买新能源汽车时,消费者最容易记住的往往是仪表盘上的一个数字,比如500公里、600公里甚至700公里。可是车辆真正开起来以后,这个数字却会不断变化。刚充满电时显示600公里,跑了一段高速可能变成500多公里,冬天开暖风以后下降得更快,换成市区走走停停又会出现另一种结果。于是很多车主第一次遇到这种情况时,会怀疑车辆是不是“虚标”了续航。实际上,汽车上的续航里程从来就不是电池里刻着的一个固定数字,而是车辆根据当前能量状态和近期能耗,对未来还能行驶多远作出的动态估算。
理解这一点,首先要把“电池里有多少电”和“这些电能够让汽车跑多远”分开来看。电池容量决定了可用能量的基础,但汽车每行驶一公里究竟需要多少能量,则取决于车辆当时面对的阻力和工作状态。一辆车在平坦道路上以较低速度匀速行驶,与满载车辆顶着逆风以120公里/小时高速巡航,需要的驱动功率完全不同。因此,同样是剩余50%的电量,在不同情况下对应的实际可行驶距离可以相差很大。
新能源汽车的官方续航数字来自标准化测试工况,而不是厂家承诺车辆在任何环境下都能跑到这个数字。不同地区和车型采用的测试标准不同,例如中国市场常见CLTC,欧洲和许多其他市场更多采用WLTP。测试过程中会按照规定的速度、加减速、温度和其他条件进行测量。这样做的意义,是让消费者可以在相同测试体系下比较车辆,而不是保证每个人在真实道路上都能获得完全一样的里程。
真实驾驶首先受到车速影响。汽车高速行驶时,最大的额外能量支出之一就是空气阻力。空气阻力随着车速提高而明显增加,因此从城市道路进入高速公路以后,即使驾驶员没有急加速,车辆的百公里电耗也可能明显上升。尤其当车速从90公里/小时提高到110或120公里/小时以后,空气阻力带来的影响会越来越突出。电动车的电机效率可能仍然很高,但电机高效率并不意味着汽车可以摆脱物理规律,空气阻力需要的能量依然必须由电池提供。
温度则是另一个非常重要的变量。锂离子电池在低温环境下,电化学反应和离子传输都会受到影响,电池内阻通常会上升,可用功率和能量释放能力也可能下降。车辆为了让动力电池进入合适的工作温度,还可能使用电能进行加热。对于冬季驾驶来说,这部分能量并没有直接变成汽车向前行驶的动力,却同样来自电池,因此车主看到的实际续航自然会下降。
但低温影响并不是一个固定百分比。零下10℃到底会少多少续航,取决于车型、电池化学体系、热管理系统、行驶速度、驾驶时间、是否停车预热以及暖风使用方式等因素。有些车辆采用热泵系统,在低温环境下的座舱采暖效率可能明显优于单纯电阻加热;有些车辆则会优先对电池进行热管理。不能把某一款车在某一天、某一温度下的测试结果,直接套到所有新能源汽车身上。
夏季同样如此。空调压缩机需要消耗电能,但它到底消耗多少,与外界温度、车内设定温度、太阳辐射、车辆隔热情况、乘员数量以及行驶速度都有关系。冬季座椅加热、方向盘加热、玻璃除霜等功能也会增加用电。因此,仪表盘显示的续航实际上已经把大量车辆当前正在消耗的辅助能量考虑进去。
驾驶方式同样会改变结果。急加速意味着短时间内需要很高的电机功率,频繁制动又会造成车辆动能不断变化。新能源汽车拥有再生制动系统,可以把一部分减速时的动能重新转化成电能,但能量回收并不是百分之百有效。电能先变成车辆动能,随后再通过电机、电控和电池重新变回化学能,每一个转换环节都会产生损失。因此,频繁加速再减速并不能因为存在能量回收就变成“免费驾驶”。
道路条件也会改变能耗。城市道路如果交通顺畅,速度较低,电动车可能获得相当不错的能耗表现;但如果道路严重拥堵,车辆长时间低速蠕行,同时空调、暖风等设备持续工作,单位距离能耗也可能上升。高速公路同样不能简单地理解为“比城市更省电”或者“比城市更费电”。真正决定结果的是车辆当时需要克服多少空气阻力、滚动阻力、坡度以及辅助系统负荷。
轮胎和胎压也是经常被忽略的因素。胎压不足会增加滚动阻力,低温季节胎压下降尤其值得注意。车辆满载、安装车顶行李箱、拖挂设备或者携带大量物品,也会改变能耗。特别是车顶行李箱会改变车辆的空气动力学特性,在高速行驶时影响更加明显。有时候车主觉得“最近续航突然差了”,真正的原因并不在电池,而是换了轮胎、胎压不足、天气变冷或者驾驶路线发生了变化。
电池老化则属于另外一个层面。动力电池随着时间和循环使用会出现容量衰减,但衰减并不是按照一个固定百分比线性下降。温度、充放电深度、长期处于高SOC状态、高功率充放电以及电池本身的化学体系都会影响老化速度。车辆的BMS会对电池进行监控和管理,而消费者看到的“电池健康度”也需要结合车型的定义和测量方法理解,不能简单地把某个仪表数字当成实验室条件下测出的绝对容量。
对于增程式和插电式混合动力汽车,续航的计算方式又会发生变化。插电式混合动力车在电池电量较低以后,可能更多依靠发动机和混合动力系统工作;增程式车型则通常由发动机发电,再由电驱系统驱动车辆。因此,这类车型的“综合续航”不能与纯电动车的纯电续航直接放在一起理解。它实际上涉及电池剩余能量、燃油储量以及整套混合动力系统的工作策略。
普通车主判断续航是否正常,最有效的方法并不是盯着仪表盘上的预计公里数,而是长期观察实际能耗。很多新能源汽车能够显示近几十公里、几百公里甚至更长周期的平均电耗。把实际消耗的电量与实际行驶距离结合起来,通常比单纯观察“剩余续航”更有意义。因为续航预测本身会随着最近的驾驶方式、温度和路况不断重新计算。
如果车辆突然出现明显异常的续航下降,则应该先从容易验证的项目查起,例如胎压是否正常、是否换了冬季轮胎、最近天气是否明显变冷、是否长期高速驾驶、暖风或空调是否持续高负荷工作,以及车辆是否出现故障提示。如果这些因素都没有明显变化,而实际能耗却长期异常升高,就应该通过车辆诊断系统进一步检查,而不是直接判断“电池坏了”。
尤其涉及动力电池、高压配电系统、逆变器、驱动电机和高压线束时,普通车主不要自行拆开电池包或高压部件。新能源汽车的高压系统与普通12伏汽车电路完全不是一个安全等级。专业维修人员需要根据故障码、BMS数据、电芯电压一致性、温度数据、绝缘状态以及充放电表现进行判断,而不是仅凭“续航少了几十公里”就更换昂贵的电池部件。
所以,新能源汽车的续航不是一个固定数字,而是一个随着环境、速度、温度、载荷、驾驶方式和车辆状态不断变化的估算结果。电池决定了汽车有多少能量可以使用,物理环境则决定了这些能量能够换来多少公里。理解这一点以后,消费者就不会把官方续航数字当成一张永远不会变化的“里程支票”,也不会因为冬天少跑一些公里就立刻认为车辆存在质量问题。
真正值得关注的不是一辆车宣传能够跑多少公里,而是在自己的真实使用环境中,它每百公里究竟消耗多少电,冬季、高速、满载和空调开启以后又会发生怎样的变化。对于新能源汽车来说,学会看实际能耗,比记住一个漂亮的续航数字更有意义。
新能源汽车的续航为什么不是一个固定数字
图片说明:示意图 图片来源:Public Domain(公有领域)
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