电动汽车续航里程的影响因素

行车在外，尤其是长途行车，方便快捷地补充能量是一件非常重要的事情。

最近几年，电动汽车的发展如火如荼，市场对于电动汽车的讨论也非常热烈。其中，续航里程是一个非常热门的讨论话题。

续航里程，专业一点的说法是：单次补能后的最大行驶里程。

伴随着续航里程一起出现的另一个名词：里程焦虑。指的是在到达目的地之前对车辆的能量来源的担忧。

其实燃油车也有里程焦虑。但是为什么很少有人提呢？

原因是现在的加油站分布足够多，并且加油的过程足够便捷，所以没有必要焦虑。

对于电动汽车来说，充电站不多，充电车位被油车占用，充电时间长，都导致整个充电补能的过程繁琐且不够友好。所以里程焦虑主要针对电动汽车。

那么从设计的角度出发，续航里程的影响因素有哪些呢？

①动力电池容量

车上这么多消耗能量的部件，唯有电池是能量的来源。电池携带的最大能量越多，续航的提升越明显。当然，越大的电池重量也越大。这部分重要本身也会带来消耗。不过综合考虑下来，提高电池容量是增大续航最直接的手段。

现在市面上已经量产交付的电动汽车，动力电池容量普遍在50~60kWh。也有稍微高一些的，譬如蔚来的动力电池最高84kWh，特斯拉最大有100kWh。

增大电池带来的收益是显而易见的。当然，电池自身也有重量，通常在300~500kg。提高电池容量除了靠提升能量密度之外，很多时候就是靠加大电池包的体积，堆砌更多的电池模组。而这部分加出来的重要也会加大自身的消耗，所以不能简单地以电池容量来直接推算续航。

以小鹏G3举例，第一代G3携带了47kWh的电池，NEDC续航350km。2019年推出G3 520版本，电池容量66.5kWh，NEDC续航520km。直接按照电池容量换算，520版本的续航并没有达到520km，看来是综合的效率得到了提升。

②机械传动效率

能量从电池传递出来，通过电机转化为动能，然后传输到车轮上，完成整个能量传递路径。不同于燃油车低效的内燃机能量转化效率及笨重的变速箱传递路径，电动汽车的机械传动效率特别高。电机的效率在90%以上，有的可以做到95%甚至更高。这里多说一句，电动汽车也有变速箱，用于将电机的高转速降下来。但是结构简单效率极高。

③轮胎滚动阻力

这个比较容易理解，整辆车的重量最终都通过车轮作用在地面上。在低速工况下，车辆消耗的能量主要用于克服车轮滚动阻力做功。

④空气阻力

对于多数人来说，对于空气的阻力并没有一个很主观的概念。诚然，在低速工况下，空气阻力带来的能耗很小，可以忽略不计。但是在高速工况下，空气阻力占比迅速提升。

记住一个数字，120kph车速，空气阻力占比通常在80%左右。即所消耗的电能绝大多数都用来克服空气阻力做功了。这个阻力与车型和造型设计有关，通常在400~500N（120kph车速）。牛顿这个单位，大家应该还有印象，初中物理学过，1kg的物品，重力是9.8N。这么说有概念了吧？

燃油车越是高速越省油，是因为高速工况对应发动机效率最高的范围。

而电动车越是高速越费电，一方面电池输出功率大，另一方面在高速工况下空气阻力非常大，能耗自然就会高。

飞机机翼上下表面压力不同。上表面压力小而下表面压力大，上下压差提供升力。

空气动力学在航空航天、赛车领域应用极广。当然，这两个领域的关注重点在于升力/下压力。

⑤车辆自身能耗

车辆自身的能耗有两类，一类是乘员舱的消耗。譬如空调系统、车机娱乐系统等等。

另一类是车辆控制系统和动力系统的能耗。譬如低温启动时电池自身加热，高温环境下对电池的散热，还有电机的散热，这些都需要消耗能量。

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