能耗與續(xù)航 新能源車如何降低能耗？_汽車
燃油時代，降低油耗一直是熱度很高的話題。新能源時代，電耗高低、續(xù)航長短則成為廠家之間顯示實力的指標。新能源車是如何降低能耗表現的呢？
開源與節(jié)流
燃油車由于化石燃料能量密度高、補能速度快的優(yōu)勢，再匹配合適大小的油箱，因此不太會產生里程焦慮。
新能源時代，電池能量密度遠低于化石燃料，且受限于體積和重量，人們普遍對新能源車都存在“續(xù)航焦慮”和“補能焦慮”。因此要消費者接受新能源車，就要讓其盡可能接近傳統(tǒng)燃油車使用（續(xù)航、補能）體驗。
和燃油車一樣，新能源汽車節(jié)能也是一個系統(tǒng)工程，除了通過優(yōu)化動力形式，提高發(fā)動機熱效率外，新能源汽車還有更多看不見的節(jié)能手段，歸根結底還要開源節(jié)流。
提升能源使用效率，就是物盡其用。在新能源車上，熱量是最寶貴的，將車輛各個子系統(tǒng)的需求弄清楚，如果子系統(tǒng)存在熱能需求或多余的熱量，將熱能轉移過去或提取出來，并通過熱管理系統(tǒng)進行管理，那么就能有效提升使用效率。如電機冷卻后的冷卻液用來加熱座艙和電池。
途徑一：電機
不同電機具備不同工作效率，目前純電汽車主要使用2類電機，分別是永磁同步電機和感應電機，永磁同步電機體積小、重量輕、功率密度高，綜合能耗小，整體效率普遍高于感應電機。使用永磁同步電機可以降低能耗。
感應電機也有優(yōu)勢，永磁同步電機不輸出動力時，永磁體會產生反拖力，形成阻力。而感應電機不通電的話，幾乎沒有反拖力，兩者搭配，既能滿足動力的需求，還能減少能源消耗。
途徑二：電控
用于電機控制的功率芯片也能節(jié)約不少能源消耗。目前市面上電動車主要采用Si IGBT和SiC MOSFET，前者多用于400V電壓平臺，后者一般在800V平臺使用。功率模塊負責電機驅動時將直流電轉為交流電，能量回收時將交流電轉換為直流電，所以它的效率對電動車至關重要。
相比Si IGBT，SiC MOSFET具備更好的耐高溫、耐高壓、耐高頻性能以及較低的導通損耗。SiC MOSFET三極管主要通過減少厚度來縮短S-D電流行程，從而實現低損耗。
根據三菱電機的研究，SiC MOSFET的功率損耗較SI IGBT下降87%。結合功率半導體在整車中的能量損耗占比數據，如果將SI IGBT替換為SiC MOSFET，約可提高整車續(xù)航里程5%—10%。此外，新能源車上的DC-DC、OBC、空調壓縮機等設備也能采用SiC MOSFET來提高電氣性能。
途徑三：電池
電池作為唯一動力來源，提高電池容量能直接提升續(xù)航里程，但電池自重占據了整車很大比例。
在電池能力密度不變的情況下，提升電池容量導致大體積、大重量，雖然續(xù)航提升，但電耗又高了。
因此，電池包需要考慮容量和重量的平衡來保證續(xù)航。最直接的辦法是在保證容量的情況下，減少電池體積和重量，也就是提升電池包的能量密度。
具體辦法除了改進電池本身以外，還能通過技術手段優(yōu)化電池結構。如CTP技術，通過取消模組設計，直接將電芯集成為電池包，電池包又作為整車結構件的一部分集成到車身地板上。以此獲得更大能量密度，實現節(jié)能降耗的效果。
途徑四：減重
車的質量越大，用于加速和制動所需的能量越多，減輕車的質量能顯著降低能耗。上面所說的電池集成技術就是減重方案的一部分。
此外，采用鋼鋁、全鋁車身能明顯降低車輛自重，有的采用壓鑄車身技術的車型，還能提高車身剛度，提高整體性能。
車身覆蓋件方面，將四門兩蓋以及翼子板更換為鋁合金材料，也能大幅減輕車輛自重。
懸架方面，采用鍛造或鑄造工藝，將懸架的拉桿、轉向節(jié)、副車架等部件用鋁合金材料生產。不僅能減輕車輛自重，還能提高部分懸架性能。
中國第一汽車集團有限公司材料與輕量化研究院的研究分析指出，對于市場上某純電動四驅車型，車輛降重10%，電耗降低了1.1kWh/100km，動力性顯著提升。
途徑五：降低風阻
燃油車時代，很多車型原廠都喜歡采用大開孔的五幅輪圈，不僅彰顯車輛性能，還能提高散熱效率。但到了新能源時代，不少人發(fā)現電車的輪圈都熱衷采用封閉式的造型，后來才知道這是低風阻的設計。
而降低整車風阻是所有新能源車企的必修課。高速行駛時，空氣阻力和車輛速度成平方正比關系。也就是說，速度增加1倍，汽車受到的阻力會增加3倍。車速越高，耗電量自然大幅升高。
據理想汽車發(fā)布的高速能耗數據，30km/h勻速行駛時，車輛功率約2.3kW，60km/h約7kW，時速在120km/h約31kW。速度越高，能耗呈指數級增加，這一切都是拜空氣阻力所賜。
途徑六：動能回收
燃油車時代，剎車所產生的能量只能通過熱量白白浪費掉。而新能源車幾乎都配備能量回收，減速時將車輛動能轉化為電能進行存儲或利用。一般情況下，常溫下其對提高整車續(xù)駛里程貢獻率約為15%—20%，相當于降低電耗。
除了省電的作用外，動能回收還能明顯減少剎車盤片的消耗，減少了維護成本。
但動能回收也有一些“缺點”。部分新能源汽車松掉加速踏板后會立即進入強動能回收，給乘客一種剎車的感覺，頻繁如此不少人會因此而不適甚至暈車。
此外，強動能回收帶來另外一個問題就是單踏板操作習慣，右腳會習慣性放在加速踏板上，部分緊急一些司機會錯誤踩下加速踏板，導致更大的危險。
途徑七：熱泵系統(tǒng)
熱泵和水泵一樣，它是熱量的“搬運工”，可以把低溫“物體”的熱量吸收出來并輸送到冷凝器上進行換熱，實現制熱。而傳統(tǒng)的PTC制熱本質上是通過電流的焦耳效應實現制熱，功率大，效率低，能效比很低。一般的PTC制熱功率可達5kW—10kW，采用PTC制熱會導致電動汽車的續(xù)航里程大幅下降，嚴重影響電動汽車在冬季的使用。
采用熱泵系統(tǒng)，整個過程中，電池的電能只負責“搬運”熱量，能效比很高，整體熱管理系統(tǒng)效率更高，百公里耗電量將節(jié)省2kWh—3kWh，實現整體續(xù)航10%-15%的提升，達到省電的初衷。
途徑八：輪胎滾阻
輪胎制造商米其林的說明，輪胎滾動中反復變形是造成車輛行駛中的能量損失的主因，90%-95%輪胎滾動阻力來源于此。降低輪胎滾阻就意味著省油。
研究表明，輪胎的滾動阻力每降低10%，汽車的燃油效率可以提高約1%到2%。小米SU7可選19寸低滾阻輪胎相比同尺寸的舒適性輪胎提高了10公里（CLTC）的續(xù)航。（朋月）
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