电动车重量对性能的影响(电动车设计轻量化趋势)
电动车重量对性能的影响(电动车设计轻量化趋势)
电动车的重量问题一直是影响其性能和续航能力的关键因素。相比燃油车,电动车由于电池的加入,平均增重25%左右。这种重量增加不仅影响续航和电耗,还对动力表现、刹车制动和被动安全等方面产生负面影响。因此,轻量化设计成为电动车发展的重要趋势。本文将从电池、电机、车身结构设计、新材料应用等多个维度,探讨电动车轻量化解决方案。
电动车重量问题的影响
电动车因为电池的加入,比燃油车重了很多,平均增重25%左右。重量增加对续航电耗、动力表现、刹车制动和被动安全,甚至车辆的耐久性和可靠性都有影响。车身越重,那么对电机、空气悬架、底盘、刹车套件等的性能要求都会更高,增加成本,而且会进一步让电动车增重。
轻量化带来的效益
有研究数据表明,电动车重量减少100kg,可以增加17km续航(约3.5%的续航能力),这已经相当于增加800V Sic带来的能耗提升效果。
轻量化解决方案
电动车做轻量化,会从“三电和车身管理”两个大方面来进行,三电包括电池、更极致的电气化;车身管理包括车身结构设计、新材料和新制造工艺等。
电池方面
提高电芯能量密度和体积利用率是关键。采用能量密度更高的电芯,目前量产上市的车型中,电池包能量密度最高的是岚图追光,达到了212wh/kg。蔚来公布的150kWh的卫蓝半固态电池,能量密度更是达到了360wh/kg,可以在相同体积下实现容量翻倍,如果只做75kWh的话,体积和重量可以直接减半,减轻250多kg。
通过更好的热管理提升整个电池包的电芯体积利用率也很重要。例如,宁德时代麒麟电池将体积利用率提升到72%,从而提升了电池包能量密度。
更极致的电气化
研发新的更高的功率重量比的电机,可以在相同功率下实现电机的小型化和轻量化。此外,800V高压Sic(甚至未来的1200V)技术可以减少线束使用,最主要是提升续航表现,这样就可以减少电池的应用,间接实现减重。
车身结构设计
充分利用空气动力学来降低风阻是重要手段。风阻每降低0.01cd,大约可以增加7km续航(提升约1.3%)。
新材料应用
在车身结构设计上结合新材料,比如全铝底盘、碳纤维、高性能轻量化复合材料,甚至用增强塑料替代部分钢材料,都是可行的方案。
制造工艺创新
一体铝压铸制造工艺就是一个很好的例子,它可以明显减重,同时保持结构强度。虽然这种工艺目前成本较高,但随着规模扩大,成本有望降低。