从这篇文章开始带你认识对电的态度

        在2018年,车市整体呈微降态势之时,有两个细分市场仍然表现出了不小的增长。其一是豪华车、其二便是新能源车。而2019年,更是众多车企,包括传统合资品牌与新造车势力新车扎堆的一年。

        不论是否愿意,电作为车辆动力源已经势不可挡,那么评鉴惯了传统动力的我们又该如何分析新时代的“电瓶车”,举个例子,不论新能源还是传统车型,我们都需要了解车身尺寸;而对于车辆最大功率,电动车与汽油车有着完全不同的特性曲线,同样的数字,带来的驾驶体验却有极大不同;至于充电时间,更是电动车独有的评价指标。是沿用以往对燃油车的标准还是推陈出新?就算某些指标可以沿用,其中的意义是否相同?这一档“电评车”就是专门针对电动车评的新栏目。

        在新栏目中,可能会出现许多燃油车时代不会出现的新名词,新概念,在此,先来做一个简单的科普。从一辆新能源车最基本的特征,三电系统,电机,电池,电控开始:

1.

☆电机

        当前电动车使用的主流电机有两种,永磁同步和异步感应电机,这两种电机的输入均为交流电。国外厂家主要使用异步电机,这种电机有更好的高速,高功率表现,并且结构相对简单,成本较低。国内厂家主要使用永磁电机,效率更高,但成本相对较高,且高功率下永磁体有退磁风险。两种方案并没有明确的高下之分。

电机的外特性曲线

        电机与内燃机在使用上最大的差别在于外特性曲线完全不同。电机同样有最大功率和最大扭矩,但不存在最大功率转速与最大扭矩转速区间。电机的输出特性较为简单,简化之后基本可以看做低转速时为转矩恒定的恒转矩区,而功率沿固定斜率上升,达到最大功率之后便是恒功率区,转矩则会降低。转矩,转速和功率之间满足:

        P为功率(kW),T为扭矩(Nm),n为电机转速(rpm)。

☆电池

        电动车使用的主流电池也有两种,磷酸铁锂电池和三元锂电池,磷酸铁锂电池安全性能好,三元锂电池能量密度(即电池的容量与电池重量的比值,能量密度越大,同质量的电池所含的电量更多)更高。国内由于政策对电池能量密度要求越来越高,三元锂电池已经成为更多车企的选择。另外,丰田在自家强混车型上使用了镍氢电池。目前电池是电动车性能的主要瓶颈,也是发展的重要方向,石墨烯,锂金属电池等都有可能成为未来。

        国内锂电池供应商巨头为宁德时代CATL,其次为比亚迪。国外特斯拉与松下合作,并且自建有电池工厂,通用主要采用了LG化学的电池,此前A123也是锂电池行业的领跑者,但自从被万向收购之后便没了声音。目前,锂电池包的系统(包括电芯、电池包以及热管理系统等电堆所有部件在内)能量密度达到130-150Wh/kg算得上是领先水平。

☆电控

        光有了电池和电机,还没法真正驱动一辆车,总不能让路上跑的电动车都像小时候玩的四驱车那样只有跑和停两个状态吧。并且,高温,低温都会影响电池的输出能力,锂电池输出的直流电也需要被转化为不同频率的交流电才能够驱动电机。因此,将包括电机控制器、电池管理系统(BMS)等控制器件统称为电控。大部分车企都选择自行研发电控,特斯拉在这方面走在了世界前列。

2.

☆变速箱

        电机的转速区间比内燃机更广,且低转速扭矩大,高转速功率并不会下降,因此纯电动车一般不需要变速箱,只需要主减速器的,一般将其称之为单挡变速箱。

        P0、P1、P2、P3、P4类型的混动车型(混动结构分类的内容参见讲堂)则仍需要变速箱辅助发动机输出,这种类型的变速箱与传统变速箱相同。也有一些新式变速箱如格特拉克(麦格纳)的7HDCT,比如吉利的博瑞GEPHEV,将电机集成在变速箱的偶数挡驱动轴上。

        丰田的THS以及本田i-MMD的混动原理又有不同,丰田采用行星齿轮分配电机和发动机的输出,本田则采用了离合器切换串并联。将这种不存在传统变速箱,但仍有起变速和功率分配功能的机械部件统称为E-CVT。

☆四驱

        电动车的四驱一般不通过纵贯车底的传动轴实现,因为电机体积较小,可以在前后轴分别布置电机,组成电动四驱。而混动结构中P4也是通过在非内燃机驱动轴上布置电机实现电动四驱。

☆纯电动平台

        电动车虽然和传统车一样都是四个轮子一个壳子,悬挂、轮胎等都可以通用。但由于电池体积远大于油箱,电机尺寸又比发动机更小,而且不需要进气、排气,却需要高压布线等差异,传统车型的开发设计平台并不适用于纯电动车。独立的纯电动车平台有益于体现纯电动车在空间布局、重心高度等方面的优势。

☆48V轻混

        严格来说,12V轻混(新A6L),48V轻混(主流)和90V轻混(凯迪拉克)并不属于本文探讨的范畴。但这是一个很火热的概念,因此简要说一下:轻混的电机功率极小,一般个位数kW或十几个kW,一般为P0或者P1结构,即电机与发动机连接,功能仅仅是辅助起步、辅助加速以及在较高车速是可以关闭发动机滑行,主要起节油作用,其电机并没有驱动车辆的能力,电池也极小与车载12V电瓶类似,整车和传统车辆差异极小。

3.

☆电动车的性能评价指标

        和燃油车类似的包括百公里加速性能,百公里电耗等,电动车在加速上有较大优势。因为电机在很低的转速便能够输出最大扭矩,而最大功率也能持续到很高的转速,外特性优于内燃机。

        百公里电耗类比百公里油耗,表示经济性。一般小型车日常使用百公里电耗在13-15kWh/100km,紧凑级,中型车在16-20kWh/100km,大号的SUV在20-24kWh/100km属于可以接受的电耗水平。

☆续航里程

        厂家给出等速续航里程基本不用看,不具有参考价值,NEDC续航有一定的参考价值,在其基础上打7折基本可以认为是日常使用的续航。通过电池容量与平均百公里电耗也能够计算,50kWh电量,电耗20kWh/100km,即意味着车辆的续航约为250km。

4.

☆充电

        电动车避不开的就是充电,当前车辆一般都会配备两种充电方式,交流慢充和直流快充,交流慢充又可以分为两种,第一种是采用家用220V电源,电流为10A或16A的超慢充,充电功率在2-3kW,充满50kWh的电池需要大约一整天的时间。第二种是车企一般免费赠送,设置于车位处的充电桩/充电墙盒。这种充电桩使用380V交流电源,充电功率一般能够达到7kW。

        直流快充是各家车企的发展重点,就像手机快充一样,有着较高的技术难度,比如必须将快充对电池寿命的影响、发热较大对安全性的影响等等降到最低。快充功率越大,充电越快。特斯拉当前的快充功率能够达到120kW。而保时捷Taycan发布时标注的充电功率同样达到了350kW。捷豹I-Pace则支持100kW的快充。

        而充电时间便是通过快充功率与充电容量之间的比值来计算。比如I-PACE宣称40分钟充电80%,100kW充电40分钟可以提供66kWh的总能量,而I-PACE的可用电池容量为81kWh,81*0.8=64.8kWh,算上充电的损耗,就得出了40分钟充电80%的结论。

        为什么车企一般都注明0-80%或者30%-80%充电时间?因为快充在电池容量较高时为了保护电池,充电速度会有较大的下降,可能前80%用了40分钟,后20%还需要40分钟。因此,使用快充时,将电量充到80%左右是最合理的。

        但需要明白的一点是,这些120kW、350kW为车辆能够支持的充电功率,但除了特斯拉,其他电动车能够使用的诸如国家电网、特来电等加电企业建设的快充充电桩输出一般仅有60kW左右,就像你的苹果手机能够支持18W快充,而却只配一个5V1A的充电插头一样,并没有什么卵用。

        光是看充电功率或者快充时间,更加合理的评价充电性能的指标应该是充入足够行驶100km的电量所需的时间。比如一辆车百公里电耗20kWh,那么就是充电20kWh用了多长时间,这一指标综合考虑了车辆的电耗与车辆的充电速度,更具实用价值。

5.

☆空间

        如前文所述,当前市场上的电动车根据开发平台可以分为两类,一种是在为电动车全新设计的平台上开发的车型,另一种则是对现有燃油车平台进行改进发展而来的车型。两种车型在车辆空间利用上有较大的区别。因此,我们评价一辆电动车空间的优劣除了传统的膝部、头部、肩部空间之外还可以关注:1.车辆是否有前备厢、2.中控区域是否设置了足够的储物空间、3.后排地板是否平整、4.电池是否侵占了车内乘坐或者后备厢空间。

        因为没有变速箱,无需水箱以及各种油液管路,电机驱动总成的体积一般比发动机更小,因此,在电动车平台上,就算前轴布置了电机,我们一般都能够看到前备厢,比如特斯拉ModelS,捷豹I-Pace。有没有前备厢,前备厢大不大,就是评价一辆电动车优劣的一个指标。

        同样,电动车不需要传统的机械传动机构,因此,中控区域都能够留出大量的空间。向特斯拉那种直接空着或者选装一个储物盒是非常粗暴的做法,优秀的电动车应该对这块区域进行有效合理的分配利用。

        电动车就算四驱,也一般不会选择通过传动轴机械连接前后轴,而是在前后各装一台电机,况且,底盘底部一般都会布置电池,因此,后排中央不需要也不应该出现过分的突起。

        正因为电动车一般将电池放在地板之下,因此有时候电池会将地板抬地太高,导致乘客的坐姿过低,比如新X5,在燃油车平台上改进而来的插电式混动就有可能造成这一后果。另外,老丰田双擎、沃尔沃S60Le等车型的后备厢都十分可怜。一辆优秀的电动车,它的后备厢不应迁就电池组。

        了解了以上概念,对于电动车心中也该有了一杆秤,电动车毕竟是新生事物,它的优劣还需要我们去摸索。

source:http://www.juda.cn/news/74080.html

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