电动车为生活带来了便捷,但电池不耐用的问题也摆在了使用者的面前。以市场占有率高达90%的铅酸电池为例,低端电池可循环充放电350次,2天充一次电使用寿命约两年,中端产品可循环充放电500~600次,2天充一次电使用寿命三年,高档的石墨烯电池可循环充放电8000~1500次,使用寿命3~5年。
但当电池安装到电动车上,很多电池达不到理论的使用寿命,就需要以旧换新了,为什么会出现这种情况呢?主要原因就是电机功率和电池的容量没有达到完美匹配,只有当电机功率和电池容量达到完美匹配,才能发挥出电池的最佳性能,也能最大限度延长它的使用寿命,下文就是电机功率和电池容量的匹配分析。
48伏电动车电机功率400瓦,最高车速25公里一小时,一个小时的耗电量可根据公式W = Pt(W是电量,P是功率,t是时间)和I = P/U(I是电流,U是电压)来计算48V电动车400W电机以最高车速25公里行驶一小时消耗的电量计算过程如下:
首先根据I = P/U计算电流,已知P = 400W,U = 48V,则I=\frac{P}{U}=\frac{400W}{48V}\approx8.33A。耗电量通常以安时(Ah)为单位,根据电流I = 8.33A,时间t = 1h,可得耗电量Q = It = 8.33A\times1h = 8.33Ah。所以,48伏电动车400瓦电机最高车速25公里每小时行驶一小时,消耗的电量约是8.33Ah。
根据电池放电电流承受能力判断,电池放电电流不能超过其额定容量的一半,比如容量20Ah的电池其放电电流最大不能超过10Ah,否则会对其容量和使用寿命造成不可逆转的损伤。因此,48伏电动车400瓦电机最佳匹配的电池容量是48V20Ah,以最高速25公里度行驶1小时消耗的电量是8.33Ah,拿20÷8.33=2.40096,可以持续放电2.4小时,续航里程为25x2.4=60公里。
60伏电动车,电机功率有600W和800W两种,600W电机最高车速38公里/时左右,这是GPS平均时速。
根据公式I = P/U(I为电流,P为功率,U为电压)可计算耗电量,已知P = 600W,U = 60V,则:I=\frac{P}{U}=\frac{600W}{60V}=10A。所以,60V600W的电动车以最高行驶速度38公里每小时行驶一小时,消耗的电量为10Ah。
根据电池放电电流承受能力判断,60V600V的电机,可选择20Ah的电池普通铅酸电池,也可以选择23Ah的石墨烯电池。但建议选择23Ah的石墨烯电池,因为石墨烯电池能量密度提高,性能续航也提升了。60V600W电机的电动车以最高速度38公里一小时消耗电量以10Ah做计算,安装23Ah电池可持续放电2.3小时,续航里程为38x2.3=87.4公里。
60V800W电机,最高行驶速度43公里/时:根据公式I = P/U来计算电流,进而得出耗电量,已知P = 800W,U = 60V,则:I=\frac{P}{U}=\frac{800W
{60V}\approx13.33A。所以,60V800W的电动车以最高行驶速度43公里行驶一小时,消耗的电量约为13.33Ah。
根据电池放电电流承受能力判断,60V800W的电机,可选择26Ah石墨烯电池,60V800W电动车以全速43公里行驶一小时耗电量为13.33Ah,安装23Ah电池可持续放电约两小时,续航里程为43x2=86公里。
72V电动车电机功率1200W,一般平均最高车速在58公里/时左右,有的电动车最高车速是55公里/时,也有的最高车速是65公里/时,58公里/时是综合多种车型的平均速度。
根据公式I = P/U(I为电流,P为功率,U为电压)来计算耗电量。已知P = 1200W,U = 72V,则:I=\frac{P}{U}=\frac{1200W}{72V}\approx16.67Ah。所以,72V 1200W的电动车以最高车速58公里行驶一小时,消耗的电量约为16.67Ah。
根据电池放电承受能力判断,72V的电动车1200W电机,建议安装38Ah的石墨烯电池,虽然也有容量32Ah或35Ah的,但38Ah是主流。72V1200W的电动车以全速58公里行驶一小时的耗电量为16.67Ah,安装38Ah电池可持续放电时间为38÷16.67=2.279544小时,续航里程为58x2.2=127.6公里左右。
总结
常见的电动车按电压分为48伏、60伏和72伏,90%的电动车搭载的是传统铅酸蓄电池。电池的容量没有达到理论的使用寿命,是因为电机功率大、安装的电池容量小,当电机运转时消耗电流大,容量小的电池需要超负荷运转才能释放出满足电机使用的电流要求,这会造成铅酸电池内部反应剧烈,导致活性物质从极板上脱落,大电流放电还会造成硫酸铅结晶依附在极板上形成粗大很难被还原的的颗粒,这会堵住极板上的微孔,导致活性物质与极板的接触面积减少电池内阻增加,容量急剧减小。
电池大电流放电还会导致电解液温度升高,电解液所含的水分分解为氢气和氧气,高温还可能造成极板变形堵住排气孔,导致电池内部压力过高,高温还会使塑料外壳变软,在高温高压的双重作用下电池最终鼓包变形。因此,要想电池达到理论的使用寿命,选择安装的电池一定要与电机消耗的电流达到完美匹配,这样才能发挥出电池的最佳性能,也能延长使用寿命和增加续航里程。希望大家根据文章中的介绍,在买电动车的时候,一定要根据电机功率选择合适容量的电池,这样才能乐享电动车为生活带来的便捷。