新能源汽车可以上高速吗,新能源汽车能不能跑长途?

新能源汽车可以上高速吗,新能源汽车能不能跑长途?

首先从车的角度上新能源汽车可以上高速吗,新能源汽车当然能跑长途,从物理学的角度上说,这些车都具备了跑长途的基本条件。但能不能跑得顺利?这事儿,就得另说了。因为,跑得顺不顺利,不取决于车,而取决于服务设施的便利程度。

新能源汽车可以上高速吗,新能源汽车能不能跑长途?

前阵子为了宣传,蔚来汽车曾做过一次G4 高速公路从北京,经石家庄、郑州、武汉、长沙、广州到深圳的长途实验。

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在媒体的注视下,几辆崭新的蔚来汽车,全都顺利的完成了测试。

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据蔚来汽车公司宣布,其快速换电站已在 G4 京港奥高速设置了16 个高速服务区,未来计划到 2020 年时,在全国建设超过 1100 座换电站,同时投放超过 1200 辆移动充电车,已解决用户长途出行的问题。

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看着是不是让人感到很振奋?但看上去很美的快速换电池服务站,很快就被一个汽车自媒体的账户扒得一地鸡毛。

当然,我们不能指责蔚来汽车的努力,毕竟里程焦虑症是所有新能源汽车的通病。在这个问题上,不论是售价超过百万的特斯拉,还是售价10万左右的国产代步新能源汽车全部如此,无一例外。

蔚来汽车的快速换电池服务站,不过是在目前车载电池,技术上很难大幅度扩充容量,及快速充电(秒充)等问题时,想要另辟蹊径谋求解决之路。

但这个看上去很美的,快速换电池服务,背后不但需要巨量的资金投入,还在一定程度上,有某些法律层面的困境。

毕竟,如果你买了一辆崭新的蔚来汽车,只开了200公里,就给换上了一块旧电池,你的心理能不能接受,这还是个问题。

但蔚来汽车在服务上的尝试,恰好可以说明我的观点,以及你关注的问题。这就是,新能源汽车的推广进度,可能需要的并不是,电池技术爆发式的突破,而是服务设施(充电桩)密度。

以目前新能源汽车的技术水准来说,达到500km巡航距离的新车并不罕见,特斯拉和比亚迪都可以很轻松的做到这一点。

但问题是在高速环境下奔跑,标称能够达到500km巡航距离的汽车,通常情况只能跑到200km多一点儿。

而这个巡航距离,还没有考虑气候这个因素,如果在东北地区冬天的寒冷天气下,标称500km的特斯拉,不用在高速上,就是城市道路,最多也只能跑两百公里多点。

这是充电电池自身特性造成的,目前没有任何一个公司有能力解决这个问题。最简单的例子就是,我们参考一下自己的手机,冬天寒冷环境下,电池的续航时间。

既然在车辆本身目前的技术很难取得突破,那另一个解决的途径就是增加充电桩的数量。参考一下,目前我们在高速上加油站的间隔距离,大概是50km~60km一个。

之所以按照这个距离布置,是以我们汽车油箱油表灯亮了以后,能够继续行驶的距离计算的(其实是适当放大了)。

那按此推论的话,国内充电桩的布置就需要比加油站的密度更大才行。毕竟,加油不过几分钟的时间,而充电至少40分钟以上。

最后,我们来回到题主的问题,新能源汽车能不能跑长途!答案是能跑,但从能跑到跑的舒心,还有很长一段路要走。

这是一个很有意思的现象:

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同样一箱油,燃油车市区续航500公里的话那么高速续航里程起码能到700。

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同样充满电,电动车市区续航500公里的话那么高速续航可能比500要低。

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为什么电动车有“恐高症”呢?其实这是一个很正常的现象,今天咱们就来详细聊聊这个话题。

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1、跑高速会增加阻力汽车在高速公路上以120公里/小时的速度行驶主要的阻力是车轮滚动阻力和风阻(上坡的暂不考虑)。滚动阻力与车重、轮胎有关,风阻和车辆风阻系数有关。

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电动车和燃油车造型并不会有太大差异,所以我们可以认为两者的风阻是一样的。而滚动阻力就不同了,电动车背着个电池组,重量非常大,所以其滚动阻力肯定要大于燃油车。

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好了,以上这些内容主要是想表达两个观点:

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(1)不管电动车还是燃油车,跑高速时受到的阻力都是更大的,都需要电动机或者发动机输出更多的动力。

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(2)电动车由于自重更大,所以滚动阻力会比同级别燃油车高。

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然后我们继续往下看。

2、燃油车为什么市区费油,高速省油?燃油车是以发动机为动力的,而发动机热效率低,虽说目前先进的发动机热效率都可以接近40%,但那只是理论上的极限,并不是说任何状态下都能达到那么高的热效率。

上图是发动机的燃油消耗率图,颜色越红说明燃油消耗率越高,越蓝燃油消耗率越低。我们可以把燃油消耗率理解成热效率。而市区行驶时发动机基本上工作在红圈范围内,这时候发动机热效率低到自己都不忍直视,再加上市区遇到堵车、等红灯就得原地怠速,这时候可以理解为热效率为零了(开空调就不说了,起码一部分转化成了制冷功率)。

而燃油车一旦上了高速情况就变了,跑高速车速更高啊,所以发动机转速上去了。跑高速阻力更大啊,所以你要多踩点油门增加输出扭矩去对抗阻力,于是输出扭矩也上去了。结果发动机很自然就进入了绿色区域:高热效率区间。

虽然跑高速增加了阻力,但热效率增加省下的油远比阻力增加消耗的油多,所以燃油车高速续航普遍比市区高。

3、电动车为什么跑高速不行?电动车和燃油车完全是来了个180度急转弯。

电动车没有变速箱,电机动力经过两级减速齿轮减速后直接驱动车轮。因为电动机转速区间大,所以只靠调节自身转速就能轻松控制车速了。低速行驶时电机慢点转,高速行驶时电机快点转。

这是电动机的效率图,颜色越红的区域效率越高。在效率方面电动机对发动机基本上是碾压的优势,电动机高效率区间更广泛。但是即便如此也是有高低之分的。从上图可以看到日常行驶时电机更容易工作在高效率区间,而跑高速时由于没有变速箱,只能提高电机转速来提升车速,于是电机就很容易进入相对低效率的区间。所以人们都吵着要给电动车加变速箱,就是为了高速巡航时让电机尽量工作在高效率区间。

但是前面提到的自重大增加滚动阻力和电动机效率区间虽然不利于降低耗电量,但也并不是电动车“恐高”的主要原因。毕竟电动机高转速效率再低那也是碾压燃油发动机的。而最根本的原因还是在于电池的能量密度。

假如一辆电动车电池组能携带100度电,那么转化成热量就是360000000焦耳。

汽油密度0.75千克/升,汽油热值46000000焦耳/千克。咱就按家用车油箱容积60升算,一箱油是45公斤,总热量就是2070000000焦耳。是电动车的将近60倍。约等于575度电。

所以电动车费劲吧啦背着几百公斤的电池组,里面存了100度电。而人家燃油车一箱油只有45公斤,但是相当于575度电。就这么去跑高速,你说电动车心不慌才怪。特别是能源补充方面,燃油车两三分钟加满一箱油,立马又是一条好汉。而电动车就算是快充起码也要一个小时,还不能百分百充满,更何况不是所有服务区都有充电桩,即便有也不是每次去都不用排队。

所以说电动车跑高速不行主要原因并不是电动机本身不行,而是电量供应跟不上。不然你看看动车组,人家也是电动机驱动的,拖着几百吨的车厢天天以两百多的时速跑高速还带开空调,人家怎么不怕?还不是人家电量供应充足,一抬头就是电线。

所以说电动车害怕跑高速从根本上来说还是电量供应的问题。

2021-11-27

2021-11-27