揭秘!电动汽车在城市道路和高速公路上行驶哪个更耗电?
2023年9月6日 17:18人们可能会认为,与城市道路相比,充满电的纯电动汽车在高速公路上行驶的里程应该更长。但是,现实却恰恰相反。
新西兰中文先驱网 Sophie 编译 一辆1.8升发动机的丰田Corolla在高速公路上行驶100公里需要6.2升汽油。但在城市道路上,它将需要7.9升汽油。一辆2022年产的福特F-150在高速公路和城市道路上行驶时,每百公里油耗分别为9.4升和12.1升。
与城市道路相比,以内燃机为动力的传统燃油汽车在高速公路上行驶的里程更远。影响车辆行驶效率的因素很多。
首先,内燃机引擎的设计使其效率在接近高速公路速度时达到峰值。其次,与高速公路驾驶不同,城市驾驶涉及更频繁的加速和制动;每一次燃油动力车加速时,它消耗的能量比它维持速度所需要的能量要多。而且每次刹车时,能量都会以热量的形式在刹车片上损失掉。
所有这些因素导致高速公路驾驶与城市驾驶相比,燃油里程更高。
耗电情况
纯电动汽车不需要汽油。那么在高速公路上驾驶纯电动汽车需要多少电力呢?在城市中行驶的电力要求是更高还是更低呢?
人们可能会认为,与城市道路相比,纯电动汽车在高速公路上行驶所需的电力更少,充满电的纯电动汽车在高速公路上行驶的里程应该更长。但是,现实却恰恰相反。
电池中储存的能量以千瓦时(kWh)为单位。如果一辆特定的纯电动汽车的容量为200千瓦时,理想情况下,它可以提供一小时200千瓦的电力,或者两小时100千瓦的电力,以此类推。假设,这辆纯电动汽车可以在6分钟内提供惊人的2000千瓦电力,在36秒内可提供令人震惊的20000千瓦电力。
然而,在实际应用中,电池的内阻使它即使在短时间内也不能提供无限的电力。当试图从电池中获取高功率时,其内部电阻会引起电压下降,高到足以完全关闭电池。
当纯电动汽车以高功率运行时,只有一定比例的完整能量容量可用于行驶。然而,在较低的功率下,电池可以提供更多的能量。
电池测试
我们在温莎大学的电池管理系统研究实验室进行了实验。我们采用了一个圆柱形电池,就像用于制造纯电动汽车电池组的电池一样,并计算了它在不同放电电流下的能量。
首先,我们给电池充满电,然后以一定的功率放电,直到电池完全耗尽。之后,我们再次给它充满电,并以一半的功率放电,直到电池完全耗尽。实验重复了五次,每次都将放电功率减半。
当我们计算每次实验时电池的总放电能量时,我们发现电流越小,放电能量容量越高。因为电池的内部电阻会导致在高电流下产生更多的能量损失,而在低电流下,这种损失较少,因此电池可以提供更多的能量。
与城市道路相比,纯电动汽车在高速公路上需要更多的电流(一种功率衡量标准),因为高速公路上的平均速度更高。此外,由于能量损失,它们的电池在高电流下效率较低。
此外,纯电动汽车在制动时不会损失太多电能,因为它们通过再生制动系统将动能转换回电能。所有这些都有助于在低速驾驶时实现更高的效率和更长的续航里程。
电池在室温下性能良好,温度越低越热会降低其性能。同样,使用供暖、通风和空调系统也会降低电池的性能。
随着时间的推移,电池的性能也会受到使用方式的影响。电池管理系统非常重要,在某些纯电动汽车中,它可能被编程为防止驾驶员完全耗尽电池组,以维护电池的长期健康。
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