电动汽车起步,加速踏板行程对能耗的影响
车辆起步的时候,油门控制要缓和,不可起步地板油。这是我们在驾校学习第一天的必修内容。原因大家肯定都知道,为了安全性和经济性,这个对传统汽车和新能源汽车都是适用的。本文针对电动汽车(以下简称EV)起步过程中,加速踏板的控制对能耗进行分析。
第一部分:实际测试结果
注:APS,Accelerator Position Sensor,通俗点说就是油门踏板位置,100%表示油门踩到底,0即不踩油门。
E.Dischg,即电池放电能量。测试过程中,多媒体空调等系统关闭,不考虑由于测试周期不同导致的低压系统耗电能量。
测试条件:在水平路面上,车辆静止起步,油门踏板快速踩到目标APS并维持(就是这么巧合,APS每次都是10的倍数)。行驶一定距离后停止记录,停止记录后再松开油门踏板。本次测试的距离是275m。
第二部分:结果分析
从上表的最后一列可以知道,APS值越大,能耗越高。即行驶相同的距离,消耗的能量越多。这就有了我们前面的结论,EV起步阶段,油门踩得越深越快,经济性越差。所以,驾驶EV起步时,油门踏板控制得缓和,有利于增加续驶里程。
那么电动车为什么起步加速越快,能耗就越差?简单的说,就是行驶相同的距离,如果加速越快及平均速度越大,经济性就越差。
对于电动汽车,车速越高,能耗越差。
——Careol
那么这句话怎么理解呢?这里特地强调电动汽车,是因为传统燃油汽车和混动汽车不存在这个现象,且发动机的经济性往往在高速工况下最好。具体的可自行了解发动机的外特性曲线,这里就不说明了。
对于EV,电池输出驱动能量流动如下。
电池——>MCU——>电机——>减速器——>半轴——>车轮
由于电机的效率在不同转速及扭矩下变化不大,一般都在95%左右。因此可以简单认为电池输出能量经过某个固定效率转换,用于车轮的驱动。而驱动车辆的能量,也就是克服车辆行驶的阻力。行驶阻力包括风阻、传动系统阻力、车轮滚动阻力、加速阻力及坡道阻力。暂不考虑坡道阻力和加速阻力,车辆的行驶阻力与速度的关系曲线,如下图。
车辆速度越高,行驶阻力值就越大。根据W=F×S(做功=阻力值×位移),相同距离下,阻力越大,做功越多。虽然这个公式的适用条件与上述测试的条件差别很大,但是可以定性分析上述现象了。因为,加速越快,在行驶相同距离的情况下的平均速度越大,阻力也就越大,那么消耗的能量也就越多了。
还有就是自己突然产生的想法,不一定可靠,仅供参考。行驶相同的距离,消耗的是时间和电能,得到的是空间的位移。因此在位移一定的时候,时间和电能必定是负相关的,即用的时间越少,相对应的消耗的电能越多。
第三部分:理论分析
其实第一第二部分已经够了,但是为了提高文章水平(格调),于是就增加了第三部分。在simulink中建立电能流动的模型(低压电能,略过过过),来计算上述实验的结果,并将试验值和理论值进行对比。先上图,如下,
其实,这个模型和工况很简单,只有加速工况的。得到的结果添加进第一个表格,如下。虽然理论值和试验值有较大的差别,但是还是可以得到上述的结论:APS值越大,能耗越高。
至于理论值和试验值差别这么大的原因,有很多。理论分析中,传输过程中的电能损耗,轮胎的能量损耗,以及模型中MCU、Motor、reducer中的传输效率的理想化等等。
第四部分 总结
汽车的发展趋势之一就是节能环保。未来肯定是电驱动,很难想到某一机器不是电驱动的(一时还真难想出)。所以,以后的汽车必然是电驱动,至于电怎么来,还有待争议,就目前来看还是电池车。但是充电时间、续航及电池过重过大制约约着其发展。
第一二部分是一个月前写的,三四部分临时补上,算是有个完结。
这段时间变数还不少,没有绝对的稳定,变数存在于不变之中。
与尔共勉,好习惯要坚持!
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