电动汽车主要参数

动力性指标

汽车的动力性指标主要有最高车速、加速时间、最大爬坡等,体现了汽车在行驶过程中能达到的极限运动水平。对于电动汽车,其动力性由搭载的驱动电动机决定,主要的参数包括最大扭矩、额定功率、最大功率、最大转速等。

  • 功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,是描述做功快慢的物理量,单位是 kW。
  • 扭矩是指机械元件转动的力矩,也称转矩,表示转动力量的大小,单位是 N·m。
  • 转速是指发动机/电动机的转速,的单位是 rpm,即转每分钟。额定转速是指在额定功率下电动机的转速,最大转速则是在最大功率下电动机的转速。

关于汽车动力性的分析,通常使用发动机/电动机外特性曲线加以说明。所谓的外特性曲线,即在发动机/电动机全负荷时所测出来的功率或者扭矩随着转速变化的曲线。下图是典型的驱动电动机外特性曲线图。

可以看到,驱动电动机从零转速开始为恒转矩区,当转速提升至临界转速后,进入恒功率区间。与发动机不同,驱动电动机在转速很低时,也能提供很大的转矩,并且响应速度很快,可以瞬时从零达到最大转矩,这一特点使得电动汽车起步会比燃油汽车快很多。

驱动电动机的转矩越大,加速性越好,爬坡能力也越强。另外,功率越大转速也越大,对应的汽车最高速度也越高。由于驱动电动机的转速较高,所以通常只需要搭配单级减速器即可,不需要传统燃油汽车变速器的档位切换,能够为汽车提供平顺的动力输出。

充电时间

电动汽车的充电时间取决于其搭载的动力电池容量以及充电的功率。公式如下:

充电时间(h) = 能量(kW·h)/ 功率(kW)

目前有两种充电方式:交流慢充、直流快充。一般的交流充电桩功率为 3.5kW 或 7kW,使用 220V 单相电源。而直流充电桩的功率一般有 30kW、60kW、100kW、150kW、200kW 等多个等级可选。实际充电时是根据电动汽车的电池参数与充电桩匹配结果决定的,并且随着充电状态变化。

举个例子,一台搭载动力电池容量为20度电的电动汽车,如果采用 3.5kW 的交流慢充,理论上从零到充满需要约 6 小时;而采用 100kW 的直流快充,理论上只需要约 12 分钟。

续航里程

续航里程有两层意思,一是指续航里程值,即当前电动汽车的电池中存储的剩余电量,通常用剩余百分比或预估可行驶里程数来表示;二是指单次最大行驶里程数,即电动汽车充满电后单次所能行驶的预估距离。

电动汽车销售商宣称的续航里程对应的就是单次最大行驶里程数,是衡量电动汽车的一个重要参数,也是消费者最关心的参数之一。不过,该数据是在实验室环境下测试出来的,与实际的续航里程有一定差距。

受行驶环境的影响,电动汽车的实际续航里程是一个动态的数值。影响因素有很多,例如:电池能量密度、汽车载重、室外温度、行驶路段的平缓程度、车内负载(空调、灯饰、娱乐设施等)以及驾驶员的驾驶习惯等等。

实验室环境下测得的续航里程称为“工况实验续航里程”,是按照法规要求,模拟不同道路的行驶工况测试出的续航里程。目前我国工况实验续航里程的测试采用的是国家标准 GB/T 18386-2017《电动汽车能量消耗率和续驶里程实验方法》,按照行驶工况分为等速测试法和 NEDC 工况测试法。

  • 等速测试法:电动汽车充满电后,按照 60km/h 的行驶工况进行等速测试,得到的结果就是众多车企大力宣传的最大续航里程。
  • NEDC 工况测试法:全称 New European Driving Cycle(新欧洲驾驶循环),该测试方法源于欧洲,也是目前我国汽车类国家标准广泛采用的工况标准。NEDC 工况测试由 4 个市区工况和 1 个市郊工况组成,总距离约为 11km,一个循环测试的时间约 20 分钟。

另外,美国采用的是 EPA 工况测试,日本采用的是 JC08 循环测试。

二氧化碳排放

根据国家标准 GB/T 37340-2019《电动汽车能耗折算方法》,油耗和电耗两者之间可以相互转换,最终都可以转换为二氧化碳的排放,单位为 g/km。

目前,业界通常以电动汽车的二氧化碳排放量来衡量电动汽车的能耗情况,同时也用来判定电动汽车的环保程度。2020年,我国燃油汽车的油耗限值为 5L/100km,转换为二氧化碳排放量为 117g/km,比欧盟的 95g/km 高出约 18%。

不过,上述的二氧化碳排放量限值只针对汽车的使用环节,也就是油耗或者电耗所造成的碳排放。而没有把汽车的生产和回收等环节计算在内,尤其是电动汽车的动力电池。因此,需要从汽车的全生命周期去评价汽车的碳排放,才能够得出更加系统、客观和全面的数据。

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