Что такое запас хода электромобиля?

При выборе электромобиля для большинства потребителей запас хода является первостепенным критерием. Однако почти все новые автовладельцы обнаруживают, что часто существует разрыв между заявленным запасом хода и фактическим запасом хода, который они могут достичь в повседневной езде, и этот разрыв еще больше увеличивается при низких температурах и на высоких скоростях зимой.

Понимание определения, стандартов тестирования и факторов, влияющих на запас хода, имеет решающее значение для того, чтобы выйти за рамки рекламных цифр и точно определить, может ли электромобиль удовлетворить потребности человека.

Запас хода электромобиля — это общее расстояние, которое он может проехать при определенных условиях после полной зарядки аккумулятора (100% SOC, уровень заряда) до полного разряда, после которого автомобиль больше не сможет двигаться. Обычно он измеряется в километрах (км) или милях (мили).

В разных регионах мира используются разные стандарты испытаний с различной степенью строгости. Поэтому показатели дальности хода одного и того же транспортного средства будут значительно отличаться при применении разных стандартов.

WLTP — это официальный стандарт, принятый большинством стран и регионов мира, включая ЕС, Австралию и Южную Корею. В настоящее время это наиболее распространенная спецификация испытаний запаса хода легковых автомобилей.

Особенности: Условия испытаний максимально приближены к реальным дорожным условиям, включая этапы низкой, средней, высокой и сверхвысокой скорости. Средняя скорость выше, а сценарии ускорения и замедления более разнообразны.

Строгость: От умеренной до высокой; значения относительно близки к фактическим характеристикам в смешанных городских и пригородных дорожных условиях.

Применимые регионы: ЕС, Великобритания, Австралия, Новая Зеландия и др. Это наиболее широко признанный в мире стандарт испытаний.

Стандарты испытаний EPA (Агентство по охране окружающей среды США) — это стандарты испытаний, разработанные Агентством по охране окружающей среды США и признанные во всем мире как наиболее реалистичная система испытаний запаса хода.

Особенности: Испытание включает условия движения в городе и на автомагистралях, а также учитывает влияние использования кондиционера и низких температур. Цикл испытаний более длительный, а условия более экстремальные.

Строгость: Максимальная. Как правило, показатель запаса хода EPA для одного и того же автомобиля будет ниже, чем показатель WLTP, наиболее точно отражающий реальный запас хода для обычных пользователей.

Применимые регионы: США и Канада. Это важный эталон в отрасли для оценки точности запаса хода.

NEDC (Новый европейский цикл вождения) — это более старый стандарт, использовавшийся ЕС в первые годы его существования, который теперь полностью заменен стандартом WLTP.

Характеристики: Идеализированные условия вождения, плавное ускорение и замедление, низкая средняя скорость, практически не учитывает пробки и динамичное вождение.

Строгость: Низкая. Номинальный запас хода значительно выше фактического, с ограниченным справочным значением.

Текущий статус: Устарел, встречается только в параметрах некоторых старых моделей.

CLTC (Китайский цикл испытаний легковых автомобилей) — это официальный стандарт испытаний, используемый на китайском рынке, основанный на условиях внутренних дорог.

Характеристики: Включает три режима вождения: городской, пригородный и автомагистральный. Городские условия составляют значительную долю, в то время как скорости движения по автомагистралям ниже, чем по стандарту WLTP.

Строгость: Умеренная, значения обычно немного выше, чем по стандарту WLTP.

Основные факторы, влияющие на фактический запас хода, следующие:

Это самое принципиальное различие между электромобилями и автомобилями с бензиновыми двигателями. Бензиновые автомобили более экономичны на высоких скоростях, в то время как энергопотребление электромобилей значительно возрастает со скоростью: чем выше скорость, тем больше сопротивление воздуха, и чем больше мощность двигателя, тем больше увеличивается энергопотребление.

В целом, движение с постоянной скоростью 120 км/ч на высокой скорости может обеспечить лишь 70-80% от заявленного запаса хода по циклу WLTP; в то время как на низких скоростях, в условиях плотного городского движения, фактический запас хода ближе к заявленному или даже превышает его.

Химические характеристики литий-ионных батарей делают их очень чувствительными к температуре:

Зимние низкие температуры (ниже 0℃): активность электролита внутри батареи снижается, внутреннее сопротивление увеличивается, а полезная емкость уменьшается; одновременно с этим, обогрев автомобиля потребляет большое количество электроэнергии. При таком сочетании факторов запас хода может снизиться на 60-80%, а в экстремально холодных регионах — еще меньше.

Летние высокие температуры: сама батарея менее подвержена влиянию, но кондиционер потребляет некоторое количество электроэнергии, обычно снижая запас хода на 80-90%, что значительно меньше, чем влияние зимнего отопления.

Частые резкие ускорения и торможения приводят к тому, что двигатель часто работает на высокой мощности, потребляя большое количество электроэнергии во время ускорения и замедления. Плавное вождение и использование рекуперативного торможения значительно снижают потребление энергии и увеличивают фактический запас хода. Водители, привыкшие к агрессивному стилю вождения, могут заметить, что их реальный запас хода на 15-20% меньше, чем у тех, кто ездит плавно.

Электроприборы, такие как подогрев сидений, подогрев рулевого колеса, экраны в автомобиле и аудиосистемы, потребляют энергию аккумулятора. Мощные системы кондиционирования и отопления оказывают наибольшее влияние на запас хода.

Кроме того, модификации, увеличивающие нагрузку на автомобиль, такие как недостаточное давление в шинах или установка багажника на крыше для увеличения сопротивления воздуха, также увеличивают потребление энергии и сокращают реальный запас хода.

Существует два основных технических подхода к увеличению запаса хода электромобилей:

Увеличение плотности энергии батареи. Более высокая плотность энергии означает, что батарея того же веса может хранить больше электрической энергии.

Снижение общего энергопотребления автомобиля. Это включает в себя облегченную конструкцию (например, цельнолитой кузов), снижение коэффициента аэродинамического сопротивления (оптимизация дизайна кузова) и повышение эффективности двигателя и электронной системы управления (например, использование модулей из карбида кремния).

Запас хода электромобиля — это баланс между емкостью батареи и энергопотреблением. Номинальный запас хода представляет собой «идеальный результат» в лабораторных условиях, в то время как реальный запас хода является результатом сочетания факторов, включая температуру окружающей среды, стиль вождения, состояние дорог и вес автомобиля.