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电动车骑多快最省电

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最近大家针对到底骑多快最省电这一问题争论得很是热闹啊,而作为一个数据控,我刚好在省电方面有一些经验心得,现在就来结合理论与实践,简单论述一下,到底怎么个骑法才是最省电?


1楼2018-02-06 19:18回复
    首先,我们需要来明确一下,电池的电在行驶中都消耗到哪里去了:
    1.动力系统转换效率,自身消耗掉了。
    2.抵抗行驶中的各种阻力造成的损耗。
    而上面这两类损耗,又是由多个部分组成的。 动力系统自身损耗组成为:
    1.电机铁损及控制器开关损耗
    2.电机铜损
    为什么要把电机铁损和控制器开关损耗归为一类呢?因为在开关损耗较高的时候,电机铁损也会有大幅提升,其变化趋势是统一的。而额定工况下开关损耗非常低,完全可以忽略不计,所以它俩可归为同一部分。
    行驶阻力损耗组成为:
    3.机械摩擦阻力和轮胎滚动阻力(以下统称机械阻力)
    4.空气阻力
    5.爬坡时抵抗重力做功,机械摩擦阻力和轮胎滚动阻力的变化趋势及特性基本一致,所以可作为同一部分来考虑。
    明确了这5点,我们就可以来分开看看,它们各自的变化趋势分别是什么。
    1.电机铁损及开关损耗:电机转速比例越低,电流越大,该部分损耗就越高。
    2.电机铜损:电流越大,损耗越高。
    为什么我一定要说是“转速比例越低”而不是“转速越低”呢?因为只有转速比例,才会影响控制器的斩波占空比,而与转速值无关。就比如说,48V定速50的电机,以50速度跑,转速比例为100%。而这台电机在96V下定速100,要是还以50速度跑,虽然电机转速不变,但是转速比例变成了50%,控制器斩波也是50%,自然就比48V时费电了。
    上面这段话看起来比较啰嗦,所以,对于有电学常识的网友,可以用四个字来概括:【高占空比】。
    然后我们接着说铜损跟铁损的关系。电机功率越大,铁损就越高,而铜损就越低。所以,大功率电机在低速时的效率表现往往比较捉急。但是这就一定意味着大功率车骑得越慢就越费电吗?显然不是的,我们继续往下看。
    3.机械阻力:
    机械阻力为一恒定值,不会随着速度的高低而变化。所以,电车在机械阻力上的消耗功率与速度,为【线性关系】。
    4.空气阻力:
    空气阻力由正面压缩、侧面摩擦、后面涡流这三部分组成。对于电动车来说,可以统一看做同一变化趋势,即:空气阻力与速度的平方呈正比,为【二次函数关系】。而消耗的功率呢,则要再乘以一个速度,那就变成了【三次函数关系】。简单来说就是,速度每提升一倍,空气阻力消耗的功率就会变成原来的8倍。
    5.爬坡阻力
    爬坡阻力也是为一恒定值,不会随速度变化而变化。但是,爬坡时的电能消耗却并不像机械阻力那样为纯线性关系,而因为电机效率的存在,产生了微妙的变化。对于这部分内容,我已发过帖子进行了详细
    论证:爬坡最佳速度区间为30-45km/h,即在风阻未造成明显影响前,以尽可能高的速度爬坡。轻一些的车选择较低速度,重车选择较高速度。


    2楼2018-02-06 19:19
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      理论告一段落,现在我们来上几个数据。
      我自己的车子是个经过全方位改装的大迅鹰,配备了低风阻整流罩和双电切换系统,两组4840铁锂,96V80A控,QS2000扭矩瓦片,在48V下极速50,96V下极速95,人车总重370斤。
      经多次测试,在气温30度,平路无风环境下,各速度对应的电流/功率/每千瓦时行驶距离如下:
      5km/h: 1A 50W 100km
      10km/h:2A 100W 100km
      15km/h:3A 150W 100km
      20km/h:4A 200W 100km
      25km/h:5A 250W 100km
      30km/h:8A 400W 75km
      40KM/H:14A 700W 57km
      50km/h:20A 1000W 50km
      65km/h:16A*2 1600W 41km
      95km/h:36A*2 3600w 26km
      可以看到,当速度高于25km/h时,随着速度的提高,续航里程明显下降;而当速度低于25km/h时,无论以何种速度行驶,续航里程都没有明显变化。
      虽然,对于电机来说,2000瓦电机工作在差不多2000瓦的时候效率最高。然而,随着输出功率的降低,空气阻力的下降速度超过了电机损耗的提升速度,所以,虽然在5km/h输出只有50瓦的时候电机效率非常捉急,但是因为空气阻力几乎为零,所以续航里程反而比几乎是最高效率的65km/h远得多。
      而造成这一现象的原因,则在于空气阻力与摩擦阻力的平衡。当速度为零的时候,空气阻力为零,而机械阻力为恒定值。当速度为极速时,空气阻力达到最大值,而机械阻力还是恒定值。所以,必定存在某一速度,空气阻力与机械阻力大小相等。当高于该值时,空气阻力超过机械阻力,并逐渐拉大差距。于是,这个速度值,就是【最高经济时速】。
      两者的变化趋势如下图所示:

      细心的车友会发现,这图里面速度都快100了,难道我们电摩也得骑100才是“经济时速”吗?
      显然不是。我们再来看这张图:

      可以看到,在有数据采集的区间里,空气阻力一直都大于机械阻力,并随着速度的增加拉开差距。


      3楼2018-02-06 19:19
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        那么,造成这两张曲线图如此差异的原因何在?细心的车友又可以发现了:第一张图是汽车的变化曲线,而第二张是自行车的变化曲线。汽车的空气阻力系数远低于自行车,但重量远高于自行车。这就意味着,汽车的初始机械阻力会非常大,必须开到很快的速度,空气阻力才能追上机械阻力;而自行车的机械阻力极低,但是风阻巨大,所以虽然骑得乌龟一样,但是空气阻力依然超过了机械阻力。而我们的电摩,重量在汽车与自行车之间,空气阻力系数也在汽车与自行车之间。所以,两者的变化趋势,依然是在汽车与自行车之间。车子重量越大,风阻越低者,最大经济时速就越高;车子重量越轻,风阻越高者,最大经济时速就越低。所以,如果你是双电大铅酸,可能骑到30还比较省电;而你要是锂电小电自,估计就只能骑15了。
        综上所述,我们可以得出最终结论:
        1.最佳经济时速的区间为:平路15-30km/h,爬坡30-45km/h。
        2.车轻风阻大者选取低值,车重风阻低者选取高值。
        3.大功率瓦片电机跑龟速依然很省电。
        4.高占空比有利于进一步节约电能。


        4楼2018-02-06 19:20
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          收藏了


          来自Android客户端5楼2018-02-23 17:21
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