新能源汽車(chē),除了受低溫影響導(dǎo)致耗電增加、電量縮水外,影響續(xù)航的因素還有許許多多。今天就來(lái)聊聊那些細(xì)枝末節(jié)的因素對(duì)續(xù)航的影響。
制動(dòng)卡鉗也能影響續(xù)航?
作為制動(dòng)部件,誰(shuí)又能想到,制動(dòng)卡鉗居然也會(huì)影響車(chē)輛的續(xù)航呢。其實(shí),制動(dòng)卡鉗的工作狀態(tài)對(duì)續(xù)航的影響遠(yuǎn)超想象。
制動(dòng)卡鉗在工作時(shí),工作缸內(nèi)由液壓油推動(dòng)活塞,達(dá)到制動(dòng)的目的。當(dāng)制動(dòng)活塞回位不完全時(shí),制動(dòng)盤(pán)片沒(méi)有完全脫離,會(huì)產(chǎn)生拖滯力矩。如果拖滯力矩大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的話,即使松開(kāi)了剎車(chē)踏板,摩擦片始終和制動(dòng)盤(pán)有殘余的摩擦力。過(guò)大的拖滯力的存在,導(dǎo)致車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性降低,油/電耗將增大。
產(chǎn)生拖滯力矩的原因多種多樣。有新能源主機(jī)廠的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,在零下7℃的環(huán)境下,卡鉗拖滯阻力矩會(huì)增加50%。這是因?yàn)榈蜏貙?dǎo)致制動(dòng)液粘度上升,活塞回位速度下降,剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)產(chǎn)生持續(xù)摩擦。以一輛續(xù)航500公里的電動(dòng)車(chē)為例,卡鉗拖滯可能導(dǎo)致實(shí)際續(xù)航減少15-20公里。
還有設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的拖滯力。如某款電子駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)卡鉗設(shè)計(jì)缺陷,后輪拖滯力矩高達(dá)8Nm,而設(shè)計(jì)值僅為3.5Nm,這個(gè)缺陷不僅導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)溫度升高,更使得續(xù)航能力下降。
還有卡鉗導(dǎo)銷(xiāo)潤(rùn)滑不足、卡鉗復(fù)位彈簧剛度較小、回位密封圈形狀等因素造成的拖滯力。也許有細(xì)心的車(chē)迷發(fā)現(xiàn),部分車(chē)輛保養(yǎng)剎車(chē)盤(pán)片時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)某一側(cè)的盤(pán)/片會(huì)產(chǎn)生更多的磨損,這種偏磨的現(xiàn)象也是一種拖滯力的表現(xiàn)。
目前,市場(chǎng)主流的卡鉗拖滯力矩平均水平約為1.5Nm,而不少供應(yīng)商也展示了“零拖滯扭矩”的卡鉗,可以將拖滯扭矩控制在1.0Nm以?xún)?nèi),這將進(jìn)一步提升車(chē)輛的續(xù)航能力。除了制動(dòng)卡鉗外,車(chē)輛的軸承同樣也會(huì)產(chǎn)生拖滯扭矩。在低溫環(huán)境下,軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油更加粘稠,導(dǎo)致產(chǎn)生拖滯力矩。
此外,和燃油車(chē)冬季油耗增高一樣,純電動(dòng)車(chē)雖然沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī),但也有一套(多套)精密的減速器,內(nèi)部有復(fù)雜的齒輪結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑油組成。當(dāng)處于低溫環(huán)境下,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑油粘度增加,導(dǎo)致傳動(dòng)效率下降,也是影響冬季續(xù)航減少的一個(gè)因素。
輪胎滾阻影響更大?
空氣阻力只有高速行駛時(shí)才會(huì)更加凸顯,而來(lái)自輪胎滾阻在任何工況下都會(huì)影響車(chē)輛續(xù)航。輪胎滾阻指輪胎在滾動(dòng)過(guò)程中因與地面接觸、變形以及內(nèi)部摩擦等產(chǎn)生的阻礙車(chē)輛前進(jìn)的力。如輪胎接觸地面發(fā)生的形變,橡膠分子間產(chǎn)生摩擦并發(fā)熱,輪胎與路面的滑動(dòng)摩擦等,都會(huì)損耗能量。
為什么新能源車(chē)輪胎滾阻影響更大?相比燃油車(chē)來(lái)說(shuō),同級(jí)別的新能源汽車(chē)普遍質(zhì)量更大,相應(yīng)的輪胎承受的壓力也越大,輪胎的變形量也會(huì)相應(yīng)增加,導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的摩擦和能量損耗增大,進(jìn)而提高滾阻。在低溫狀態(tài)下,輪胎橡膠變硬失去部分彈性,同時(shí)胎壓降低,都增加了輪胎的滾阻阻力,導(dǎo)致續(xù)航減少。據(jù)米其林的數(shù)據(jù),90%-95%輪胎滾動(dòng)阻力來(lái)源于輪胎滾動(dòng)中反復(fù)變形。
想要降低滾阻也比較“簡(jiǎn)單”,那就是減少輪胎的形變。例如火車(chē),通過(guò)鋼輪和鋼軌的組合,幾乎不會(huì)產(chǎn)生形變,滾動(dòng)阻力非常小。對(duì)于汽車(chē)輪胎來(lái)說(shuō),優(yōu)化橡膠材料,如采用含硅配方的材料,通過(guò)硅“潤(rùn)滑”橡膠分子間的摩擦,使?jié)L阻降低,能有效降低輪胎的滾動(dòng)阻力。此外,提高輪胎胎壓也是提升車(chē)輛續(xù)航的一種方式,但要注意安全限值。
風(fēng)阻系數(shù)越低,并不意味著越省電?
什么是風(fēng)阻系數(shù),風(fēng)阻系數(shù)越低,就一定越省電嗎?答案還真不一定。
風(fēng)阻系數(shù),也稱(chēng)為空氣阻力系數(shù)或氣動(dòng)阻力系數(shù),是一個(gè)用于描述物體在流體(空氣)中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的阻力大小的無(wú)量綱系數(shù)。風(fēng)阻系數(shù)的大小主要取決于物體的外形。物體的外形越流線型,風(fēng)阻系數(shù)就越小,空氣阻力也就越小。知道風(fēng)阻系數(shù)和速度以及物體的迎風(fēng)面積,就可以計(jì)算物體的空氣阻力了。
根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)公式,車(chē)輛風(fēng)阻能耗(P)與風(fēng)阻系數(shù)(Cd)、車(chē)速(v)的立方成正比,其中ρ為空氣密度、A為迎風(fēng)面積(m2)、Cd為風(fēng)阻系數(shù)。
需要特別說(shuō)明的是,風(fēng)阻系數(shù)為無(wú)量綱數(shù),用于描述物理現(xiàn)象的重要概念,指沒(méi)有物理單位、通過(guò)比值或比例關(guān)系表達(dá)的純數(shù)值。它通過(guò)消除量綱影響,使不同量綱的物理量能直接比較或綜合。風(fēng)阻系數(shù)作為無(wú)量綱量,獨(dú)立于物體大小,僅反映形狀對(duì)阻力的影響。
例如球體風(fēng)阻系數(shù)為恒定值,不管是乒乓球還是籃球,其風(fēng)阻系數(shù)均為0.5,與尺寸無(wú)關(guān)。再換個(gè)例子,特斯拉Semi的風(fēng)阻系數(shù)為0.36,而同樣風(fēng)阻系數(shù)的還有沃爾沃XC60。雖然兩者風(fēng)阻系數(shù)一致,但并不意味著Semi的風(fēng)阻就更小。此外,不同速度條件下,風(fēng)阻系數(shù)也會(huì)有所區(qū)別。
要省電,主要還看行駛速度。高速行駛時(shí),空氣阻力和車(chē)輛速度成平方正比關(guān)系,車(chē)速越高,耗電量自然大幅升高。據(jù)理想汽車(chē)發(fā)布的高速能耗數(shù)據(jù),30km/h勻速行駛時(shí),車(chē)輛功率約2.3kW,60km/h約7kW,時(shí)速在120km/h約31kW。速度越高,能耗呈指數(shù)級(jí)增加。(朋月)