背景
千里走单骑取自《三国演义》,主要情节是讲述关羽、刘备下邳失散,关羽陷身曹营。刘备去投袁绍,关羽得知刘备下落,单人匹马保护二家皇嫂千里寻兄,最后在古城兄弟君臣夫妻相会的故事。本文借千里走单骑这个典故的寓意来说明我们驾驶纯电动汽车从北京往返崇礼滑雪场的故事。
北京--崇礼万龙滑雪场里程分析
万龙滑雪场位于河北省张家口市崇礼区红花梁,也叫红花梁万隆滑雪场,占地面积30余平方公里,最高处海拔2110.3 米,垂直落差550 米。距北京市249 公里,距张家口市50公里。万龙滑雪场一期投资8000余万元人民币,作为开发商张家口市万龙运动旅游有限公司预计用十年的时间投资10亿元人民币倾力精心打造中国最大的国际量级滑雪场。
万隆滑雪场冬季气温最低零下二十几度,1月份白***季平均气温在零下6度左右。
北京-万隆滑雪场这256公里路程中经过官厅、下花园、张家口以及崇礼四个服务区。这四个地方均可以给电动车充电。累计16充电桩。
2019年驾驶腾势500 完成的第一个挑战: 北京 -- 万龙滑雪场,256公里不充电
时间:2019年1月12日
车内乘员2人
北京开往崇礼的路上我们会经过56个国家电网充电桩。我们驾驶的腾势500也有415公里的续航。
这次我们所面临的挑战是在零下-6度的环境下,不加电,顺利抵达万隆滑雪场。
腾势500工况虽然为451km,然而冬季严寒致使续航有可能打5折,这种情况下能否完成这一挑战呢?请听下面的分解!
上图让我们清晰看到,我们将通过崇山峻岭,包括昌平、延庆、下花园、张家口以及崇礼地区。虽然我们走的是高速公路,但这段路程却非比寻常,有众多的隧道、高架桥、长上破路段、拐弯多、限速路段多。
去年腾势带我即去过百花山(海拔1800m)又去过百里山水画廊(零下6度),但今天低温+长距离爬坡+山谷中的侧风等因素,这些无疑对腾势500的电池组续航提出了更加严峻的考验。
电动车爬坡受力分析
盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度,斜面的原理告诉我们,高度一定,斜面越长越省力。我们可以想象为从北京市内海拔30多米的地方一直开到海拔1800米的滑雪场,这是一个很大的斜坡。那在斜坡上的时候,车会受到三个力,竖直向下的重力,垂直斜坡向上的支持力,还有跟移动方向相反的摩擦力。而重力可分解成跟支持力和摩擦力相反方向的两个力。在斜坡方向上的重力的分力减去摩擦力就会是在这个方向上移动的力,重力越大,所以这个力也就越大,做功就越大。
在良好的水平路面处于最高车速行驶的汽车,只需考虑其空气阻力和滚动阻力对车速的影响,而在坡道环境系情况就不同了。根据阻力计算模型,阻力大小和车速的平方成正比。
坡道阻力F=滚动摩擦力+迎风阻力+爬坡阻力
坡道阻力F=G.sina(N) G=整车重量(净重+乘客+行李)
经过以上分析可知我们只要将车速控制在合理范围内就能延长续航里程。
下坡受力:胖腾2.1吨,本生重力大,所以分解的力也大,下坡会越来越快,这样动能回馈启用,充电会更多,返程电力我们根本无需担心。
准备出发
驾驶电动车出门远行而且是朝着低温,高海拔环境地区更要做好充足的准备。对于车辆性能,我在2018年,分别做过高海拔爬坡、低温短途测试(-6度,150公里),这台电动车的能耗,均达到预期。冬季每度电跑5.5公里左右。相信这次长途奔袭崇礼会成功。
1天行车安排:
2019-1-12日崇礼地区最低温度-21度,最高温度-6度,日出时间07:36 日落时间17:15,留给我们游玩的时间不足10小时,去程消耗4小时,预计中午到达吃中饭准备化学器械最快也要1小时,所以下午也只能滑雪2个小时,之后还要洗澡、吃饭。时间比较紧张。这么紧张的行程安排,能留给我们路上进行充电的时间有多少呢?
解决取暖问题:
去崇礼的这段路程由于没打算充电,所以全程不开空调,冬天车内乘员如何取暖呢?我们出了穿足够的衣服之外还采用热水袋和USB加热垫的方式进行辅助采暖,这种方式比暖风取暖效率更高,更省电。
应急预案:万一路上掉电厉害,剩余里程预留出100公里,我们选择在下花园服务区或者张家口服务区进行充电。
官厅服务区休整
速度控制
此次旅行最重要的是速度控制,过了八达岭剩余里程不到300公里,这是更好控制好车速,急踩电门加速所带来的四个问题:
1.电动车加速状态下,司机所受到的辐射,会比匀速状态下电磁辐射增大。
2.低温环境,长距离爬坡,经常加速耗电快
3.加速,电池放电增加 能耗增加
4.长期大电流加速,对电池电极损伤严重。
5.崇礼之行中发现路上摄像头非常多,不发一些隐藏在桥底下的雷达测速仪(对付超速哥的新式装备哦)稍不注意就会扣分罚款,减速慢行才是上上策!
去程,平均车速约85km/h,遇到平坦或者下坡路面可以稍稍提高些车速,下图就是经过官厅水库服务区之后的速度表截图。
途经张家口地区
当我们经过张家口服务区时,车内还剩100多公里续航,这忐忑的心情可以慢慢放松下来,决定直接开往下一个服务区-崇礼服务区。
崇礼服务区休整
张家口到崇礼约50公里,经过前面路线分析这段路程有很多是在爬坡,电量消耗多,当我们抵达崇礼服务区剩余里程只有60公里。
进入崇礼县城
充电小插曲
动力电池在正常工作时内部的生热主要包括焦耳内阻的发热,根据发热计算模型可以知道,动力电池的内阻是定量,所以这个发热量跟电流的平方成正比,同时充电时间越长累计发热也越多,所以我觉得后期电流会随着温度上升而增加,那就先假设到这里吧。
万龙滑雪
崇礼县城充电,安全回京
在崇礼充满一箱电及时返航,在高速路面平缓路段的平均时速达到110公里,经过三个半小时夜间驾驶,我们返回出发地,车内剩余里程为93km,全天行驶511.1km,消耗电力90.8度,低温环境下平均每度电行驶了5.62km达到预期。本次旅行从北京-崇礼不充电直达万龙滑雪场,挑战成功!
此次旅程的成功经验和宝贵数据为我们春节假期旅行奠定了良好的基础。
充电与行驶总结
如果在高速服务区或者县城中出现充电电流很小的充电桩,不要等,立刻换桩。
如果发现某处的充电枪被丢到地上了,不要捡起来再用,因为十有八九是桩有问题。
去程如果开启暖风,很可能无法完成挑战。