欧版特斯拉Model 3长续航版为例,电机最大功率440马力,最高车速234km/h;然而258马力的宝马330i最高可以跑到250km/h+。为什么Model 3有足足180多马力的功率优势极速反而更低呢?往下看。
最高车速是指在平坦路面无风条件下,汽车的最大驱动力和行驶阻力平衡时的车速。
对一款燃油车来说,最高车速的核心限制因素就一条——发动机最大功率,当行驶阻力(含传动损耗)达到发动机最大功率时,汽车就达到最高车速。
但是电动汽车不太一样,最高车速除了跟电机功率有关,还要受到电机特性、转速和电池性能的限制。
从数据上看,Model 3的撞风面积、轮胎宽度和重量和3系并没有质的差距,它234km/h时的阻力功率绝对远小于它的最大功率440马力,但车速就是上不去了。很显然在234km/h时,Model 3的实际输出功率受到了电控系统限制,远小于电机最大功率。
那么是什么限制了电机的功率呢?
1.电机的峰值功率不持久:电机和发动机相比,峰值功率持续性差(额定功率才是可以长时间正常运转的功率),而发动机在用完最后一滴油之前保持最大功率都没问题。所以440马力的峰值功率虽高,但只能维持很短暂的时间,甚至可能只能在中等速度区间爆发(比如100-200km/h),再快时反而降功率了,导致最高车速上不去。
2.电机转速限制:Model 3采用单级减速器,速比是9:1,235/45 R18的轮胎周长2.1米,算下来234km/h时电机转速约16600rpm,很可能已经达到这款永磁同步电机的转速上限。纵然电机能持续输出440马力,但转速用到头了,车速也还是上不去。就像你燃油车动力再足,也不可能用1挡跑到100km/h+。虽说只要调低减速比就可以解决转速过高问题,但这样会导致轮上扭矩变小,01加速变慢。在一个治超严格的国家,百公里加速5秒,极速234,和百公里加速7秒,极速260,无论实用还是宣传,明显都是前者更有利。
3.电池跟不上:纯电动车的电池一般属于高能量型电池,优点是容量大且能量密度高,缺点是充放电峰值倍率低(混动车正相反,用高功率密度电池,优点是支持极高充放电倍率,缺点是容量小、能量密度低),目前Model 3长续航版的电池容量是82kwh,440马力即323kW,意味着4C放电倍率,对这种电池来说已经相当高了(相当于15分钟把电池跑空),而且只能在电池电量较高时才能达到。
我又找了一段Model S P100D的加速过程截图,100km/h以内几乎全球无敌,车速88km/h时表显功率达到575.4kW的峰值,车速超过160km/h时功率就跌破500kW,达到220km/h时降到400kw以下。这么恐怖的输出,对电池的热管理和充放电性能都是个巨大的考验,很可能就是因为电池撑不住持续暴力输出而限制了后段功率。
总之,电动机的动力性能很强悍,但无奈电池的综合性能(要同时兼顾充放电功率、实时电量、循环寿命、能量密度、热管理和其他安全性等多方面因素)不允许电动机这么豁,导致很多电动车的实际最高车速远小于电机最大功率所允许的理论最高车速。燃油车就不存在这样的问题,只要油和空气管够,就看发动机的本事了。