40款热门车型电耗排名公布!这才是『续航注水』的秘密?

2019-08-14 | 浏览:1.2万 | 评论:4

不断攀升的油价,让油耗成为车主们的心中大石,油耗高低也一度成为消费者选购车型的重要参考。如今,新能源的大风把油罐变成了电池,似乎没有人再去在意电耗的高低了,尽管,现象背后藏着更大的秘密。

就好像,油耗的高低,表面上是每次加油省个几十块钱,背后却有车企花费数十年和数千亿去争取提升1%的热效率;同理,电耗的高低,表面上不过是多几块钱的电费,事实上,它涉及到一个能耗效率的问题,直接反映一个新能源车企的真实三电水平。

聊这个话题之前,我们来看看到底谁才是真正的电老虎。

市面主流车型电耗排名

为了展开这个话题,笔者整理了近期新能源市场上最火的40款车型,根据工信部公布的续航数据以及车企官方公布的电池规格,计算每款车型的理论电耗表现。以下排名虽不能说绝对意义的严谨,但仍旧非常有参考意义。来看看你钟意的车型表现都如何?

意不意外、惊不惊喜?

此次上榜的40款热门车型中,欧拉R1以9.4kWh/100km的理论电耗暂居第1位,而第2名则是宝骏E200,两者看似差不多、实则大相径庭。

首先,欧拉R1搭载更大的33kWh电池,续航也达到了351km,而且四门四座车型也比双门两座车型大上一圈,体格都不一样。即便如此,还是欧拉R1表现更好,这主要是得益于其成熟的ME电动化专属平台和三电技术(欧拉iQ同样得益于此),而宝骏E200的成绩主要依赖于其小巧轻量化的车型。

前10位车型中,还有比亚迪e1、众泰E200 Pro、奇瑞eQ1这几款小型车,因为体型和整备重量上的先天优势,它们的电耗成绩都表现得都更好,其中以比亚迪e1表现最为优异,看来小型车的技术确实在不断进步的。

值得注意的是,榜当中轩逸·纯电、别克VELITE 6这两款被大家视为“油改电”代表的车型,其实电耗控制得都不错,一方面同样是因为较小容量的电池,另一方面也是因为拥有成熟的车型、底盘和动力调校功底。那为什么朗逸·纯电的电耗这么高?我觉得大众可能是“改都懒得改”、三电套上去就得了…

前10中,除了欧拉R1、还有另外2台车值得一夸。

第一台是特斯拉Model 3长续航后驱版(进口),我们以前只知道这台车的综合续航将超过600km+,其实这款车型的车辆手册上注明了其续航能力能够达到664km。一款A级轿车用75kWh的电池(想想有多重)实现了664km的续航,可见特斯拉的能耗效率究竟有多恐怖。

第二台车是广汽新能源的Aion S 魅 630,据广汽新能源介绍,Aion系列采用自研发的第二代GEP纯电平台打造,这样的努力也取得了成果——搭载58.8kWh的电池的Aion S 魅 630,能耗效率仅次于Model 3长续航后驱版(进口),领先于同级竞争对手——几何A。

夸完之后,我们再来说说反面教材。

蔚来ES8基准版(70kWh)的电耗表现简直是灾难,居然比搭载100kWh电池的Model X还要高,当然,弟弟ES6基准版(84kWh)的电耗也好不到哪儿去。别看电耗只是续航与电量之间的一个中间值,其实它揭示了很多技术性的问题,这个我们稍后会聊到,届时将为大家揭秘为什么“很多车主吐槽电动车续航虚标”的问题。

某种程度上来说,如蔚来ES8、ES6、唐EV以及特斯拉Model X的高电耗,很一大部分原因在于它们巨大的SUV体型和疯狂的加速性能,譬如唐EV 600 四驱智联创世型,拖着4870/1950/1725mm的巨大体型,百公里加速都能达到4.4秒,而ES8、ES6、Model X(非性能版)也基本都是4.6-4.8秒的性能水平,反观外形酷似超跑的前途K50,百公里加速仅为4.5秒,连大型SUV都跑不过,…是来搞笑的吗!?

一副气势汹汹的低趴超跑造型,电耗居然最高,什么铝合金车身、碳纤维覆盖件以及低风阻造型,原来都是花瓶么?不仅加速跑不过7座SUV,78.84kWh的电池续航居然仅有380km,理论电耗高达20.75kWh/100km,实际电耗更是不堪设想,简直就是电动车中的纳智捷好嘛!

其实上述排名只是根据现有的官方数据,做出的一个电耗相对比值,不必过于较真。电耗低的车型,并不代表它就很优秀,譬如说宝骏E200,主要是胜在体格的先天优势,参考意义不大;同样的,电耗高的车型,并不能说明它们很差,譬如唐EV、Model X这些性能取向的车型,再加上这么庞大的体型,电耗高也无可厚非。

我们需要的,只是从这个表象背后去发现一些规律。

电耗为什么这么大不同?

其实电耗和油耗大同小异,即使电池、电机、电控取代了发动机和变速箱,但是『对能源的最大化利用』一直是车辆设计亘古不变的核心课题,尤其当电耗与电动车的续航密切相关时,这个关系就愈发重要了。

到底什么在决定电耗呢?我们一点点展开说。

I 电池

动力电池,容量与重量是两个决定因素,它们之间的关系也催生了能量密度这个概念。

先说容量。现在的车企,为了让宣传海报更好看,疯狂热衷于数字游戏,粗暴地堆砌更大的电池,只为了获取更高的续航成绩,但是电池越大并不是越好,达到一个临界点之后,危险性和成本都会升高。

再说重量。它和容量密切相关,越大容量电池通常也越重,但是重量越大,就有越多的电能被用于拖动电池而做功,能源综合效率就降低了。关于这两点的具体分析,可点击查看《电动车续航真的越长越好吗?》。

点击阅读《电动车续航真的越长越好吗?》

也就是说,一旦电池的容量和重量超过某个极限,继续加大就是帮倒忙。所以现在的技术突破口就落在电池的能量密度上:在保证同样电池容量下,能量密度大的电池将更轻,那么能耗自然也更低,续航也会更长。

主流厂商中,除了比亚迪有能力自产电池,其余大部分都是采用宁德时代的解决方案,剩下还有国轩高科、孚能科技、比克电池等同质化的PAC,这一点没有太多的讨论空间,采购就是了。

II 电机

就像燃油车往前开,需要从油箱导出汽油,然后通过发动机与变速箱的配合,将燃油的化学能充分转化为机械能,给车辆做功。电动车也需要将电池中的电能,通过电机充分转化为机械能。

为了避免大家觉得技术化的内容过于枯燥,下面的内容尽量精简地表达,可能会有不完善的地方,大家可自行补充知识点。

在电机层面,决定电耗的因素,一个是电机的数量、另一个是电机的取向(功率、种类)。首先电机的数量这个很好理解,搭载多电机的四驱车型,电耗往往都比单电机车型要高,这里就不赘述了。

主要说说电机取向。目前主流车型的电机技术主要有两类:永磁同步电机和感应异步电机。来看看它们的结构图。

永磁同步电机的优点是能量转换率高、功率稳定、低速节能,适用于高低转速变化的复杂工况,缺点是成本较高、温度变化会导致退磁(性能降低);

感应异步电机的优点是高转速性能好、成本低,没有退磁问题,缺点是体积大、重量大、能量转换率偏低,且复杂工况下能耗较高。

早期性能取向的电动车,大多使用了感应异步电机,如特斯拉Model X、Model S、蔚来ES8等,但市场决定了技术走向,就像涡轮淘汰大排量自吸一样。在能耗效率更有优势的永磁同步电机,已经成为市场的绝对主流,而性能更强劲的感应异步电机,因为电耗过高现在已经比较少见了。

拿到供应商提供电机,接下来就是考验车企自身对电机的调校水平。而电机与电控各自的特性与合作默契度,决定了车辆的性能、电耗甚至行驶质感。如果把电池比作人的身体能量,电机比作人的四肢,那么电控就是人的大脑。

III 电控

影响能耗效率的关键钥匙——就是电控。这里的影响不仅仅是指电耗的高低、也包括电耗的稳定性。

许多人会以为电池放电、电机做功,汽车就可以跑了,那你有想过车辆在面对不同操作指令、面对不同的道路环境时,是如何应对的吗?

相较于传统燃油车,电动车增加了电池组、驱动电机、变速箱(减速器)、动能回收系统等等,如果再加上自动驾驶和增程系统的话,要是没有合理的电控系统,那可想而知是怎样一盘散沙。

电池和电机决定了一辆车的硬件水平,电控决定了一辆车基于这样的硬件能做出什么样的实际表现。

这里花30秒快速讲解一下电控的原理:目前电动车上的电控系统主要分为三大模块,一是电池控制系统(BMS)、二是驱动控制系统(MCU),三是决策控制系统(VCU),后者包括前者的综合控制。

其中,BMS负责控制电池模组,包括电池输出控制、电量均衡分配、以及电池保护、充电管理、热管理等等;MCU负责电流转换,行驶指令,功率单元控制,电机扭矩、转速等等;VCU负责接受车内驾驶信号如档位、踏板、车辆动态(混动系统将加上APU的辅助),如果未来将搭载自动驾驶,这些决策信息也都将由VCU处理。

一个高效的电控系统,既要控制能耗又要兼顾性能,并且在满足高动态的车辆响应频率的同时,还要保护日常使用时电池和电机的安全性。

如果说电池和电机就算买成套的解决方案也无关痛痒,那电控作为电动车的核心技术,直接决定了一家车企的技术水平高低。我们看到的电动车能耗效率低、能耗稳定性差,很大程度上就是因为电控研发水平不过关。

IV 最后说说设计

低风阻造型和轻量化结构同样会影响电耗水平,它们在燃油车时代就已经作为节油的一个重要参考了。

轻量化结构好理解,我们这里解释一下风阻系数。

一个公式:空气阻力=(1/2)×空气阻力系数×空气密度×迎风面积×(车速²)。高速行车,空气阻力将与车速的平方成正比。这一点放在电动车上就很可怕了。

举一个栗子来说,Model S的风阻系数是0.24,正向面积约为2.34㎡。据Car and Driver的一项测试显示,Model S在风洞测试中,时速保持在112km/h时,服空气阻力做功约为10.44kw。

这个时速下,Model S的功率输出一般在40kW左右,也就是说,这时为了克服风阻就耗费了1/4的动力。当时速达到160km/h时,功率输出一般在60kW左右。此时Model S克服风阻做功约合31.32kw,占据动力输出的一半!

电动车的动力来自于锂电池中存储的电能,更高的速度需要更大的电机功率,同时车速提升导致风阻增加,电动车为克服阻力而前进,所需要输出的功率也越高,进而电量消耗越快。据未经证实的研究表明,风阻系数每降低0.01,电动车每百公里可增加3-6公里的续航。

大家看到的封闭式格栅、隐藏式门把手、虚拟后视镜,一方面是为了好看,另一方面也是为了尽可能地降低风阻。

为什么总感觉『续航虚标』?

最关键的问题来了,我们常常会看到网络上有很多针对电动车续航的讨论,大多是抨击某某车型的续航虚标,但很少有人去思考这个现象背后的根本原因——电控能力。

首先大家要知道,工信部标称的综合续航,是在一定固定条件下测试而得出的,测试环境的变量较少,所以对电控的要求并不高,哪怕是很弱鸡的电控技术,凭借相对大容量的电池也能跑出“十分好看”的续航数字。

但是实际上路之后,面对复杂多变的真实道路环境,电控对电机功率的控制、放电倍率、电池内阻、整车能源策略等环节的应对调节能力都原形毕露了。电耗控制得当的车型,你会觉得续航很『实』;电耗控制差劲的车型,你会觉得续航很『虚』,这都是有连带原因的。

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仔细品味,你就会发现,所谓的新能源弯道超车其实已经走错了道,为了贴合政策需求、同时也为了吸引更多的消费者,我们过分追求通过大电池增加续航、通过大功率电机增加性能,反而忽略本应是最核心的电控技术。

目前『三电系统』大概要占据一台电动车60-70%的制造成本,而电池组又要占据整车成本的40-50%,在剩下的20-30%的成本中,电机又拿走了一大部分,可想而知留给电控的研发机会还有多少。更何况,现在还有很多车企连电控都是采用外包采购的解决方案。

所以说,为什么造电动车更容易呢?因为谁都能买方案跨界入局。

很多微型车或是老年代步车,就是直接把买来的电池和买来的电机绑在一起,能跑多远是多远。蔚来,也曾出现过70kW电池的ES8高速实测就跑226km的窘况(平均电耗接近31kWh/100km),面对消费者的质疑时,选择风阻去掩盖电控的缺陷。

如果将电池容量比作燃油车的油箱大小,那电耗完全可以充当电动车的“油耗”参考,而目前国内的政策还是主要集中在续航成绩和能量密度两个参考值,并没有将电耗列入对一辆电动车技术水平的参照。

不过,大洋彼岸的美国EPA(美国国家环境环保局)已经将电耗作为一项电动车的重要参考标准了,该标准通过换算的方式,将燃油车与新能源汽车放到一起来做对比,衡量一辆车的能耗水平。

最后一个问题:买车有必要考虑电耗吗?

因为油价和电费的差价悬殊,所以高电耗在成本上不是问题,哪怕电耗再高也比油费便宜。

电耗高低真正揭露的问题是——车企的三电技术水平以及续航的稳定性。

前面已经跟大家分析过了,因为电池和电机都有供应商提供的现成解决方案,所以不成问题,但是电控是新能源车企的核心技术,它反映了一家车企真正的技术水平,是真心想造车、还是借机圈钱,很容易就分辨出来。

笔者比较反感的一点是,部分车企很喜欢有大数字的续航却掩盖电耗成绩,对于真正的技术关键避而不谈,转而通过什么网联智能化、创新营销理念或是买服务送产品的思路,去转移自己硬件产品的短板,将电耗水平归咎于电机物理特性。这种转移重点的营销打法,请大家注意甄别。

说到底,虽然电耗没必要作为你购车时的决定性因素,但作为参考,你会得到比别人更多的思考角度。

声明:本文由太平洋号作者撰写,观点仅代表个人,不代表太平洋汽车网。文中部分图片来自于网络,感谢原作者。