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工程师们为你扒开真相:到底是什么在影响电动车的续航?

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本帖最后由 电动车实验室 于 2018-12-19 10:10 编辑
2018年已经进入了倒计时,不少新造车企业已经赶在年底前开始了量产车型的交付工作,其中就包括威马旗下的首款量产车EX5车型。在前不久的几轮媒体实测中,这款车竟然实测能达到368公里,与官方400公里的续航十分接近!有很多网友质疑了这项数据的真实性,那么这个实测续航到底是真是假呢?
针对这个问题,EVLAB邀请到了汽车圈内的工程师们和行业专家们来和大家一起看看“威马EX5 400车型首次续航测试368公里”的真实性。

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我发现对于燃油车的油耗,大家都多少已经有些了解了。但对象一但变成电动车的续航,好像感到不知所措的人又多了起来。其实无论是燃油车的油耗也好,电动车的续航也好,只要深刻理解了它的本质,就不容易被媒体带跑了,我就借此机会给大家讲一讲电动车续航的影响因素。

和油耗一样,续航也是一个根据驾驶习惯和外部环境不同而变化的值。单次的续航结果虽然是真实的,但不一定对所有人都有参考价值。

所以说要横向比较续航,最佳的选择是比较各家的公告油耗或者通过来源可靠的大数据观察实际续航分布,而非看媒体评测。然而从燃油车时代开始很多人就被各路媒体带歪了,认为工信部的结果不准。

诚然,目前工信部的续航和实际续航肯定有不小的差距(因为用的是老旧的EUDC循环),但它也不是一无是处。起码用作横向比较的时候,它比各路媒体的测试结果可要靠谱得太多太多了。

为什么这么说?

因为工信部油耗控制了各种变量。所有厂商是在同等实验条件下进行的实验。媒体测续航的时候能控制外界气温和湿度吗?能保证每辆车电池状态都一样吗?能保证判断实验结束的条件一致吗?

很显然,不能。

当然,我也不是完全否定媒体实测续航的意义,但它仅仅只能作为一个参考值,并没有普适性。接下来为了大家更好地理解为什么单次行驶的续航结果没什么太大意义,我就简单介绍一下影响续航的主要因素。

影响因素可以分为两大类。

第一类是和燃油车相同的因素,比如车重,风阻,轮胎直径之类的,我就不多加赘述了。比如电动车高速时电耗会急剧升高这点之前某上市公司已经做出了很完美的示范,相信大家对这一点已经很熟悉了。

重点介绍一下第二类,电动车特有的影响因素。

01 电机效率

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虽然电机效率远比内燃机要高,但它也不是完全没有损耗的。电机效率越高,能量损失越少,同等条件下续航就越长这个道理我相信不难明白。而且大家可以看到,越往高速工况走,电机效率就越低,这也是为什么最近有些厂商开始选择两档变速箱来调速的原因之一。

02 外界气温

通过特斯拉的官网我们就能知道改变外界气温对续航的影响也很大。

-10度和40度的续航差了超过10%。

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40度时

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-10度时

但很多人也是知其然而不知其所以然,其基本原理如下图所示。因为低温时电池内阻变大,其放电容量也就随之下降了,简单讲就是能用的电池容量变小了。虽然根据电池材料种类不同续航降低的比例不同,但温度越续航越短这点是没有区别的。

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03 空调开关状态以及种类

同样通过特斯拉官网,我们可以看到空调开关状态对于续航的影响也是很大的,尤其是冬季热空调开启时续航减少了最大约20%。

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冬季未开启热空调的最高续航里程

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冬季开启热空调的最高续航里程

之所以续航下降地这么厉害,主要是因为电动车不像燃油车可以直接利用发动机废热来作为热风来源,很多电动车只能用PTC这种低效的发热装置了。下图是几台电动车各个季节使用空调的电耗变化量,可以看到其中一台车的电耗变化将近有40%。

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我国某新兴车企在车上装了两个合计9.2kW的PTC,也就是说一个小时就要消耗9.2度电,你说这样续航能不大幅降低吗?当然现在还有用热泵(heat pump)来改善电耗的,但也只能在外界气温在-10℃以上的时候改善一下电耗,一旦低于-10℃,电耗照样要崩。

我想告诉大家的是大家在谈论电动车续航的时候:
必须要结合自身的使用环境,
光看一个媒体结果没有什么意义。

比如说家住东三省的朋友们我奉劝还是别买电动车了,起码在工信部续航达到1000km之前或者电池的低温性能得到解决之前还是别买了。说到这里突然想起来本题的主角威马好像还有一套柴油电池加热系统来着?

这套系统虽然是曲线救国的方案

但如果威马能够保证这套系统的可靠性的话,东三省的朋友们选装一个倒也是勉强可以用一用电动车了。而且如果这套系统和空调系统能够连在一起的话还能同时解决空调电耗的问题,可以说是一举两得。



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时下电动车的NEDC续航里程与燃油车的NEDC油耗,在消费者看来参考意义都是值得商榷的,因为大部分消费者买回去实际使用的真实油耗几乎达不到NEDC标称油耗,这是可以理解的。

因为NEDC本身就是一个争议很多的测试工况,但是目前法规条件下,已经是最公平的一个标准测试流程,至少是控制变量法下,同规则下比较。

根据威马公开的消息来看,三种续航,46度,53度,57度。媒体试驾是53度,算出能耗大约是13-14度每百公里。

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三种电池包成本,各种技术也有区别

世界上三个主流测试能耗的方法,美国FPT75,中欧NEDC,日本JC08,三种工况中,FPT75最接近真实场景。拿宝马 i3 (33kWh)举例,这款车有三个续航里程值: 美国 EPA FTP75 工况是 183km 、欧盟的 NEDC 工况是 200km、日本的 JC08 工况是 390km。可以见得EPA的续航基本上就是NEDC的9折水平。

电动车的经济性开发,我认为比电动车的动力性开发还要有难度,因为动力电池的成本,居高不下,基本上一度电的成本是1000元,所以53度电的总成,电池包的价格就达到了5万左右,对于一个20万不到,补贴后12.5万的车来说,电池成本的限制可想而知。

特别是定位于平民家用的电动车,消费者希望你能跑得远还不贵,厂商也希望不贵再跑得远。经济性的开发有多种维度,零部件,三电系统,整车三个层级,每个层级1%的累积才能在有限的成本下做出最优解。

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续航与售价相关

所以同比广汽GE3的54度,威马的电量也差不多,同时两车在续航能力的表现几乎一致。等速60kph,我查到威马EX5 400是510km,说明两者优化能力不相上下。

而关于368km的综合实测续航里程,其实并不能代表消费者买车回去就能开到这个理程,同时也不排除消费者能开出更高的里程,因为一台车的续航除了本身的原因,还与它的行驶环境和驾驶员的习惯息息相关。

对于燃油车如此,电动车也是一样。同时电动车对于气温的敏感度会比燃油车要明显些,电池能量转换效率和电池放电功率都受自身温度影响。同时前段时间ES8官方公布的120kph高速巡航,续航里程大概只有180km,在威马EX5上一样有可能会遇到。因为车辆的阻力大于市区行驶的阻力,但是最后能耗能增加多少,还取决于电机高转速巡航时刻的整个三电系统的效率。

参考了Model X的阻力报告,国5阻力试验的F-V曲线F=0.03V^2+0.6V+218(隐藏细节信息,可以用于粗略计算)。一台model X 在120km/h巡航,整车阻力值为720N,在60km/h巡航,整车的阻力值是360N,对于同样体型的EX5来说也是一样,120kph高速巡航的阻力会大致等于两个60kph巡航的阻力,那么60kph等速巡航里程,打个对折便是该车最差的续航理程 ,也就是高速续航260km左右。

但是这是从阻力的角度上做得分析,如果整车三电系统在高速巡航做了更进一步的优化,那么结果只会比260km更好。

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看媒体的给出的图,也反应高速加速会产生瞬间很大的电耗。

所以对于媒体给出的368km的实测续航里程,我认为可信度还是挺高的,代表着大部分不用于高速奔袭日常消费者室温下条件下正常里程。

对于消费者来说,一定要明确,买车的用途,如果长期用于省际间旅行,或许还可以再等等。如果就是郊区和市区上班,那么这个真实续航里程还是有相当大的参考价值的。



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纯电车的型号命名,有点像智能手机64G、256G这些后缀。很多车往后会直接亮出续航里程,例如传祺GE3 530、威马EX5 400、北汽EX360等。这个标注其实有一定的“猫腻”,因为纯电车续航里程,有不同的测算方式。较为常用就是60km/h匀速续航里程,以及NEDC综合工况续航。

60km/h匀速续航属于极端理想的行驶状态,得出的续航里程数会偏大,但之于用户而言,没有什么参考价值。你想啊,平时道路哪有可能让你畅通无阻,可以一直用60km/h巡航?部分厂商就会拿这个60km/h匀速续航来说事,例如上面提到的传祺GE3 530,530含义就是在60km/h匀速续航这个工况下,续航里程去到530公里。

NEDC综合工况会相对实际点,会一定程度模拟车辆走走停停的状况。于是你会发现,同一厂商的NEDC续航,会比60km/h等速续航低得多。例如上面提到的传祺GE3,NEDC续航为410公里,低于60km/h匀速续航的530公里,差不多打了个7.7折。

至于威马EX5,在标注方式上算是厚道,直接用水分较少的NEDC续航来标注车名。如果同样以NEDC续航作为标准,威马EX5 400和传祺GE3 530的官方续航数字接近,都是400公里左右。当然啦,这里单纯谈实验室测算数据,实际走起来还有待研究。

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NEDC循环

尽管NEDC比60km/h等速续航的数据更具参考意义,但NEDC的数值依然过于理想化。这个其实看上面NEDC测试的循环图就知道,速度曲线变化得非常规律重复。反映到车辆实际状态,就是线性加速上去,再线性减速回来,而且每次加减速方式都如一。

显然市区堵车环境,没有那么友好。NEDC测试中如此规律的变化,让汽车厂商很容易对此做应试优化,燃油车上的启停系统就是个例子。

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WLTC工况

我们再对比一下欧洲新的WLTC测试,相较于NEDC循环,WLTC的速度曲线变化得极不规律,甚至有些类似风琴脚开车的状态,即频密小幅度去加减速。毫无疑问,WLTC更接近于我们实际用车环境,厂商做应试的难度更高,得出的续航数字无疑更贴近于真实。可惜目前仍较少提及WLTC,更多还是用NEDC做衡量,背后是否存在利益博弈,这里就不深究太多。

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说回威马,威马EX5 400的NEDC标称有400公里,但媒体测出386公里续航,实际续航为标称的96.5%,已经属于非常高的水平。当然啦,我没亲自开过威马EX5,不好说这个数字参考意义有多大。

因为跟燃油车一样,驾驶习惯风格对电动车续航的影响非常大。就像某些燃油车做的节油赛,虽然在真实道路进行,但仍能得出4L/100km这种低得离谱的油耗。人为操控实际续航其实不难,尤其对于电机功率较大的车型,记得我开特斯拉Model X的时候,体验几次跳楼加速后,剩余续航就会暴跌下来。

以我试过的GE3为例,GE3在顺畅市区实际续航大概为标称的75%,而高速则去到89%(尽量以100km/h续航)。我还开过蔚来es8,混杂少量市区和大量高速,偶尔被我大脚踩来体验加速,实际续航为标称的80%。综合起来,实际续航大概是NEDC续航打个8折。

细心的朋友,看着上面的数据或许会心生疑问。不是说电动车不擅长高速巡航,但为何我们实测的传祺GE3,高速续航依然比市区续航理想?

这里要考虑“高速”的定义,对于北汽EV200这种加速到80km/h都痛苦的车来说,100km/h绝对是高速。但对于电机较大的车型,100km/h能轻松达到,谈不上是剧烈运动。威马EX5电机功率为160kW,跟传祺GE3非常接近,这种状况可能也会存在,即100km/h仍属较为经济的区间。

我只是用试车经验来谈这个问题,真正专业的分析,就需要工程师来拆解了。也许更高的速度,例如强制以120km/h来巡航高速,电动车的续航能力就没那么理想了。确实在之前的蔚来es8试驾上,高速就被车队压在100km/h左右。不过这里至少说明一个情况,就是电动车跑高速的能力,没大家想得那么脆弱。

归纳一下本文内容:
  • 电动车续航标注标准不一,需要“转换”到同一标准才能比较;
  • 电动车高速续航没有想象中那么脆弱;
  • NEDC测试出来的数据有水分,类似燃油车的工信部油耗;
  • 电动车续航很受驾驶风格影响,尤其是加速强劲的大功率车型。


在社交媒体上,电动车续航属于一个“敏感”的话题,很容易点燃争论,甚至叫骂战。当中或许存在别有用心者,但对于用户而言,续航确实是个极其利益相关的数字。燃油车时代,一台车平均油耗高点,你只会骂它两句。

可是对于电动车,续航里程低,会让你的活动半径缩小,弄不好会把人扔在半路不知所措。当然啦,包括威马在内,为打消客户这种恐惧,会搭配应急充电车来做保底,算是电动时代很有针对性的服务。






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