新能源汽车续航能力提升技术分析

王真 崔柳村

摘 要：本文根据汽车理论的描述，从理论方面分析，论证了提升新能源汽车续航里程的技术发展方向。同时，对《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》第一批次到第十六批次的新能源汽车各批次性能指标做分析，发现新能源汽车续航里程的提升，主要是依靠提高新能源汽车的蓄电池能量密度和新能源汽车的能量驱动效率实现的。本文还对滴滴公司2017年发布的出行报告做了分析，现阶段的新能源汽车续航里程已经满足了城市通勤需求。

关键词：新能源汽车;储能电池;续航能力

1 前言

新能源汽车是现阶段汽车工业发展的大方向，随着国家制定了新能源汽车发展规划，越来越多的新能源汽车企业纷纷建立起来，新能源汽車技术的发展方向一直是各方面专家关注的焦点问题。新能源汽车与传统汽车相比，最显著的缺点是充电时间过长和续航里程不足，因为动力电池快速充电技术的快速发展，现阶段的新能源汽车续航能力显著小于燃油汽车这一问题显得更加突出，如何提升续航里程，成为新能源汽车抢占市场的关键。

2 新能源汽车行驶阻力与电池的关系理论研究

汽车是依靠化学能转化为动能实现驱动的，所以实现新能源汽车的续航能力提升，需要从新能源汽车行驶阻力与电池的关系的入手，分析其中的内在联系，找出比较关键的技术要点加以突破，实现新能源汽车的续航里程提升。本文根据汽车理论的描述，逐项分析的汽车行驶阻力，带入电池质量等变量因素，对影响汽车航里程的关键技术参数做分析，寻找技术创新的研究方向，通过参考汽车理论可以得到汽车行驶方程式为式（1）所示：

新能源汽车应该从增加电池能力密度的方法、减小滚动阻力、减小汽车旋转质量换算系数的方法，提升整车的极限续航行驶里程。

3 新能源汽车续航发展趋势分析

本文对工业和信息化部发布的《免征购置税的新能源汽车车型目录》第一批次到第十六批次的新能源汽车各批次性能指标进行了汇总和分析，选取样本空间562个，其中，动力蓄电池组能量密度（kwh/kg）和吨百公里耗电量（Wh/km·t）等指标为计算指标。通过统计分析获得各个指标的平均值，如下表1所示。

根据表1所示，新能源汽车的纯电动续航里程正在不断的增加，新能源汽车的动力电池质量占整备质量比例的趋势一直都是徘徊在21%左右的范围，并且有一定下降的状态，电池质量在整车质量中比例下降。新能源汽车的动力蓄电池密度正在不断提高，相同质量的电池的储存电能的能力在上升。现阶段新能源汽车的吨百公里耗电量正在逐步降低，实现新能源汽车的电能经济性提高。

综上所述，中国新能源汽车经过技术发展，在主流方向上，并没有通过电池质量的增加而去增加续航里程，续航里程的增加是利用提高电池能量密度和电能驱动效率实现，这印证了前文理论分析中，提出了通过提高电池能量密度和降低行驶阻力系数实现提高续航能力的技术提升方向被新能源汽车企业广泛采用。

城市交通是对新能源汽车的核心要求，它是实现新能源汽车的价值坐在。所以分析城市的活动半径，对新能源汽车的续航里程设计的关键输入来源。本文以《滴滴出行2017年度城市交通出行报告》中的描述为依据，对出行半径进行了分析，首先滴滴出行数据对出行量和人口较多的100座城市进行了分析，定义了这些城市的出行半径，出现半径的定义是以市中心为原点，超过90%出行起点或终点都分布在以此为半径的圆圈之内在城市半径的前五十名中，前五名分别如下表2所示。

以出行半径最长的北京为例，以第十五批次的平均续航里程，新能源汽车在充满电的状态下，可以满足用户3天以上的使用需求，所以新能源汽车现阶段的续航里程平均值260公里，已经可以满足中国城市日常通勤交通需求，在续航里程提升方面不再如前期只有100多公里左右时的那么迫切。因此，新能源汽车企业在研发过程中，可以把更多的精力放在电池能量密度提升和吨百公里耗电量降低方面的长期性研究方面。

4 总结

新能源汽车的续航里程的增加应该从增加新能源汽车动力电池能量密度、降低吨百公里耗电量入手，从技术上实现续航能力水平的提升。新能源汽车的续航里程在电池质量占整车整备质量比例没有较大提高的情况下，平均续航里程实现了从100多公里到240多公里的提升，说明中国新能源汽车技术正在高速的发展。参考滴滴2107年城市出行半径做分析，发现现阶段的新能源汽车续航里程已经满足了城市通勤交通基本需求，覆盖了全国各大一线城市的城市交通工况，所以对续航里程的要求不是那么迫切。因此，今后新能源汽车的研究核心应该是动力电池能量密度的提升高效率的能量回收技术降低方面将会成为新的研究重点，同时，从传统燃油汽车方面传承轻量化技术、传动效率、轮胎阻力等技术实现百公里耗电量的降低，降低整车的能耗。

参考文献：

[1]盛骤等编.概率论与数理统计3版[M].北京：高等教育出版社，2001.12.

[2]余志生主编.汽车理论（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2009.3.

[3]GB T 18385-2005.电动汽车动力性能试验方法[S].2005.

[4] GBT 18386-2017.电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法[S].2017.