新能源汽車續航能力提升技術分析

王真 崔柳村

摘 要：本文根據汽車理論的描述，從理論方面分析，論證了提升新能源汽車續航里程的技術發展方向。同時，對《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》第一批次到第十六批次的新能源汽車各批次性能指標做分析，發現新能源汽車續航里程的提升，主要是依靠提高新能源汽車的蓄電池能量密度和新能源汽車的能量驅動效率實現的。本文還對滴滴公司2017年發布的出行報告做了分析，現階段的新能源汽車續航里程已經滿足了城市通勤需求。

關鍵詞：新能源汽車;儲能電池;續航能力

1 前言

新能源汽車是現階段汽車工業發展的大方向，隨著國家制定了新能源汽車發展規劃，越來越多的新能源汽車企業紛紛建立起來，新能源汽車技術的發展方向一直是各方面專家關注的焦點問題。新能源汽車與傳統汽車相比，最顯著的缺點是充電時間過長和續航里程不足，因為動力電池快速充電技術的快速發展，現階段的新能源汽車續航能力顯著小于燃油汽車這一問題顯得更加突出，如何提升續航里程，成為新能源汽車搶占市場的關鍵。

2 新能源汽車行駛阻力與電池的關系理論研究

汽車是依靠化學能轉化為動能實現驅動的，所以實現新能源汽車的續航能力提升，需要從新能源汽車行駛阻力與電池的關系的入手，分析其中的內在聯系，找出比較關鍵的技術要點加以突破，實現新能源汽車的續航里程提升。本文根據汽車理論的描述，逐項分析的汽車行駛阻力，帶入電池質量等變量因素，對影響汽車航里程的關鍵技術參數做分析，尋找技術創新的研究方向，通過參考汽車理論可以得到汽車行駛方程式為式（1）所示：

新能源汽車應該從增加電池能力密度的方法、減小滾動阻力、減小汽車旋轉質量換算系數的方法，提升整車的極限續航行駛里程。

3 新能源汽車續航發展趨勢分析

本文對工業和信息化部發布的《免征購置稅的新能源汽車車型目錄》第一批次到第十六批次的新能源汽車各批次性能指標進行了匯總和分析，選取樣本空間562個，其中，動力蓄電池組能量密度（kwh/kg）和噸百公里耗電量（Wh/km·t）等指標為計算指標。通過統計分析獲得各個指標的平均值，如下表1所示。

根據表1所示，新能源汽車的純電動續航里程正在不斷的增加，新能源汽車的動力電池質量占整備質量比例的趨勢一直都是徘徊在21%左右的范圍，并且有一定下降的狀態，電池質量在整車質量中比例下降。新能源汽車的動力蓄電池密度正在不斷提高，相同質量的電池的儲存電能的能力在上升。現階段新能源汽車的噸百公里耗電量正在逐步降低，實現新能源汽車的電能經濟性提高。

綜上所述，中國新能源汽車經過技術發展，在主流方向上，并沒有通過電池質量的增加而去增加續航里程，續航里程的增加是利用提高電池能量密度和電能驅動效率實現，這印證了前文理論分析中，提出了通過提高電池能量密度和降低行駛阻力系數實現提高續航能力的技術提升方向被新能源汽車企業廣泛采用。

城市交通是對新能源汽車的核心要求，它是實現新能源汽車的價值坐在。所以分析城市的活動半徑，對新能源汽車的續航里程設計的關鍵輸入來源。本文以《滴滴出行2017年度城市交通出行報告》中的描述為依據，對出行半徑進行了分析，首先滴滴出行數據對出行量和人口較多的100座城市進行了分析，定義了這些城市的出行半徑，出現半徑的定義是以市中心為原點，超過90%出行起點或終點都分布在以此為半徑的圓圈之內在城市半徑的前五十名中，前五名分別如下表2所示。

以出行半徑最長的北京為例，以第十五批次的平均續航里程，新能源汽車在充滿電的狀態下，可以滿足用戶3天以上的使用需求，所以新能源汽車現階段的續航里程平均值260公里，已經可以滿足中國城市日常通勤交通需求，在續航里程提升方面不再如前期只有100多公里左右時的那么迫切。因此，新能源汽車企業在研發過程中，可以把更多的精力放在電池能量密度提升和噸百公里耗電量降低方面的長期性研究方面。

4 總結

新能源汽車的續航里程的增加應該從增加新能源汽車動力電池能量密度、降低噸百公里耗電量入手，從技術上實現續航能力水平的提升。新能源汽車的續航里程在電池質量占整車整備質量比例沒有較大提高的情況下，平均續航里程實現了從100多公里到240多公里的提升，說明中國新能源汽車技術正在高速的發展。參考滴滴2107年城市出行半徑做分析，發現現階段的新能源汽車續航里程已經滿足了城市通勤交通基本需求，覆蓋了全國各大一線城市的城市交通工況，所以對續航里程的要求不是那么迫切。因此，今后新能源汽車的研究核心應該是動力電池能量密度的提升高效率的能量回收技術降低方面將會成為新的研究重點，同時，從傳統燃油汽車方面傳承輕量化技術、傳動效率、輪胎阻力等技術實現百公里耗電量的降低，降低整車的能耗。

參考文獻：

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