最多隻能達到燃油車的一半水平。

要想車重不變容量翻倍,能量密度就得翻倍。現在國內最好的電池包能量密度才160-180wh/kg,翻倍就是320-360wh/kg,續航才可能追平燃油車。


軍迷愛軍


1.電池: 早期電池都是磷酸鐵鋰電池續航大約100公里滿足日常上下班代步所需要。

2.電池密度:磷酸鐵鋰電池容量和密度是110 mAh/g、140 Wh/kg,而三元鋰電池容量和密度是160 mAh/g、220 Wh/kg

3.電機功率,對比特斯拉、BYD、江淮、奇瑞各類車型後你會發現區別之大。

4.車體重量與胎寬也是制約里程的關鍵

5.電池管理系統


無微不至的老王


時速20千米,臺鈴雲電動車400裡。

電動自行車的使用就有問題。第一,把電動自行車當摩托車用;第二,超載帶人,超過一般電工自行車的正常載重;第三,在城市裡,平均時速30公里已經最高了,其實500瓦電機足夠了。,何必要800瓦甚至2000瓦電機?

以上三樣哪個不是加劇電池損耗,縮短里程的罪魁禍首?

單人,500瓦電機,60V20An鋰電池,低速助力,時速限制30公里每小時以下。續航100千米不是問題。


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