今年1-5月,中国新能源汽车产销均完成32.8万辆,同比增长122.9%和141.6%,市场规模正在不断扩大,产品力相比之前也有了大幅提高。但是不得不说,即便有有财政补贴、免摇号上绿牌、免购置税、不限行等一系列的优惠政策,消费者仍对新能源车有着诸多不满意。
其中的核心问题,就出在了续航上,燃油车的发动机排量、变速箱效率影响油耗,那么影响电动车电耗的因素有哪些呢?今天,嘿电就透过现象看本质,看看究竟有哪些影响续航的内在因素。
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电池容量很好理解,就好比燃油车的油箱,总电池包的容量越大,在相同电耗的情况下自然续航也就越强。那么很多人说了,为什么不把电池容量做得更大一些呢?答案很简单——贵!虽然目前电池的价格相比前些年已经下降了很多,但是电池仍然是整车成本的一个大头。以比亚迪秦EV为例,增大电池容量,做到500km以上的续航不难,但是如果这样一台车要30万以上,你还会买吗?
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锂离子电池最适宜的工作温度在25℃左右,锂电池能够承受的温度范围为-20℃到55℃,不同的工作温度对锂电池的性能影响很大,温度过高或过低,都会对锂电池的使用寿命产生不利影响。
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温度过低
低温会使电池内部电解质的活性降低,化学反应的速率减慢,电解液的粘度与阻值显著增加,减缓了锂离子在正负电极间的脱嵌运动,从而造成电池充电困难,功率降低,可用容量衰减。
温度过高
当电池温度过高时,电池充放电效率会降低,电池极板极化效应加剧,老化速度也会加快,更会导致电池容量的不可逆衰减。
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(蔚来动力电池散热垫)
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在夏天和冬天,我们开车势必会开启空调。不同于燃油车的空调,电动车的空调很像家用空调的工作原理。夏天开启制冷模式,电动车的空调功率基本在1-2kW左右,对续航有影响不算太大。冬天就不一样了,空调需要开启辅助制热,此时耗电量能达到制冷模式的2-3倍,再加上低温使得电池容量衰减,冬天电动车续航缩水也就不难理解了。
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随着充放电次数的增加,锂离子的极性变弱,粘结剂的性能也会逐步下降,黏结强度降低,使得电极材料脱落。同时在充放电化学反过程中,电极材料氧化腐蚀应也会让会消耗掉一部分电解液,导致电解液缺乏,极片不能完全清润到电解液,从而使得电池的容量下降。当然,这个过程进行相当缓慢,目前多数三元锂电池已经能够做到2000次以上循环了,相比我们无法避免的,我们同样需要注意下这两件事。
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目前大量研究表明,长期大倍率充放电会加快电池极板老化的速度,造成电池可用容量会下降,续航里程衰减。
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虽然目前BMS都对电池过度充电和过度放电有所保护,但是我们还是需要小心不要发生这种情况。过度充电,会导致锂离子在电池隔膜与负极之间沉积,隔膜阻塞使得电池内阻增大,造成电池容量的不可逆衰减;过度放电,则会使锂离子在电极表面沉积,阻碍了电解液的流动,降低了化学反应的速率,造成容量不可逆衰减。
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除了电池,与发动机相对应的电动机同样会影响续航里程,目前主流的电动汽车电机多以永磁同步电机为主,部分追求动力的车型会使用感应电机。
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目前国内的新能源汽车例如比亚迪秦 EV、宋 EV、吉利帝豪 EV、荣威 ERX5等大部分纯电动车都是搭载永磁同步电机,永磁同步电机是在制造电机转子时加入永磁体,使电机的性能得到进一步的提升。它的高效率区域很宽,在负载比较低的工况下,耗电量也比较低。永磁同步电机不需要消耗蓄电池的电量来励磁,节省了一部分电量,提升了电机的效率,减小了电路中电量的损耗。
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(永磁同步电机)
与永磁电动机相比,感应电机不用去限制电机功率和过载时间,因此能在同等体积下实现更大的功率输出。但是,由于需要额外消耗电流产生转子磁场,整体的效率会不如永磁电机。如果是相同功率的永磁电机和感应电机,使用永磁电机理论上能够获得更好的续航表现。
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(ES8交流异步电机)
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