純電動汽車，最為關(guān)鍵的選購參數(shù)之一便是它的續(xù)航里程，然而往往最具有爭議的，也是這個(gè)續(xù)航里程。
標(biāo)稱的續(xù)航里程和真實(shí)里程為什么會有差異？又有多大差異呢？先簡單明確一下這個(gè)問題。
續(xù)航里程定義是指，汽車在動力電池完全充電（儀表顯示充滿）的狀態(tài)下，以一定的行駛工況，連續(xù)行駛的最大距離。
爭議的原因主要在于測試標(biāo)準(zhǔn)中的行駛工況，目前常用的工況如下：
（1） 歐盟NEDC工況，全球的主流測試標(biāo)準(zhǔn)之一。目前國內(nèi)的工況標(biāo)準(zhǔn)（GB18386-2017《電動汽車能量消耗率和續(xù)航里程試驗(yàn)方法》）主要是參考NEDC標(biāo)準(zhǔn)制定。
（2） 美國EPA工況，全球的主流測試標(biāo)準(zhǔn)之一。也是最嚴(yán)格的測試標(biāo)準(zhǔn)，針對純電續(xù)航里程測試，NEDC與EPA 的續(xù)航測試結(jié)果差距在10-15%左右。
（3） WLTP工況。
（4） JC08，僅在日本地區(qū)采用。
影響續(xù)航里程的因素，可分為車輛使用（其實(shí)就是工況）和整車設(shè)計(jì)兩大方面。
從車輛使用的角度來說，用戶的駕駛習(xí)慣和使用環(huán)境等因素，跟標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工況肯定存在差異。這個(gè)很容易理解：環(huán)境溫度的變化，不同的駕駛員、不同的載重，在不一樣的道路上行駛，續(xù)航里程存在偏差。所以很多關(guān)于續(xù)航里程不準(zhǔn)的爭議，也是直接針對標(biāo)準(zhǔn)的工況是否合適的爭議。
從整車設(shè)計(jì)方面來看，還有以下三個(gè)大的影響因素：性能設(shè)計(jì)、動力系統(tǒng)、整車的系統(tǒng)優(yōu)化。
（圖1：車企在不同層級對于續(xù)航里程的整車特性的追求）
第一：性能設(shè)計(jì)
純電動汽車在行駛過程中，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)的續(xù)航能力就越差。減小阻力，在提高純電動汽車的動力性以及續(xù)航能力方面，有著重要的作用。
那么，汽車行駛過程中，受到的阻力有哪些呢？主要包括：
· 首先，汽車在水平道路上，勻速行駛時(shí)，必須克服來自地面的滾動阻力和來自空氣的阻力；
· 當(dāng)汽車在坡道上，向上坡行駛時(shí)，還必須克服重力沿坡道的分力，稱為坡阻；
· 還有，汽車加速行駛時(shí)，需要克服加速阻力。
對于空氣阻力和滾動阻力，我們一般用風(fēng)阻系數(shù)和滾阻系數(shù)來評價(jià)性能好壞。這個(gè)系數(shù)，可以看成是汽車行駛阻力與車速平方之間的比值，同樣速度下系數(shù)大的汽車阻力就大，消耗功率大；反之，風(fēng)阻和滾阻系數(shù)越小，車輛阻力就越小，消耗功率也越小。這也意味著，其它條件不變的情況下，純電動汽車的耗電量越小，或者相同耗電量下速度越快。
要想減小風(fēng)阻系數(shù)，一是要從整車的造型設(shè)計(jì)著手去優(yōu)化，合理的車身形狀，可以減小迎風(fēng)面積，降低空氣阻力系數(shù)，進(jìn)而降低整車空氣阻力。另一方面，是車輛的制造精度。車身曲面質(zhì)量越高，車身越光滑，風(fēng)阻系數(shù)就越小。曲面質(zhì)量取決于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及模具制造工藝。
（圖2 整車流線圖）
減小滾動阻力系數(shù)也是從兩方面入手，一是降低整車質(zhì)量，控制總的質(zhì)量，這樣可以降低滾阻，進(jìn)而降低車輛能耗。電動汽車性能優(yōu)化中，需要對整備質(zhì)量進(jìn)行管理，有輕量化的要求，其目的之一，就是為減少滾動阻力。另一個(gè)方面，是選用低滾阻輪胎。順便說一句，在當(dāng)前，純電動汽車的研發(fā)難點(diǎn)普遍集中在續(xù)駛里程的提升上，而受困于電池技術(shù)，找不到特別行之有效的解決方法時(shí)，針對純電動車型采用更低滾動阻力的輪胎，成了提升電動汽車?yán)m(xù)駛里程一個(gè)有效的辦法。
（圖3 車輛速度和滾動阻力系數(shù)）
（圖4 不同滾動阻力系數(shù)和空氣阻力系數(shù)下車速和滑行阻力的比較）
第二：動力系統(tǒng)
純電動汽車是通過驅(qū)動電機(jī)將動力電池中的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而驅(qū)動車輛行駛。
因此續(xù)航里程與電動汽車的三電系統(tǒng)（電池、電驅(qū)、電控）直接相關(guān)：
（圖5 電動汽車動力系統(tǒng)）
（1）電池系統(tǒng)
動力電池的容量，直接決定了續(xù)航里程的長短。
提高電動汽車?yán)m(xù)航里程最直接的方法，就是增加電池容量，但這個(gè)數(shù)值不能無限的增加。這是因?yàn)?，站在整車布置的角度，需要考慮每單位瓦時(shí)（Wh）所占據(jù)的空間，這將決定在車身有限的位置里，能放下多少電池；而每單位瓦時(shí)（Wh）的重量，則決定了電動汽車?yán)锩骐姵氐闹亓空急取?strong>所以動力電池組的 “每升單位瓦時(shí)”（Wh/L）和“每千克單位瓦時(shí)”（Wh/kg）就是考察容量的核心要素。
（圖6 電池能量密度和電動汽車的續(xù)航里程）
另外，電池系統(tǒng)的溫度過高或者過低，也會影響到續(xù)航。為了降低電池發(fā)熱，以及環(huán)境溫度的影響，電池系統(tǒng)還需要做穩(wěn)定的熱管理系統(tǒng)，其主要任務(wù)有：
· 絕熱：讓電池系統(tǒng)與外界環(huán)境隔絕，免受外部高溫或者低溫的影響；
· 散熱：將在電池處于工作狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的熱量及時(shí)向外散發(fā)；
· 均熱：電池模組之間還需要盡可能保證溫度的一致性，電芯在不同溫度狀態(tài)下有特性上的差異，保持溫度一致才能最大限度發(fā)揮電池組特性。
在相同的電池容量下，越穩(wěn)定的電池溫度越能保證續(xù)航里程。
（2）電驅(qū)動系統(tǒng)
電驅(qū)動系統(tǒng)主要包含驅(qū)動電機(jī)、控制器、逆變器和減速器等等。它的效率根據(jù)輸入功率和輸出功率的比值來確定。
當(dāng)電池容量確定后，在相同的電壓下，輸出能量的高低就由驅(qū)動系統(tǒng)的效率來決定，因此各個(gè)車企都會充分挖掘電機(jī)效率、電控效率，來達(dá)到優(yōu)化能耗、提高續(xù)航里程的目的。
（圖7 驅(qū)動系統(tǒng)效率需要細(xì)致的針對三大主要部件和部件之間的耦合進(jìn)行優(yōu)化）
（3）整車控制系統(tǒng)
主要是指協(xié)調(diào)電池、驅(qū)動系統(tǒng)和底盤剎車能量回收的關(guān)系。在頻繁加速、減速的工況下，可以根據(jù)電池的狀態(tài)、剎車需求來動態(tài)調(diào)整能量回收（制動能量回收）的比例，從而提高能量利用效率。
電動汽車的制動能量回收策略，將會直接增加車輛的續(xù)駛里程。
第三：系統(tǒng)優(yōu)化
相關(guān)系統(tǒng)優(yōu)化的內(nèi)容非常復(fù)雜，只能簡單說說。
在動力系統(tǒng)開發(fā)的最后階段，整車集成的過程中，工程上需要付出很多的努力，不僅要守住之前的整車減重目標(biāo)，還要根據(jù)不同工況的標(biāo)定，在VCU上對于整車控制進(jìn)行優(yōu)化。
這是由于不同的工況下電池耗費(fèi)的能量完全不同，在電池管理系統(tǒng)和VCU里面就需要有專門的軟件，來預(yù)測可行駛里程。這種預(yù)測能力，也是車企研發(fā)能力的體現(xiàn)。
（圖8 車內(nèi)電池管理系統(tǒng)基于SOC的里程估計(jì)）
VCU作為核心控制部件，是整車企業(yè)的軟件算法和控制核心。在續(xù)航里程方面，VCU需要做的工作是：
· 控制能量管理與動力分配，提高系統(tǒng)綜合效能；
· 控制制動能量回饋，回饋力度調(diào)節(jié)；
因此在優(yōu)化階段，主要是標(biāo)定車輛的不同工作模式，協(xié)調(diào)整車的動力性和續(xù)航里程的能耗經(jīng)濟(jì)性。還要通過智能的能量管理策略來增加整車的續(xù)駛里程。
（圖9 智能的能量管理策略）
最后，小結(jié)一下第一部分：
純電動汽車的續(xù)航里程，從汽車設(shè)計(jì)的層面上來說，不僅僅是和電池容量存在直接相關(guān)，其實(shí)背后不僅有傳統(tǒng)汽車設(shè)計(jì)中對汽車造型和制造工藝的不斷打磨；更有在軟件層面上，系統(tǒng)算法的全面優(yōu)化和提升。
從實(shí)際使用工況來說，測試標(biāo)準(zhǔn)的工況和實(shí)際使用存在較大差異，所以，導(dǎo)致最后實(shí)測值與官方發(fā)布的標(biāo)稱值不能對應(yīng)。
實(shí)測小鵬P7續(xù)航里程
之前易車做了一個(gè)比較大的選題——2020年度實(shí)測EV汽車?yán)m(xù)航偏差，定義為實(shí)際里程與工信部續(xù)航里程的偏差（NEDC/工信部續(xù)航里程），小鵬P7超長版的偏差率是16.6%，在測試的約20款電動車中排名中等，比較有意思的是，P7四驅(qū)高性能版本排名靠前，而Model 3 墊底。
先看看P7的一些參數(shù)，為方便說明也挑了兩款熱門車型的數(shù)據(jù)作為對比。
從參數(shù)可以看出，續(xù)航里程在類似的車型中（P7和Model3），和電池容量正相關(guān)性明顯。但一旦車型變大，風(fēng)阻也大了，相似的續(xù)航里程便需要更多的電池容量作為支撐（ES8和Model3）。
再說說我實(shí)際測試的情況。這輛小鵬P7剛拿回來的時(shí)候，是給老婆練車的。當(dāng)時(shí)是春天，溫度適中、沒有開空調(diào)。
從市區(qū)到郊區(qū)的老家，單程70km，有60公里的高速或高架（延安高架+G50），路況較好，剩下10公里是郊區(qū)的二級公路。來回實(shí)際跑140公里，表顯里程掉了200公里，相當(dāng)于7折。
（圖10 新手女司機(jī)的里程消耗）
前兩天我爸開同樣的路，開了空調(diào)，也是路況較好的時(shí)候。作為多年的老司機(jī)，我爸實(shí)際從徐匯到青浦65公里路，表顯掉了85公里，差不多8折左右。果然老司機(jī)就是不一樣
另外，上周末兩天老婆練車，一次去了青浦萬達(dá)廣場來回，一次去了奉賢的養(yǎng)蜂場，整個(gè)實(shí)際距離大概在200公里左右，因?yàn)榇蟛糠质歉咚?，表顯續(xù)航里程掉了270公里，這里既有開空調(diào)的原因，也有開高速的原因，總體來看新手女司機(jī)的技術(shù)進(jìn)步了一點(diǎn)。
當(dāng)然我們作為自己日常用車，就沒有去嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試從充滿電開到趴窩的臨界值了。
但從以上的數(shù)據(jù)可以看出，無論是工信部標(biāo)稱的純電續(xù)航，還是各種機(jī)構(gòu)的實(shí)測數(shù)據(jù)，都只能作為基準(zhǔn)參考值。在實(shí)際操作層面，要想開出接近標(biāo)稱的續(xù)航里程，首先要司機(jī)技術(shù)好。
購買的時(shí)候，續(xù)航里程作為重要購買參數(shù)，還是有比較上的意義。作為生活中的實(shí)際用車，表顯的續(xù)航里程，我們還是拿來當(dāng)作電池的電量估計(jì)比較合理，類似手機(jī)的電量百分比，留出充足的、能開到充電樁的時(shí)間和距離。
圖｜易車
本文來自微信公眾號：2030出行研究室（ID：PHD2030MRL），作者：朱玉龍，資深電動汽車三電系統(tǒng)和汽車電子工程師，著有《汽車電子硬件設(shè)計(jì)》。
