純電動汽車?yán)m(xù)航能力的提高途徑

摘要：電池、電機(jī)、電控技術(shù)是純電動汽車面，臨的三大關(guān)鍵，其中，電池技術(shù)是最亟待解決的問題。就電池技術(shù)分析純電動汽車?yán)m(xù)航能力的影響因素，并針對各因素，提出提高純電動汽車?yán)m(xù)航能力的途徑。

關(guān)鍵詞：純電動汽車；續(xù)航能力；電池技術(shù)

1純電動汽車電池的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1電池應(yīng)用的現(xiàn)狀

目前主要采用的是鉛酸和鋰離子兩類電池。鉛酸蓄電池是純電動汽車發(fā)展初期主要采用的電池種類之一。很多人認(rèn)為鉛酸電池技術(shù)落后、性能落后、污染嚴(yán)重。近幾年來，鉛酸蓄電池由于能量低，充電速度慢，壽命短，逐漸被其他蓄電池所取代，如目前新能源汽車廣泛采用的鋰離子電池。與前者相比，它的電池電壓高和比容量更高、循環(huán)壽命更長，而且還具有自放電率低、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點。

1.2續(xù)航能力的現(xiàn)狀

汽油機(jī)汽車的續(xù)航里程主要跟發(fā)動機(jī)的排量和郵箱容積相關(guān)。純電動汽車的續(xù)航能力，是指其蓄電池在充足電后到下次充電前可連續(xù)行駛里程的能力。一般來說，汽油機(jī)汽車一次加滿油的續(xù)航里程可達(dá)500km以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于純電動汽車的續(xù)航里程。電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)是純電動汽車的核心，也是區(qū)別于汽油機(jī)汽車的最大不同點。雖然純電動汽車的其它裝置基本與汽油機(jī)汽車相同，但是多年來，續(xù)航能力差都成為國內(nèi)外純電動汽車研發(fā)中的主要困難。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)大多數(shù)純電動汽車?yán)m(xù)航里程可以達(dá)到100多公里，但有的實際上只有幾十公里，國內(nèi)部分新能源企業(yè)急功近利，被利益所蒙蔽，虛報電池容量和續(xù)航里程幾乎是行業(yè)潛規(guī)則。

2續(xù)航能力的影響因素

2.1汽車的阻力

純電動汽車在行駛過程中所受到的阻力越大，用于克服阻力而消耗的蓄電池電能就越多，相應(yīng)的，其續(xù)航能力就越差。汽車行駛過程中會受到來自滾動、空氣阻力、加速和坡度等多方面的。減小空氣阻力對于提高純電動汽車的動力性以及續(xù)航能力都有重要作用。當(dāng)然，在汽車行駛過程中，這些阻力都是無法避免的：汽車在水平道路上等速行駛時，必須克服來自地面的滾動阻力和來自空氣的空氣阻力；當(dāng)汽車在坡道上上坡行駛時，還必須克服重力沿坡道的分力，稱為坡度阻力；汽車加速行駛時還需要克服加速阻力。

2.2蓄電池的容量

蓄電池容量是指其在純電動汽車行駛過程中所能提供的電量大小。蓄電池是整個汽車的動力來源，但由于材質(zhì)和技術(shù)等方面的制約，蓄電池所提供的電量是有限的。一般來說，蓄電池容量的影響因素主要體現(xiàn)在蓄電池本身和外界影響兩方面。蓄電池本身的設(shè)計和構(gòu)造決定了其容量的大小，而是用過程中，放電電流越大，電池的容量將減小得越快。另外，溫度也會影響電池的容量，電池一般冬季比夏季容量低。

2.3氣溫的高低

氣溫對純電動汽車的續(xù)航里程有很大影響。如：鋰電池的能量應(yīng)用屬于氧化還原反應(yīng)，通過化學(xué)反應(yīng)釋放電離子，從而達(dá)到充放電。由于鋰元素的化學(xué)特性非常活潑，因此在低溫和高溫狀態(tài)下（冬天/夏天），反應(yīng)強(qiáng)度不同，放電密度不同，電池的使用時間不同，而造成汽車的行駛里程不同。

2.4輔助裝置的能耗

輔助裝置不僅僅指我們熟悉的照明、音響、空調(diào)和車載控制系統(tǒng)，還包括制動系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓泵等動力輔助系統(tǒng)。這些輔助設(shè)施除空調(diào)外，將綜合消耗總能量的6%-12%。如果這些能量消耗能夠降低，就可提供更多的電量輸出給動力系統(tǒng)。從而延長續(xù)駛里程。

3純電動汽車?yán)m(xù)航能力的提高途徑

3.1電池容量的擴(kuò)大

國內(nèi)外純電動汽車發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸就在于電池容量難以突破，汽車?yán)m(xù)航能力有限，還無法達(dá)到替代傳統(tǒng)燃油汽車的水平。而提高純電動汽車?yán)m(xù)航里程最直接的方法就是增加電池的容量，但同時又不能過多地增加汽車總質(zhì)量以及蓄電池的占用空間，所以要求擴(kuò)大蓄電池組本身的比能量。

3.2優(yōu)化設(shè)計

3.2.1減小風(fēng)阻系數(shù)

風(fēng)阻系數(shù)可以看成是汽車行駛阻力與車速平方之間的比值，同樣速度下風(fēng)阻系數(shù)大的汽車阻力就大，消耗功率大，反之車阻力就小，消耗功率也小。因此，風(fēng)阻系數(shù)小的意義在于，其它條件不變的條件下，純電動汽車的耗電量會小一些，或者相同耗電量下速度快一些。

氣動性能與動力性、電量消耗等性能是密切相關(guān)的。合理地車身形狀對于減小純電動汽車的空氣阻力具有重要作用，現(xiàn)代車身空氣動力學(xué)工程師認(rèn)為，低空氣阻力系數(shù)值的汽車車身應(yīng)遵循：發(fā)動機(jī)蓋應(yīng)向前下傾；在保險杠下面的前面，應(yīng)裝有合適的擾流板；車輪蓋應(yīng)與輪胎相平；整個車身應(yīng)向前傾斜1°～2°，后端稍稍收縮，前端呈半圓形；發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)應(yīng)仔細(xì)選擇進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的位置，應(yīng)有高效率的冷卻水箱、精心設(shè)計的內(nèi)部風(fēng)道。

3.2.2整車輕量化

汽車的輕量化，就是在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。實驗證明，汽車質(zhì)量降低一半，純電動汽車的耗電量也會降低將近一半。由于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車的輕量化已經(jīng)成為世界汽車發(fā)展的潮流。純電動汽車車身質(zhì)量對縮短續(xù)航里程影響巨大。通過尺寸優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計，加之新型材料如工程塑料的應(yīng)用，可以從根本上改善整車的質(zhì)量。

3.3電池的保養(yǎng)與正確使用

3.3.1注意環(huán)境溫度

環(huán)境溫度過高的直接影響是蓄電池內(nèi)部壓力使限壓閥打開，增加蓄電池的失水量，從而導(dǎo)致蓄電池活性下降，嚴(yán)重時引起蓄電池發(fā)熱，殼體起包，電池報廢。

3.3.2掌握充電時間

蓄電池常規(guī)充電的平均充電時間在8小時左右。以放電深度為60%至70%時充一次電最佳。若是淺放電，充電后行駛里程很短，電瓶很快就會充滿，繼續(xù)充電就會出現(xiàn)過充現(xiàn)象，導(dǎo)致電瓶失水、發(fā)熱，降低電瓶壽命。使用中，應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行必要充放電，避免傷害性充放電。

3.3.3切忌虧電存放

電動車虧電狀態(tài)指電瓶使用后沒及時充電，容易電池容量下降。虧電狀態(tài)閑置時間越長，蓄電池?fù)p壞越嚴(yán)重。蓄電池閑置不用時，應(yīng)定期充電，以保持蓄電池的“健康”狀態(tài)。

4結(jié)語

對純電動汽車來說，續(xù)航里程是發(fā)展的短板，也是突破的關(guān)鍵點。但是，電動汽車目前是個朝陽產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)大中型汽車企業(yè)應(yīng)積極加大研發(fā)、投入，促進(jìn)企業(yè)成功轉(zhuǎn)型。續(xù)航里程不足是全球汽車企業(yè)推廣新能源汽車面臨的難題，純電動汽車的續(xù)航里程如果普遍達(dá)到300公里至400公里，并且充電又很迅速方便的情況下，純電動汽車將會得到飛躍增長。