电动汽车续驶里程，温度影响及性能参数解析

电动汽车上动力电池组充满一次电后的最大行驶里程称为电动汽车的续驶里程。电动汽车的续驶里程短，是近一个世纪以来落后于内燃机汽车发展的重要原因。因此，如何降低不同行驶工况下电动汽车的能量消耗、提高电动汽车的效率、增加续驶里程是发展电动汽车必须解决的重要课题。

1.续驶里程的计算方法

如上所述，不同电动汽车在不同的行驶工况下单位行驶里程的能量消耗与续驶里程有显著的差别，难以用统一的计算公式进行计算，可用试验方法求取。采用电动汽车在道路上滑行试验的方法可求取汽车的滚动阻力和空气阻力，试验中采用五轮仪记录汽车在滑行过程中的v-t曲线如图2-22所示。

汽车滑行时的滚动阻力和空气阻力之和为

图2-22 电动汽车滑行试验的v-t曲线

式中 M_m——传动系统作用于驱动轮的摩擦阻力矩；

G——汽车总质量（N）；

r——驱动轮半径（m）。

在式（2-19）中可忽略M_m项，对计算结果再进行修正。将式（2-19）两端乘以平均速度，克服道路滚动阻力和空气阻力消耗的功率为

式中 P_f——克服滚动阻力所消耗的功率；

P_w——克服空气阻力所消耗的功率。

经过单位换算后化简得

式中 m——电动汽车的质量（kg）；

v——电动汽车的速度（km/h）；

t——时间（s）。

电动汽车克服道路滚动阻力和空气阻力消耗的能量为

E=FS （2-22）

式中 F——电动汽车驱动力；

S——电动汽车行驶里程。

电动汽车行驶单位里程消耗的能量为

电动汽车滑行时的平均车速为

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因此，电动汽车在平均车速下，克服道路滚动阻力和空气阻力的单位里程消耗的能量为

经过修正后的电动汽车克服道路阻力所消耗的功率P与车速v的关系如图2-23所示，所需能量与车速之间的关系如图2-24所示。

图2-23 电动汽车行驶所需功率与车速关系

图2-24 电动汽车行驶所需能量与车速关系

在一些文献中，将电动汽车的能量经济性定义为电动汽车以不同行驶规范达到的续驶里程与动力电池再充电恢复到原有的充电状态所需要的交流电能量之比，即

电动汽车经济性= （2-26）

设电动汽车行驶时单位里程能耗为e（kW·h/km），电动汽车总质量为m，则每吨（t）的比能耗e₀（kW·h/km·t）为

设电动汽车上动力电池组充满电的总能量为E（kW·h），由式（2-28）可计算电动汽车的续驶里程S为

实际情况并不像式（2-28）那样简单，由于空气阻力消耗的能量与质量无关，同时动力电池存在放电效率、放电深度、放电电流以及自放电现象，有的动力电池每天自放电率高达1%以上，这些都会影响动力电池组的输出总能量。另外，行驶工况的差别等因素都将影响电动汽车的续驶里程，因此，式（2-28）只能近似地估算电动汽车的续驶里程。

2.电动汽车续驶里程的影响因素

影响电动汽车续驶里程的因素比较复杂，与电动汽车在行驶过程中的能量消耗紧密相关，影响它们的主要因素来自电动汽车行驶的外部条件与本身的结构条件。

（1）环境状况

在相同的车辆条件下，道路与环境气候影响着电动汽车的能量消耗，道路状况较差、交通拥挤等都会使车辆的能量消耗增加，降低电动汽车的续驶里程；反之，道路状况良好、交通畅通等就会相对节省车辆的能量消耗，进而增加电动汽车的续驶里程。

（2）环境温度

环境温度对电动汽车的续驶里程有着重要的影响。首先，温度对动力电池的性能影响比较大，每种动力电池都有自己最佳的工作温度，且在不同的温度时，动力电池组放出的能量及内阻等有很大的差别：温度过低时，可用的能量和容量大为减少，动力电池的内阻也会呈非线性增长，严重制约了电动汽车续驶里程。其次，汽车内部各润滑部分、气泵、转向油泵的工作效率以及空气阻力等都与环境温度有一定的关系。资料表明，温度由25℃降低到0℃的过程中，电动汽车的阻力增加10%，增加了电动汽车的能耗，使得续驶里程大为减少。

（3）电动汽车的总质量

对电动汽车车身的要求与普通燃油车基本一致，在满足刚度和强度要求的情况下，应力求车身的轻量化。在工况一定时，电动汽车的能耗和质量基本呈线性关系。

（4）辅助装置的能量消耗

电动汽车上制动系统的空气压缩机、转向系统的油泵等均需要辅助电机驱动，其他还有照明、音响、通风、取暖、空调都需要消耗动力电池的电能。除空调之外，这部分能量消耗约占电动汽车总能耗的6%～12%。

（5）电池的性能

电池的性能参数主要是指动力电池的能量密度、额定容量、放电率、放电电流、放电深度、动力电池内阻，特别是动力电池组的一致性等是影响电动汽车的能量消耗和续驶里程的重要因素。例如电池持续在高倍率的充放电状态下，动力电池的可用放电容量和能量就会减少许多，使得电动汽车的续驶里程减少；动力电池组在充放电的过程中，如果并联电池组中的电池性能存在差异，电压高的电池组会对电压低的电池组进行充电，易引起充电时过充电，放电时过放电，这就会消耗动力电池组对外的输出功率，影响续驶里程。