當前主流的純電動汽車,工況續(xù)航一般都在400-500公里之間,不到1000公里宏偉目標的一半。即便是續(xù)航長達660公里的特斯拉Model 3長續(xù)航版,離1000公里還是有不小的差距。
大家可能會想,隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大,電池成本進一步下降,到時候給車多加點電池,不就可以輕輕松松實現(xiàn)1000公里續(xù)航了嗎?
這種“以量取勝”的策略并不可取,而應(yīng)該“以質(zhì)取勝”:以電池的角度來說,要提高能量密度,使得同等重量可以存儲更多電能,這是最關(guān)鍵的技術(shù)因素之一。
以質(zhì)取勝并不僅僅指電池技術(shù)的突破,還指可靠的傳感器技術(shù)的提高;那么就從以下幾個方面給各位來分析:
一. 電池壽命和安全性的提高
當消費者擁有一輛續(xù)航1000公里的電動汽車時,想要的是這輛車能夠安全地、穩(wěn)定地開1000公里,而不應(yīng)該是時刻擔心自燃風險,或者是擔心用不了幾次續(xù)航就跌到700公里,而是希望這輛車能夠安全地、持久穩(wěn)定地續(xù)航1000公里。
前者就是鋰電池的安全性問題,后者是鋰電池的壽命衰減問題。無論是安全性問題,還是壽命衰減問題,都依賴于精確、可靠的SOC(State of Charge)估計。而SOC估計則需要高水平的鋰電池電壓、電流、溫度傳感器與AD轉(zhuǎn)換技術(shù)。這些測量的信號與鋰電池安全性/壽命關(guān)系包括但不限于:
安全性:通過SOC曲線特征在線診斷鋰枝晶,是預(yù)防快充帶來的熱失控安全風險的一種潛在方法。這對SOC估計的精確度要求很高,而續(xù)航1000公里的電動汽車肯定要上快充或者超快充技術(shù)的。一些前瞻性的熱失控預(yù)警算法也依賴于精確的SOC估計或精確的電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)測量。
壽命:日常監(jiān)控電芯,以避免出現(xiàn)過壓、過溫或欠壓等損害電池壽命的狀態(tài);通過精確的SOC曲線特征在線診斷;在充電時監(jiān)控電壓、溫度,避免進入能夠電池壽命衰減的工況。
二. 高等級的自動駕駛可提升續(xù)航
一般認為,自動駕駛的主要功能是解放駕駛員的雙手,可能并未意識到與續(xù)航也有一定的關(guān)系。
大家都知道,在討論續(xù)航的時候要考慮“駕駛循環(huán)”。駕駛循環(huán)與路況有關(guān),高速路況、城市普通路況、城市擁堵路況下的續(xù)航肯定差別很大;駕駛循環(huán)也與駕駛習慣有關(guān),在相同路況下,老司機能夠提前做出加速、剎車、變道等判斷,避免出現(xiàn)急剎油門急剎車的情況出現(xiàn),從而比新手司機開出更高的續(xù)航。
不同駕駛循環(huán)做個對比:相同的一輛電動汽車,60km/h等速續(xù)航600公里,NEDC綜合工況續(xù)航可能只有450公里,真實工況可能勉強開得到400公里。
將來自動駕駛達到L4甚至L5級別的時候,車輛AI才算是真正達到“神級老司機”的狀態(tài),不僅能解放駕駛員的雙手,還能實現(xiàn)更高的安全性和續(xù)航:
1. 高級駕駛控制:自動駕駛使用激光雷達等傳感器“眼觀八方”,遇到紅燈時以最優(yōu)效率提前減速,避免出現(xiàn)剛踩油門又要踩一腳剎車的情況;在按時到達目的地的前提下,根據(jù)風速、坡度、負荷來規(guī)劃最優(yōu)效率的續(xù)航軌跡,而這通常是人類無法完成的工作;更進一步的,若車與車之前也實現(xiàn)了互聯(lián)通信,就可以提前預(yù)知周圍車輛的動力變化,提前做出效率優(yōu)先的加速或剎車決策,從而進一步優(yōu)化續(xù)航。
2. 優(yōu)化整體路況
理想狀態(tài)下,若大部分車輛都實現(xiàn)了自動駕駛,那意味著城市交通變得有序很多。
當然,千里之行始于足下,在自動駕駛從L2級向L3級邁進的緊要關(guān)頭,用于感知環(huán)境的各種傳感器的技術(shù)水平與產(chǎn)業(yè)化程度就成了關(guān)鍵因素:比如毫米波雷達、慣性單元、激光雷達等等。
寫在最后:
電動汽車要實現(xiàn)1000公里續(xù)航,主力軍還是要靠鋰電池技術(shù)的突破、能量密度的大幅提高,但作為側(cè)翼部隊,半導(dǎo)體技術(shù)的貢獻同樣不可忽視。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:樁到家
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