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电动汽车续航里程因素@告车友--电池篇

1 117 发布于 2017-09-15 13:09:33 只看楼主修改帖子

蔚来哥（深圳）

NIO

寓意与愿景

蔚来已来

纯电动车的续航里程/能耗是一个非常有趣、值得深挖的话题，也是我个人的兴趣及专长所在。作为一名热爱数字的汽车工程师，我想通过仿真、用具体的数值来回答如下问题
有所谓的最省电车速吗？
开空调对续航里程的影响有多大？
驾驶风格的影响有多大？
制动能量回收的影响有多大？
实际上，汽车工程的本科毕业生就能回答上述问题，因为这是该专业本科教材《汽车理论》第一章、第二章的内容。我们使用以下公式计算特定车速V下的用电功率P。

然后对P积分求得电耗
计算使用如下参数

为了获得合适的参数，我设计了一辆纯电动汽车（的动力系统）。过程较曲折，与本题无关，所以放到了专栏（知乎专栏从零开始设计纯电动车的动力系统）里。

该车型在NEDC工况续航里程为300km，以下内容均以该车型为基础。

1、有所谓的最省电车速吗？

有。以下是车速0~200km/h等速工况续航里程（不同于NEDC工况）。

本车型在33km/h达到最佳续航里程，为596km。

为什么更低的车速不省电？主要是低车速的时候附件耗电占比高。车停在那，也不开空调，就不耗电了？不是的，举个例子，有数十个ECU比如仪表、BMS在那待命呢。这些电子电器设备加在一起的功耗一般在200W~750W之间。耗电量并不大，但如果停车时间足够长，可以把电池耗空。

为什么更高的车速不省电？主要是风阻。由下图可知，车速200Km/h时，80%的功率都用在克服风阻上了。

结论：存在最省电车速，本车型该车速为33km/h。

不同车型的最省车速不一致，一般而言，纯电动车在30km/h~50km/h较省，传统车在40km/h~60km/h较省。

2、开空调对续航里程的影响有多大？

下图是不开空调（蓝色）与开2kW空调（绿色）时的续航里程对比。

可得出两个有趣的结论

（1）开空调后，等速电耗最佳续航里程由596km变为392km。

（2）最省车速由开空调前的33km/h变为开空调后的50km/h。

原因是开空调后，越低的车速，附件（空调）耗电占比增加越大。此时低车速不省电就很好理解了，本车型动力电池容量为57.9kWh，如果原地停车开空调，空调2kW的功率，只要29h就能把电池耗空。

接着，看看NEDC工况如果开了空调，续航里程会怎么变。

由上图，开空调后，NEDC电耗增至2.691kWh，续航里程为57.9/2.691*11=237km。

而不开空调是300km，可见，本车型在NEDC工况，开2kw的空调，续航里程下降了（300-237）/300=21%。

3、驾驶风格的影响有多大？

对比国五NEDC的前3个城市小循环以及国六WLTC的低速段，因为二者均是3km，平均车速均为18km/h左右。二者对应的驾驶风格如下

NEDC：普通司机。红灯停绿灯行，不穿插。
WLTC：剧烈驾驶、频繁穿插。
（1）NEDC结果

（2）WLTC结果

对比

可见，虽然二工况平均车速及里程一致，但剧烈驾驶更费电。国六WLTC低速段电耗比NEDC城市循环多了17.76/16.83 - 100% = 5.5%（请注意：本车型配置制动回馈系统）。

对此结果也可以做另外的解读，即认为国六城市工况比国五剧烈了5.5%（配置制动回馈系统的车辆）。

4、制动能量回收的影响有多大？

上图中，电耗（绿色波形）时增时减，为什么行车途中电耗反而减少呢？

原因是回收了制动能量。

那么，如果没有制动回馈系统，会变成什么样子呢？

下图拿掉了制动回馈系统

拿掉制动回馈之后，有一点很明显不一样了，那就是电耗只增不减。

NEDC耗电变为2.466kWh，续航里程为57.9/2.466*11=258km。

可见，本车型NEDC工况如果没有制动能量回收，续航里程下降（300-258）/300=14%。

5、纯电动车不保养会影响续航里程吗？

纯电动车需要保养。

比如单级减速器需要定期更换减速器齿轮油（类似于传统车的机油），可避免传动效率下降。

比如有些纯电动汽车需要在4S店根据需要进行电池保养，以避免可用电池容量衰减。

所以，纯电动汽车需要保养，以帮助车辆维持健康的状态，避免续航里程衰减。

以下总结各因素对本车型续航里程的影响

（1）存在最省电时速：33km/h。

（2）开空调续航里程下降21%。

（3）剧烈驾驶可导致续航里程下降5.5%。

（4）如果没有制动能量回收，续航里程下降14%。

（5）电动汽车不保养可能导致续航里程衰减。