燃油時(shí)代，降低油耗一直是熱度很高的話題。新能源時(shí)代，電耗高低、續(xù)航長(zhǎng)短則成為廠家之間顯示實(shí)力的指標(biāo)。新能源車(chē)是如何降低能耗表現(xiàn)的呢？
開(kāi)源與節(jié)流
燃油車(chē)由于化石燃料能量密度高、補(bǔ)能速度快的優(yōu)勢(shì)，再匹配合適大小的油箱，因此不太會(huì)產(chǎn)生里程焦慮。
新能源時(shí)代，電池能量密度遠(yuǎn)低于化石燃料，且受限于體積和重量，人們普遍對(duì)新能源車(chē)都存在“續(xù)航焦慮”和“補(bǔ)能焦慮”。因此要消費(fèi)者接受新能源車(chē)，就要讓其盡可能接近傳統(tǒng)燃油車(chē)使用（續(xù)航、補(bǔ)能）體驗(yàn)。
和燃油車(chē)一樣，新能源汽車(chē)節(jié)能也是一個(gè)系統(tǒng)工程，除了通過(guò)優(yōu)化動(dòng)力形式，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率外，新能源汽車(chē)還有更多看不見(jiàn)的節(jié)能手段，歸根結(jié)底還要開(kāi)源節(jié)流。
提升能源使用效率，就是物盡其用。在新能源車(chē)上，熱量是最寶貴的，將車(chē)輛各個(gè)子系統(tǒng)的需求弄清楚，如果子系統(tǒng)存在熱能需求或多余的熱量，將熱能轉(zhuǎn)移過(guò)去或提取出來(lái)，并通過(guò)熱管理系統(tǒng)進(jìn)行管理，那么就能有效提升使用效率。如電機(jī)冷卻后的冷卻液用來(lái)加熱座艙和電池。
途徑一：電機(jī)
不同電機(jī)具備不同工作效率，目前純電汽車(chē)主要使用2類(lèi)電機(jī)，分別是永磁同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)，永磁同步電機(jī)體積小、重量輕、功率密度高，綜合能耗小，整體效率普遍高于感應(yīng)電機(jī)。使用永磁同步電機(jī)可以降低能耗。
感應(yīng)電機(jī)也有優(yōu)勢(shì)，永磁同步電機(jī)不輸出動(dòng)力時(shí)，永磁體會(huì)產(chǎn)生反拖力，形成阻力。而感應(yīng)電機(jī)不通電的話，幾乎沒(méi)有反拖力，兩者搭配，既能滿(mǎn)足動(dòng)力的需求，還能減少能源消耗。
途徑二：電控
用于電機(jī)控制的功率芯片也能節(jié)約不少能源消耗。目前市面上電動(dòng)車(chē)主要采用Si IGBT和SiC MOSFET，前者多用于400V電壓平臺(tái)，后者一般在800V平臺(tái)使用。功率模塊負(fù)責(zé)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)將直流電轉(zhuǎn)為交流電，能量回收時(shí)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，所以它的效率對(duì)電動(dòng)車(chē)至關(guān)重要。
相比Si IGBT，SiC MOSFET具備更好的耐高溫、耐高壓、耐高頻性能以及較低的導(dǎo)通損耗。SiC MOSFET三極管主要通過(guò)減少厚度來(lái)縮短S-D電流行程，從而實(shí)現(xiàn)低損耗。
根據(jù)三菱電機(jī)的研究，SiC MOSFET的功率損耗較SI IGBT下降87%。結(jié)合功率半導(dǎo)體在整車(chē)中的能量損耗占比數(shù)據(jù)，如果將SI IGBT替換為SiC MOSFET，約可提高整車(chē)?yán)m(xù)航里程5%—10%。此外，新能源車(chē)上的DC-DC、OBC、空調(diào)壓縮機(jī)等設(shè)備也能采用SiC MOSFET來(lái)提高電氣性能。
途徑三：電池
電池作為唯一動(dòng)力來(lái)源，提高電池容量能直接提升續(xù)航里程，但電池自重占據(jù)了整車(chē)很大比例。
在電池能力密度不變的情況下，提升電池容量導(dǎo)致大體積、大重量，雖然續(xù)航提升，但電耗又高了。
因此，電池包需要考慮容量和重量的平衡來(lái)保證續(xù)航。最直接的辦法是在保證容量的情況下，減少電池體積和重量，也就是提升電池包的能量密度。
具體辦法除了改進(jìn)電池本身以外，還能通過(guò)技術(shù)手段優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)。如CTP技術(shù)，通過(guò)取消模組設(shè)計(jì)，直接將電芯集成為電池包，電池包又作為整車(chē)結(jié)構(gòu)件的一部分集成到車(chē)身地板上。以此獲得更大能量密度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。
途徑四：減重
車(chē)的質(zhì)量越大，用于加速和制動(dòng)所需的能量越多，減輕車(chē)的質(zhì)量能顯著降低能耗。上面所說(shuō)的電池集成技術(shù)就是減重方案的一部分。
此外，采用鋼鋁、全鋁車(chē)身能明顯降低車(chē)輛自重，有的采用壓鑄車(chē)身技術(shù)的車(chē)型，還能提高車(chē)身剛度，提高整體性能。
車(chē)身覆蓋件方面，將四門(mén)兩蓋以及翼子板更換為鋁合金材料，也能大幅減輕車(chē)輛自重。
懸架方面，采用鍛造或鑄造工藝，將懸架的拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)、副車(chē)架等部件用鋁合金材料生產(chǎn)。不僅能減輕車(chē)輛自重，還能提高部分懸架性能。
中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)有限公司材料與輕量化研究院的研究分析指出，對(duì)于市場(chǎng)上某純電動(dòng)四驅(qū)車(chē)型，車(chē)輛降重10%，電耗降低了1.1kWh/100km，動(dòng)力性顯著提升。
途徑五：降低風(fēng)阻
燃油車(chē)時(shí)代，很多車(chē)型原廠都喜歡采用大開(kāi)孔的五幅輪圈，不僅彰顯車(chē)輛性能，還能提高散熱效率。但到了新能源時(shí)代，不少人發(fā)現(xiàn)電車(chē)的輪圈都熱衷采用封閉式的造型，后來(lái)才知道這是低風(fēng)阻的設(shè)計(jì)。
而降低整車(chē)風(fēng)阻是所有新能源車(chē)企的必修課。高速行駛時(shí)，空氣阻力和車(chē)輛速度成平方正比關(guān)系。也就是說(shuō)，速度增加1倍，汽車(chē)受到的阻力會(huì)增加3倍。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，這一切都是拜空氣阻力所賜。
途徑六：動(dòng)能回收
燃油車(chē)時(shí)代，剎車(chē)所產(chǎn)生的能量只能通過(guò)熱量白白浪費(fèi)掉。而新能源車(chē)幾乎都配備能量回收，減速時(shí)將車(chē)輛動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行存儲(chǔ)或利用。一般情況下，常溫下其對(duì)提高整車(chē)?yán)m(xù)駛里程貢獻(xiàn)率約為15%—20%，相當(dāng)于降低電耗。
除了省電的作用外，動(dòng)能回收還能明顯減少剎車(chē)盤(pán)片的消耗，減少了維護(hù)成本。
但動(dòng)能回收也有一些“缺點(diǎn)”。部分新能源汽車(chē)松掉加速踏板后會(huì)立即進(jìn)入強(qiáng)動(dòng)能回收，給乘客一種剎車(chē)的感覺(jué)，頻繁如此不少人會(huì)因此而不適甚至?xí)炣?chē)。
此外，強(qiáng)動(dòng)能回收帶來(lái)另外一個(gè)問(wèn)題就是單踏板操作習(xí)慣，右腳會(huì)習(xí)慣性放在加速踏板上，部分緊急一些司機(jī)會(huì)錯(cuò)誤踩下加速踏板，導(dǎo)致更大的危險(xiǎn)。
途徑七：熱泵系統(tǒng)
熱泵和水泵一樣，它是熱量的“搬運(yùn)工”，可以把低溫“物體”的熱量吸收出來(lái)并輸送到冷凝器上進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)制熱。而傳統(tǒng)的PTC制熱本質(zhì)上是通過(guò)電流的焦耳效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制熱，功率大，效率低，能效比很低。一般的PTC制熱功率可達(dá)5kW—10kW，采用PTC制熱會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程大幅下降，嚴(yán)重影響電動(dòng)汽車(chē)在冬季的使用。
采用熱泵系統(tǒng)，整個(gè)過(guò)程中，電池的電能只負(fù)責(zé)“搬運(yùn)”熱量，能效比很高，整體熱管理系統(tǒng)效率更高，百公里耗電量將節(jié)省2kWh—3kWh，實(shí)現(xiàn)整體續(xù)航10%-15%的提升，達(dá)到省電的初衷。
途徑八：輪胎滾阻
輪胎制造商米其林的說(shuō)明，輪胎滾動(dòng)中反復(fù)變形是造成車(chē)輛行駛中的能量損失的主因，90%-95%輪胎滾動(dòng)阻力來(lái)源于此。降低輪胎滾阻就意味著省油。
研究表明，輪胎的滾動(dòng)阻力每降低10%，汽車(chē)的燃油效率可以提高約1%到2%。小米SU7可選19寸低滾阻輪胎相比同尺寸的舒適性輪胎提高了10公里（CLTC）的續(xù)航。（朋月）