純電動汽車續航能力的提高途徑

摘要：電池、電機、電控技術是純電動汽車面，臨的三大關鍵，其中，電池技術是最亟待解決的問題。就電池技術分析純電動汽車續航能力的影響因素，并針對各因素，提出提高純電動汽車續航能力的途徑。

關鍵詞：純電動汽車；續航能力；電池技術

1純電動汽車電池的應用現狀

1.1電池應用的現狀

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展初期主要采用的電池種類之一。很多人認為鉛酸電池技術落后、性能落后、污染嚴重。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、循環壽命更長，而且還具有自放電率低、無記憶效應等優點。

1.2續航能力的現狀

汽油機汽車的續航里程主要跟發動機的排量和郵箱容積相關。純電動汽車的續航能力，是指其蓄電池在充足電后到下次充電前可連續行駛里程的能力。一般來說，汽油機汽車一次加滿油的續航里程可達500km以上，遠遠大于純電動汽車的續航里程。電力驅動及控制系統是純電動汽車的核心，也是區別于汽油機汽車的最大不同點。雖然純電動汽車的其它裝置基本與汽油機汽車相同，但是多年來，續航能力差都成為國內外純電動汽車研發中的主要困難。據調查，國內大多數純電動汽車續航里程可以達到100多公里，但有的實際上只有幾十公里，國內部分新能源企業急功近利，被利益所蒙蔽，虛報電池容量和續航里程幾乎是行業潛規則。

2續航能力的影響因素

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，相應的，其續航能力就越差。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航能力都有重要作用。當然，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，但由于材質和技術等方面的制約，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在蓄電池本身和外界影響兩方面。蓄電池本身的設計和構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航里程有很大影響。如：鋰電池的能量應用屬于氧化還原反應，通過化學反應釋放電離子，從而達到充放電。由于鋰元素的化學特性非常活潑，因此在低溫和高溫狀態下（冬天/夏天），反應強度不同，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、空調和車載控制系統，還包括制動系統的空氣壓縮機、轉向系統的液壓泵等動力輔助系統。這些輔助設施除空調外，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。從而延長續駛里程。

3純電動汽車續航能力的提高途徑

3.1電池容量的擴大

國內外純電動汽車發展的主要技術瓶頸就在于電池容量難以突破，汽車續航能力有限，還無法達到替代傳統燃油汽車的水平。而提高純電動汽車續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量以及蓄電池的占用空間，所以要求擴大蓄電池組本身的比能量。

3.2優化設計

3.2.1減小風阻系數

風阻系數可以看成是汽車行駛阻力與車速平方之間的比值，同樣速度下風阻系數大的汽車阻力就大，消耗功率大，反之車阻力就小，消耗功率也小。因此，風阻系數小的意義在于，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，現代車身空氣動力學工程師認為，低空氣阻力系數值的汽車車身應遵循：發動機蓋應向前下傾；在保險杠下面的前面，應裝有合適的擾流板；車輪蓋應與輪胎相平；整個車身應向前傾斜1°～2°，后端稍稍收縮，前端呈半圓形；發動機冷卻系統應仔細選擇進風口與出風口的位置，應有高效率的冷卻水箱、精心設計的內部風道。

3.2.2整車輕量化

汽車的輕量化，就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質量，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。由于環保和節能的需要，汽車的輕量化已經成為世界汽車發展的潮流。純電動汽車車身質量對縮短續航里程影響巨大。通過尺寸優化和結構設計，加之新型材料如工程塑料的應用，可以從根本上改善整車的質量。

3.3電池的保養與正確使用

3.3.1注意環境溫度

環境溫度過高的直接影響是蓄電池內部壓力使限壓閥打開，增加蓄電池的失水量，從而導致蓄電池活性下降，嚴重時引起蓄電池發熱，殼體起包，電池報廢。

3.3.2掌握充電時間

蓄電池常規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，繼續充電就會出現過充現象，導致電瓶失水、發熱，降低電瓶壽命。使用中，應根據實際情況進行必要充放電，避免傷害性充放電。

3.3.3切忌虧電存放

電動車虧電狀態指電瓶使用后沒及時充電，容易電池容量下降。虧電狀態閑置時間越長，蓄電池損壞越嚴重。蓄電池閑置不用時，應定期充電，以保持蓄電池的“健康”狀態。

4結語

對純電動汽車來說，續航里程是發展的短板，也是突破的關鍵點。但是，電動汽車目前是個朝陽產業，國內大中型汽車企業應積極加大研發、投入，促進企業成功轉型。續航里程不足是全球汽車企業推廣新能源汽車面臨的難題，純電動汽車的續航里程如果普遍達到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。