03.03 哪些因素限制了电动汽车的续航里程?

车哥哥


续航里程是电动汽车一直发展不太好的因素之一,这句话其实只说对了一半。
过去几年,如果说电动汽车的续航里程能做到400公里,那就已经非常不错了,普遍都是续航里程200、300公里的车型,再加上电控等技术也不成熟,电耗高,所以电动汽车的实际续航里程很短。
但是到今天,续航里程400公里的车已经很普遍了,甚至是搭载磷酸铁锂电池的车型都能做到400公里以上了,搭载三元电池的车型轻松就能够做到500公里以上,所以续航根本就不是问题,
汽车油箱装满后在一定路况下的连续行驶里程,一般车辆的续航里程也就为300~500公里,现阶段电动汽车已经能够达到同等水准了,为什么还要纠结续航里程呢?
另外,在电池能量密度一定的情况下,如果想要增加续航里程,最简单的方法就是多装动力电池组,而电池组是有重量的,并且不会随着电量的消耗而减轻重量,那么必然导致电耗增加,这又违背了新能源汽车发展的初衷。所以要做的不是加电池组,而是要寻求电量消耗与续航里程之间的平衡点,也就是在能够满足大多数人的续航里程要求的情况下,最大化的减少电耗。

电车汇


目前主流的纯电动汽车续航里程基本在400-500公里左右,相比于燃油车在续航方面还是有一些差距这是事实,但其实进年来电动汽车的发展不可谓不迅猛,续航里程年年递增,超越燃油车续航里程是迟早的事情,但也有一些技术难题去突破。

而影响电动汽车续航里程的因素主要有以下几点

1.电池容量

可能很多人都会想到“多堆一些电池,不就跑的更远了吗?”可实际上并非这么简单,首先车辆底盘能用来堆砌电池的空间也有限,想要堆砌更多的电池就得将车往大里造,长度、宽度、轴距都要变大才能装的进更多的电池,可这样一来,虽然电池容量增加了,可车辆太大会不符合人类的省美观,所以得适当即可。

2.电池能量密度

想要在有限的空间内增加电量,只好从电池能量密度下手,能量密度越高,单个电芯的电量就越多,总电量就更多,续航里程也就更高,但能量密度越高的电池就越不稳定,越不好控制这是目前三元锂电池的现状,所以要在保证安全性能的同时提高能量密度才行,很显然前者更为重要。

3.车身重量

纯电动汽车的轻量化不可忽视,动力电池本身就非常重,太重了车辆的负载就会很大,跑起来更费劲,电耗也会增加,因此很多纯电动汽车设计全铝车身就是这个原因。

4.风阻

这点和燃油车无异,风阻越大,油耗越高,电动汽车同理。

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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。

重点:核心障碍为补贴

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。




天和Auto


电动车的续航——如何改变我们的出行方式

上图是一辆eRX5,怎么说呢,作为这辆车的车主,对于上一次加油的日期,一般来说是记不清的……总的来说就是充电续航就有点久。

就拿上海市区来说,只要不出上海,每天充满电就完全可以满足日常出行的需求。而且就算是消耗量溢出,还可以用37L小油箱里的汽油来弥补。像这样子每天只用一点点,足够撑一两个月,折算一下还不到200元。更不用说市区里也不用天天用车,也不是天天需要出门。

通常来说,对于家里有固定充电桩的车友,换一种说法就是接触过充电出行设备的车友,哪怕没有油箱辅助,出行也不会有太大问题,因为自己对于车辆出行能力会有比较清晰的认知。油箱的存在仅仅只是为这些车友提供了远距离出行的条件。

当然就会有人问,现在的出行有高铁有飞机,公共交通设施如此发达,想去哪里先用这些代步远程交通,到了当地再选择出租出来完成短途自驾游不是更好?这话是没有问题,但我认为国家大力推进电动车也是有他的道理和存在意义的。技术的发展本就不是解决里程长短的问题,而是为了改变大众选择出行的方式和习惯。

·电池技术方面

这方面的问题我想应该也是大家所关注的问题,但是据我所知,到2030年,达到1000公里的续航标准的电池技术就已经能实现了。而在近期2020年超过500公里的电池组就已经会开始逐渐普及。而这些进步,足以让车主完成一次短途自驾游了。而这一基本技术的进步,足可以让车主完成一次短途自驾游了。

·基础设施建设方面

平时电动车使用较少或者没有接触过的人可能会觉得满世界都缺一个充电的地方,只有家里才能进行充电,出门就是一个倒计时状态。但是我可以负责任的讲,现在充电设施网络的建设比多数人想象的要快的多。所以这个也不能算作对于未来抱有的问题隐患。


静观车市


电动车续航=电池放电量/能耗,所以影响电动车续航里程的主要原因就是电池容量和能耗。

电池放电量:

顾名思义,就是电池所释放的电量。电动车的电池容量越大,自然可以释放更多的电量。简单理解就是电池越多,跑得越远。那么为什么不放更多的电池保证更远的续航呢?以下原因:

1,电池越多,价格越高。

电动车的电池价格占整车价格的40%。目前电动车电池组的价格还是偏高。麦肯锡2017年1月调研报告指出,动力电池平均成本约为人民币1500/kWh。

在国内售价20万元的电动车,续航250km~300km,电池成本就达到了7万元。增加了电池容量,就是增加了整车成本。这点和燃油车区别很大,燃油车增大油箱就行了,然而油箱的成本很低的。

豪华品牌特斯拉,售价80万元的MODEL S 75,电池成本在10万元,对比售价这480km的续航,额(⊙o⊙)…蛮贵啊。

2,电池寿命&可行性。

作为一辆家用车,一般车辆总里程在20W公里左右。当然作为营运车,超过60W公里也比较正常。

曾经听到某网民的呼吁,啥时候电动车续航能超过1000公里我就买。暂不谈成本和可行性,如果动力电池技术可以达到充满一次电跑1000公里,电池循环寿命2000次的话。那么这辆电动车电池总寿命就可以达到200W公里了。意思就是车开报废了,电池还是新的。那对于家用车来说,简直是资源浪费。所以我的定论是:当电动车充电速度能够满足使用需求时,就没有必要叠加多余的电池来增加续航了。

3,电池能量密度。

同等容量的电池组,因为材料不同、工艺不同,能量密度不同,导致电池组质量和体积不同。比如主流的磷酸铁锂电池和三元锂电池。磷酸铁锂电池能力密度理论极限是160wh/kg,高能量密度三元锂电池,能达到200wh/kg以上。

一辆车可装载的电池数量是有限的,使用能量密度更大的电池,就可以塞进去存纳更多电量电池,续航就可以做得更大的。2017年的客车国家补贴水平就和电池能量密度挂钩了,已经不单单只看续航了。

能耗:

燃油车有油耗,通常单位是L/百公里,就是俗称的百公里几个油。

同理电动车也有能耗表示,当然不是油耗了,是电耗。单位是kWh/百公里,就是一百公里消耗多少度电。

从开头的公式,电动车续航=电池放电量/能耗,可以得出电池容量越大续航越远。那么能耗越低,续航也越远的。那如何降低能耗呢?大概以下几个方面。

1,降低整车质量。

车当然是越轻越省电啊!刚才的电池能量密度说了,如果叠加了更多能量密度不算大的电池,虽然增加了电池容量,但是整车质量会明显增加。并且需要更强的车身保护电池,车重了能耗增加了,续航可能并不会太远的。

举个例子:

2017款腾势 电池容量62kWh,整备质量2090kg,电池续航352km,百公里能耗17.6kWh/100km。

比亚迪e6 电池容量82kWh, 整备质量2380kg,电池续航400km,百公里能耗20.5kWh/100km。

对比可见,e6比腾势电池增加了32%,但是续航只增加了13.6%。更重的车身导致能耗增加就是一个主要原因。

想要放更多的电池,又想车更轻,除了使用能量密度更大的电池外,还可以轻量化车身。比如车身使用铝合金、碳纤维等更轻的材料。小电动车使用碳纤维成本确实伤不起,机盖等装饰件使用塑料材质也是个办法。

2,增加用电效率。

电机电控效率、空调效率以及其他电器的效率都能影响到续航表现,很多节能车型大量的使用LED灯组,也是为了节能。

电动车还有能量回收功能,能量回收可以减少制动时的能量损失。不过能量回收的效率并不算高。我们唯电很多电动车主反馈,尽可能的减少刹车,少用能量回收。靠“滑行”减速,比能量回收划得来。

3,减少阻力。

一辆车有着更好的空气动力学,能够降低风阻,肯定就会获得较低的能耗,换来的就是更远的续航里程。

经常遇到一些车主不满意原厂轮胎的性能,更换了更宽的轮胎,带来性能的同时,却发现油耗增加了。电动车也是,厂家为了降低能耗,通常会选择比较窄的轮胎。电动车整备质量会大于同级别的燃油车,所以电动车的轮胎选择有讲究的,不能太宽,载荷还不能太低。所以建议新能源车主在没有专业的指导下,尽量使用原厂规格的轮胎以保证车辆的安全性和经济性。



唯电新能源汽车社区


主要是电池的储能密度和成本限制了电动车的续航里程。

不同于燃油,单位重量的能量在10KWH以上,电池现有的技术仅仅在100到200WH多的水平,几乎是两个数量级的差距。由于储能密度的降低,电池占有车辆的重量比提高,同时这电池又需要消耗额外的电能来驱动和增加的结构来支持,所增加的电池对续航的贡献越来越小,显然即使不计成本,也是存在续航里程极限的,而燃油车的同样的极限者高的多。

电池成本高的因素,让车辆不会带比较多的电池。

但是,现在的电池技术已经到了可以满足电动车的基本要求了。

燃油储能密度大,但燃油需要发动机系统来转换成动能,这个附加的重量不小,效率低,同时还不容易实现精细的控制效果,而电动车这方面的优势就明显了,驱动系统简单,效率高,容易实现精确的驱动控制。

这样的优势和劣势一综合,电动车的续航就是现在的样子了.


创意唯心


除了电池容量提升,电控要降功耗,电机要降损耗,还要把辅助功能也要优化!就像特斯拉,把所有功能项都设在平板显示电脑里,既降低功耗有科技感!把所有控制都用低阻纯铜主排线来传输!特斯拉的交流电机是纯铜转子,导磁性很强,所以它的能量耗损很低,而且它的体积也小了许多,在控制方面更容易更安全。这种交流电机失磁性很小,比永磁转子更有力量,而永磁有个最大缺点就是电机一热,就会失磁,就降低了功率,电的损耗就会增加!还有电池的冷热内阻增大都会有损耗的,也降低了总里程和行驶距离,这对电池设计来说也是最重要的!还有电动汽车的刹车能量反馈,需要超级电容来辅助,来达到快速充满,再让超级电容反充到电池里,这样能得到更多的电能,延长续航里程!


开心猪55632868


最主要的限制毫无疑问就是能量密度。先估算一下电动车电池容量达到什么水平,续航才能追上燃油车。

以一辆50升油箱的燃油车为例,50升汽油重约36.5公斤,一公斤汽油热值取12.8kwh,满油箱总热值就是36.5×12.8=467kwh,考虑内燃机和变速箱的综合工况效率在30%左右,则50升汽油有效能量为467×30%=140kwh。以此类推60升油箱有效能量是168度。70升以上油箱大多装备中大型轿车或客车,售价多在30万以上暂不考虑。

也就是说电动车在车重不变的前提下,电池包容量要达到140-168度电,续航才能达到燃油车的水平,而现在30万以下电动车容量没有超过80度的,所以现在非豪华电动车续航最多只能达到燃油车的一半水平。

要想车重不变容量翻倍,能量密度就得翻倍。现在国内最好的电池包能量密度才160-180wh/kg,翻倍就是320-360wh/kg,续航才可能追平燃油车。


军迷爱军


1.电池: 早期电池都是磷酸铁锂电池续航大约100公里满足日常上下班代步所需要。

2.电池密度:磷酸铁锂电池容量和密度是110 mAh/g、140 Wh/kg,而三元锂电池容量和密度是160 mAh/g、220 Wh/kg

3.电机功率,对比特斯拉、BYD、江淮、奇瑞各类车型后你会发现区别之大。

4.车体重量与胎宽也是制约里程的关键

5.电池管理系统


无微不至的老王


时速20千米,台铃云电动车400里。

电动自行车的使用就有问题。第一,把电动自行车当摩托车用;第二,超载带人,超过一般电工自行车的正常载重;第三,在城市里,平均时速30公里已经最高了,其实500瓦电机足够了。,何必要800瓦甚至2000瓦电机?

以上三样哪个不是加剧电池损耗,缩短里程的罪魁祸首?

单人,500瓦电机,60V20An锂电池,低速助力,时速限制30公里每小时以下。续航100千米不是问题。


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