為解開續航謎團，我用Matlab模擬了一把"蔚來ES8"

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最近，經常有網友私信問我：工信部NEDC續航355km的蔚來ES8，在120km/h勻速行駛下的續航降到了178km(車主實測)或225km(廠家實測)，這是否正常呢？

這也困擾了我。有人說，這是因為風阻是速度的平方，那120km/h的風阻就是60km/h的四倍呢！而續航才降了不到50%，這不是很合理嗎？

這個解釋並不充分，原因在於：行駛消耗的能量由剎車、爬坡、風阻、摩阻4部分組成。與NEDC相比，120km/h勻速行駛的風阻固然是大為增加，但是完全規避掉了剎車損失啊！

要知道，在大多數行駛工況中，剎車損耗一般要到40%的大頭。

難怪有老司機說：要想開車省油，訣竅就在於少踩剎車。

結論放在最前頭:

1. 風阻損耗確實增加很多，電機效率也有所降低，但勻速行駛畢竟規避了剎車損耗。因此，續航不至於從355km下降到225km(廠家實測)，甚至178km(車主實測)，應該還有其他原因。
2. 廠家實測的225km與車主實測的178km，二者差距來自於空調功率不同、車主實測存在剎車工況而廠家實測沒有剎車工況。
3. 若增加二檔變速箱，或採用多電機+離合器方案，則225km可挽救至257km。
4. 電動汽車高速行駛的續航問題，不僅讓蔚來苦惱，特斯拉也一樣。

背景

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。要想弄明白，最好有一車蔚來ES8實車。

然而，這車好貴，超出了我的社會階層。

於是，我只好求助工科屌絲男的好朋友——Matlab

由於沒有蔚來ES8原廠電機的數據，於是我掏出珍藏的一台電機，計劃裝在此車上。

我們姑且稱這輛換了心臟的車為「蔚萊ES88」，希望達到不遜於原廠貨的性能：

• 0→100km/h加速時間要小於4.4秒
• 最高車速不小於200km/h
• NEDC續航里程大於355km

這是一款永磁同步電機，與原廠的感應電機有原理上的差別。以相似性縮放的方法，使它的最大轉矩也為840Nm，最大轉速為20000rpm。

鄭重聲明：下文的分析與結論，僅適用於這台蔚萊ES88，並不適用於蔚來ES8。 蔚來ES8的續航問題，大家還是聽官方的，不要聽我的。原因在於： 1. 山寨貨的蔚萊ES88，部分數據純屬猜測 2. 使用永磁同步電機，與原廠的感應電機差別很大 3. 對電機所進行的相似性縮放，未必合理

MATLAB模擬

穩妥起見，在實際安裝之前，我們先用Matlab仿個真。

雖然說，兩噸多重量，也算是SUV 中的大傢伙了。但480kW的電機更是大傢伙，NEDC的工況點全部在電機MAP圖的下邊緣，

這實在是大馬拉小車、效率堪憂啊！

模擬結果如下：

• 120km/h勻速行駛：續航223km，對應的百公里電耗為29.89。與官方實測225基本相符。
• NEDC綜合工況：續航281km，對應的百公里電耗為23.76。此數據與工信部的權威數據355km相差甚遠。

看來，我的這台山寨永磁同步電機的性能有點差。

等等，我似乎忘了一件重要的事情，竟然忘了考慮能量制動回收策略了，這可是電動汽車的看家本領啊！

那我們再模擬一回、修正一下吧，結果如下：

• NEDC工況(正常制動回收策略)，30%的制動能量被回收：303km，對應的百公里電耗為22.09。
• NEDC工況(完美製動回收策略)，90%的制動能量被回收：349km，對應的百公里電耗為19.19。這與355km的數據十分相近了！

也就是說，我這台山寨蔚萊ES88在改裝之後，若採用了「完美製動回收策略」，則模擬結果與原廠還 挺相似的呢！—— NEDC工況續航349km，120km/h勻速行駛續航223km。

誰用了「完美製動回饋策略」

現實中，存在可回收90%制動能量的」超強的制動回收策略」嗎？ 這種策略常見的實施方式是：松油門後就啟動電剎車(比蠕行的制動力要大得多)。

這種策略，在NEDC工況實驗時，不失為一種優秀的策略。尤其是，NEDC那筆上的勻減速曲線，真的是太適合這種完美製動策略了。這也是NEDC經常被詬病的原因之一，不符合實際。

相關法規是否規定了，在工信部測電耗時必須使用實車銷售時的正常行駛模式，而禁止使用只存在於理論與試驗中的「完美製動回收模式」？

我沒有使用完美製動回饋策略，這台山寨蔚萊ES88改裝車，目前也只能達到這個水平了：在正常制動策略下續航303km，120km/h下續航224km。

• 從303km到224km，降低26%
• 從355km到225km，降低43%(以303為基準)

降低26%比43%要容易接受多了，不是嗎？

變速箱能否救贖？

有一個常識：汽油車如果用一檔開高速(強行假設可以開)，那油耗也是高得飛起啊！

類比一下，於是有人說：電動汽車高速下電耗不同，主要是因為它缺失了變速箱，不能換檔所致。

這種認識正確嗎？ 未必。

在Matlab中，我給這台蔚萊ES88換了各個檔位的減速器，來尋找120km/h勻速行駛下，有沒有省電的減速比。

結果是，確實是有，但省電效果並不明顯：

當減速比在5.8的時候百公里電耗最優點為257km，比225km多了32km。

那我們是否應該給它換上一個速比為5.8的減速器呢？

顯然不會，因為這會導致此車的百公里加速性能從4.4s跌到7.5s，跌了好幾個級別啊！

續航里程與加速性能之間，似乎存在難以兩全其美的trade-off關係？

電動汽車性能的「不可能三角」

事實上，如果我們沿著這個話題細細地討論下去，就會發現：

電動汽車在續航里程、加速性能與最高車速之間，存在一個「不可能三角」：

• 若最高車速高，則續航里程短、加速性能差。
• 若續航里程長，則加速性能與最高車速均差強人意。
• 若加速性能強，則最高車速低，續航里程一般

詳見：張抗抗, 徐梁飛, 華劍鋒,等. 基於多目標優化的純電動車動力系統參數匹配方法[J]. 汽車工程, 2015(7):757-765.

正所謂，人有悲歡離合，月有陰晴圓缺，此事古難全。

那就沒辦法了嗎？其實是有的：

• 增加變速箱：大家是否知道特斯拉最早的方案中是有個２檔變速箱的？後來由於各種原因吧，他不用了，其他的電動車企也不用了。
• 多電機＋離合器(電機可與車輪斷開)：例：Marvel X兩驅版與四驅版。

最後再模擬一下吧：如果蔚萊ES88由120kW + 360kW兩個電機組成，360kW大電機平時不用、僅提供極限加速性能，這樣好不好呢？

模擬結果：

• NEDC續航里程（完美製動策略）從349km上升到395km
• NEDC續航里程（正常制動策略）從303km上升到329km
• 120km/h勻速行駛：續航里程從224km上升到257km

結論

重申：以下結論僅適用於上述改裝電機，不適用於蔚來ES8。

• 電動汽車續航，120km/h勻速比NEDC低25%是正常的。也就是說，從303到224是正常的，從355到266也是正常的。
• 如果低了近40%呢？可能是空調問題、可能是電機特性問題、可能是行駛環境的問題。目前掌握數據有限，無法做進一步分析。
• 追求加速性能的電動汽車，最好使用多電機+離合器方案，才能更好地兼顧續航里程與最大車速。
• 最後說話公道話，電動汽車高速行駛的續航問題，也並不是只讓蔚來苦惱。即便是特斯拉一樣，有興趣可以去官網看一下，120km/h時的續航也下降了近50%。

https://www.tesla.cn/blog/model-s%E4%B8%8D%E5%90%8C%E9%85%8D%E7%BD%AE%E8%BD%A6%E5%9E%8B%E7%9A%84%E7%BB%AD%E8%88%AA%E9%87%8C%E7%A8%8B%E6%95%B0?

www.tesla.cn