在相同电池尺寸下增加电动汽车的续航里程–效率

电动汽车（EV）是移动出行的未来，但消费者大规模采用的最大障碍是里程焦虑和价格。虽然使用更大的电池将是增加续航里程的明显解决方案，但它会大大增加车辆的成本。正如我们在本博客中所讨论的，确实可以在相同电池尺寸的情况下增加电动汽车的续航里程。

就像汽油车的油耗以 MPG 或 l/100km 为单位一样，电动汽车的能耗率以千瓦时/公里或每千瓦时英里为单位。电动动力总成的效率越高，电动汽车运行消耗的能量就越少，直到电池耗尽为止。在保持相同电池尺寸的同时增加电动汽车的续航里程就是为了提高效率。

电动动力总成（图 1）通常包括四个主要组件：电池、将直流电 （DC） 转换为多相电流 （AC） 以控制电动机的逆变器、利用电能产生磁场使其转动的电动机，以及在大多数情况下，DC-DC 转换器可调整电池电压以匹配电动机的电压和功率需求。

图 1 – 电动动力总成效率

电动动力总成的效率是电池的能量输出与电机的能量输出之间的比率。100%的比例意味着电能完美地转换为机械能......但事实并非如此。许多损耗发生在能量转换过程的不同阶段。效率甚至不是一个恒定值。例如，电机和逆变器的综合效率范围为60%至96%，具体取决于驱动曲线，电机的速度和扭矩及其在传动系统上的位置。

效率通常用图形（效率图）表示，其中y轴和x轴分别是扭矩和速度，为任何速度/扭矩组合提供给定的效率。如图2所示，效率达到峰值的最佳工作点位于速度/扭矩空间的限制区域内。在该领域使用电动机保证了系统的节能。但是在实际驾驶条件下（正如我们在之前的博客说明中所讨论的），逆变器/电机用于更宽的工作点，并且不可能将系统保持在最佳范围内。需要采用新技术来扩大最佳工作范围，同时不影响整体性能，同时保持低成本。

图 2 – 电动机和逆变器的组合效率图 [1]

提高效率的可能解决方案 – 艰难的折衷方案

目前有2种解决方案正在单独或组合使用，以提高效率。一些汽车制造商决定通过增加电机尺寸或增加第二台电机来扩大电动机的最佳工作范围。最近的一个例子是特斯拉使用双电机，一个在前部，一个在后部——一个电机针对功率进行了优化，另一个电机针对续航里程进行了优化。另一种方法是在传动系中使用多速齿轮箱，其效果是将速度和扭矩降低并集中在效率图的最佳区域。

但在这两种情况下，这些方法提供的效率增益都不可避免地导致成本和重量的显着增加。更多的成本无助于压低电动汽车的价格，更多的重量也无助于推高续航里程。.此外，这些解决方案并不理想：它们不能解决效率下降的根本原因，而是通过添加机械和材料来修补效率低下的后果。

一 3RD方式是可能的，它不需要更大的电动机或变速箱的附加组件，这将不花钱，也不会增加重量，并且在范围改进方面将超过机械和材料：更好的软件！

更好的软件是电机、逆变器和 DC-DC 转换器以增加最佳工作点的数量、减少每个组件的损耗并提高整体效率的方式进行控制的软件。

实现高效率的算法方法

这是采用OLEA技术的硅移动性所遵循的道路。一种在不增加复杂性和增加成本的情况下实现高效率的新方法。独特的硬件平台和高级软件，其中控制器使用电机电气角度位置在多种控制策略之间进行排列，以便它可以将所需的功率（扭矩 x 速度）调整到最佳效率。在电机和逆变器组件上，在实际驾驶循环中测量时，与传统控制相比，效率提高了20%。

下表显示了上面讨论的各种方法的比较。

审核编辑：郭婷