哪些因素限制了電動汽車的續航里程？

01-09

這方面有些疑問，續航里程也是電動汽車一直發展不太好的因素之一我覺得，那麼是哪些因素限制汽車電池的續航里程？是否有望解決？技術難度有多大？
本題已加入知乎圓桌 ? 新能源汽車時代，更多「新能源汽車」討論歡迎關注。

題主，純電動車的續航里程/能耗是一個非常有趣、值得深挖的話題，也是我個人的興趣及專長所在。作為一名熱愛數字的汽車工程師，我想通過模擬、用具體的數值來回答如下問題

有所謂的最省電車速嗎？
開空調對續航里程的影響有多大？
駕駛風格的影響有多大？
制動能量回收的影響有多大？

實際上，汽車工程的本科畢業生就能回答上述問題，因為這是該專業本科教材《汽車理論》第一章、第二章的內容。我們使用以下公式計算特定車速V下的用電功率P。

然後對P積分求得電耗

計算使用如下參數

為了獲得合適的參數，我設計了一輛純電動汽車（的動力系統）。過程較曲折，與本題無關，所以放到了專欄（知乎專欄從零開始設計純電動車的動力系統）里。

該車型在NEDC工況續航里程為300km，以下內容均以該車型為基礎。

1、有所謂的最省電車速嗎？

有。以下是車速0~200km/h等速工況續航里程（不同於NEDC工況）。

本車型在33km/h達到最佳續航里程，為596km。

為什麼更低的車速不省電？主要是低車速的時候附件耗電佔比高。車停在那，也不開空調，就不耗電了？不是的，舉個例子，有數十個ECU比如儀錶、BMS在那待命呢。這些電子電器設備加在一起的功耗一般在200W~750W之間。耗電量並不大，但如果停車時間足夠長，可以把電池耗空。

為什麼更高的車速不省電？主要是風阻。由下圖可知，車速200Km/h時，80%的功率都用在克服風阻上了。

結論：存在最省電車速，本車型該車速為33km/h。

不同車型的最省車速不一致，一般而言，純電動車在30km/h~50km/h較省，傳統車在40km/h~60km/h較省。

2、開空調對續航里程的影響有多大？

下圖是不開空調（藍色）與開2kW空調（綠色）時的續航里程對比。

可得出兩個有趣的結論

（1）開空調後，等速電耗最佳續航里程由596km變為392km。

（2）最省車速由開空調前的33km/h變為開空調後的50km/h。

原因是開空調後，越低的車速，附件（空調）耗電佔比增加越大。此時低車速不省電就很好理解了，本車型動力電池容量為57.9kWh，如果原地停車開空調，空調2kW的功率，只要29h就能把電池耗空。

接著，看看NEDC工況如果開了空調，續航里程會怎麼變。

由上圖，開空調後，NEDC電耗增至2.691kWh，續航里程為57.9/2.691*11=237km。

而不開空調是300km，可見，本車型在NEDC工況，開2kw的空調，續航里程下降了（300-237）/300=21%。

3、駕駛風格的影響有多大？

對比國五NEDC的前3個城市小循環以及國六WLTC的低速段，因為二者均是3km，平均車速均為18km/h左右。二者對應的駕駛風格如下

NEDC：普通司機。紅燈停綠燈行，不穿插。
WLTC：劇烈駕駛、頻繁穿插。

（1）NEDC結果

（2）WLTC結果

對比

可見，雖然二工況平均車速及里程一致，但劇烈駕駛更費電。國六WLTC低速段電耗比NEDC城市循環多了17.76/16.83 - 100% = 5.5%（請注意：本車型配置制動回饋系統）。

對此結果也可以做另外的解讀，即認為國六城市工況比國五劇烈了5.5%（配置制動回饋系統的車輛）。

4、制動能量回收的影響有多大？

上圖中，電耗（綠色波形）時增時減，為什麼行車途中電耗反而減少呢？

原因是回收了制動能量。

那麼，如果沒有制動回饋系統，會變成什麼樣子呢？

下圖拿掉了制動回饋系統

拿掉制動回饋之後，有一點很明顯不一樣了，那就是電耗只增不減。

NEDC耗電變為2.466kWh，續航里程為57.9/2.466*11=258km。

可見，本車型NEDC工況如果沒有制動能量回收，續航里程下降（300-258）/300=14%。

5、純電動車不保養會影響續航里程嗎？

純電動車需要保養。

比如單級減速器需要定期更換減速器齒輪油（類似於傳統車的機油），可避免傳動效率下降。

比如有些純電動汽車需要在4S店根據需要進行電池保養，以避免可用電池容量衰減。

所以，純電動汽車需要保養，以幫助車輛維持健康的狀態，避免續航里程衰減。

以下總結各因素對本車型續航里程的影響

（1）存在最省電時速：33km/h。

（2）開空調續航里程下降21%。

（3）劇烈駕駛可導致續航里程下降5.5%。

（4）如果沒有制動能量回收，續航里程下降14%。

（5）電動汽車不保養可能導致續航里程衰減。

謝邀。

正好前段時間在課堂上跟學生聊到了這個問題。關於下面中未講清楚的部分，知友們可以參閱Joseph Beretta所著《Automotive Electricity Electric Drives》的一書。

首先聊聊電池，電池有一個很重要的概念就是比能量，比能量是指每千克質量所能儲存的電能，單位為W·h/kg。

常見的幾款電池裡面，比如說鉛酸蓄電池，其比能量為27 W·h/kg。鎳鎘（Ni-Cd）電池，其比能量為48W·h/kg。鎳氫（Ni-MH）電池，其比能量為75W·h/kg。鋰離子（Li-ion）電池，其比能量大約為120W·h/kg。

所以說你只要增大電池的比能量，很明顯就可以增加續航里程。但問題是，動力電池目前的發展基本上已經到了一個瓶頸了，除非有突破性的進展。現在大家的目光都瞄準在石墨烯電池上，具體能不能真的商業化實現，現在還不好說。目前國家定的目標是到2025年，電池的比能量做到350W·h/kg，續航里程就很可觀了。

其次聊聊電動車最關鍵的三個參數：有效載荷、加速能力和續航里程。這三個因素都是相互制約的。比如說越大的「目標」有效載荷，就需要越多的電池；需要的加速能力越大，電池的功率也就越大，電池的質量也就越大；續航里程取決於兩點，一是存儲在電池中的能量，二是在城市行駛工況下，電動汽車單位質量每行駛1km所需要的電池輸出電量"c"，這卻依賴於電動車的總質量。

為了使車輛加速行駛，就有必要在幾十秒中為電動機提供必要的持續功率，即比功率成為衡量電池的第二個指標。比功率的單位為W/kg。

所以說未來的電池必須不僅具有高的比能量，使其能夠減小整車上搭載的電池質量，而且還必須具有高的比功率，以便能夠在具有相同的輸出功率情況下減少電池的重量。這樣整車的續航里程自然而然的就上來了。

目前是成本，理論上汽車裡程可以做到無限大，無非是加大體積，但成本會高到到大家受不了。但預估到2025年之後每一輛電動車單次充電應該能行駛2000公里。

說一個事兒你就明白了：電池汽車，別看它電池那麼大塊，其實也是由n個小電池組成的，比如網上找到的這個特斯拉電池的圖，它就跟你手機上的電池原理一樣的，只是形狀不同：

那麼，你肯定也知道每一節小電池所面臨的困境，手機電池一天一衝很普遍。這裡面有個「能量密度」的概念，一定體積的電池所能充入的電量是有限的，是很難取得大規模突破的，這個難題擺在全人類面前很多年了。一旦這個問題搞定（比如說弄個核電池），不僅僅是電動車的續航里程能撐破天，手機可能終生就不需要充電了，其他所有需要電池的大小電器都會大翻身。

可是……

謝邀了

說的通俗些好了，一台電動車能跑多遠，簡單來說兩個因素吧，一是這輛車有多少能源，二是跑那麼遠要消耗多少能源。

首先說有多少能源。電動車嘛，能源自然是電池了，如果是混動或插電混動，那少量的汽油也可以算上。而電池技術目前的技術在能量密度上並沒有特別的突破，所謂能量密度就是，單位體積所含的能量了，現在電池的能量密度不高（比起汽油天然氣什麼的），也就是說要有足夠多的能源就要有足夠大的電池。然而電動車首先是車，空間有限，還要給乘員留夠足夠的使用空間，所以電池的尺寸也有限，從而電動車能攜帶的能源也就有限了。

然後就是要消耗多少能量才能跑那麼遠了。就是說要克服多少「阻力」來行駛一定的「距離」，「力」乘以「距離」等於「功」也就是要消耗的能量了。所以，能開多遠，就要知道在哪裡收到了「阻力」。空氣阻力和地面的摩擦力是比較主要也比較容易理解的。空氣阻力和外形有關，而摩擦力和輪胎的型號以及車重有關。所以呢，大多數電動車會儘可能追求底風阻係數的造型，同時儘可能降低車重（採用碳纖維如寶馬i8或鋁合金如特斯拉來做車身或懸架等），也會用儘可能窄的輪胎來減小輪胎（如寶馬i3，胎寬才155好像）帶來的滾動阻力。但是這些努力的效果都比較有限，因為電池實在是太重了！

總之由於車輛必要的使用空間限制，電池的尺寸有限（比如一輛普通轎車的郵箱也就60-70升左右，能給電池的會多不少，但也多不到哪去），而加大車輛尺寸和加大電池尺寸都會加重整車，重量加了又需要消耗更多能量，得不償失，二者總有平衡的時候，也就是目前電動車普遍能達到的續航里程了。

最後說說未來吧，我個人覺得，最關鍵的應該是，材料，嗯，各種材料。對於電池或者超級電容（其實相比電池的化學法儲能我覺得超級電容的接近物理的儲能汽車來說貌似更有前景，充電能快不少），石墨烯材料的各種技術的發展也許能是下一個方向，也許能解決能量密度或功率密度的問題。對於車身底盤等其他機械部分，更輕更強的材料如果取代現有的鋼材，也許可以顯著降低車重，減少能耗。對於其他裝飾，尤其是內飾部件，如果有天然樹脂材料得到很好的發展，可以取代現在用的塑料（多為石油製品）的話，一來這才是真正的環保，二來也能減重。

手機臨時打字說了一些，不全面，措辭也不絕對嚴謹，希望能有所幫助。

簡單的說是，主要是電池的儲能密度和成本限制了電動車的續航里程。

不同於燃油，單位重量的能量在10KWH以上，電池現有的技術僅僅在100到200WH多的水平，幾乎是兩個數量級的差距。由於儲能密度的降低，電池佔有車輛的重量比提高，同時這電池又需要消耗額外的電能來驅動和增加的結構來支持，所增加的電池對續航的貢獻越來越小，顯然即使不計成本，也是存在續航里程極限的，而燃油車的同樣的極限者高的多。當然即便是比能量如燃油，也存在續航的極限，飛機有明顯的最大里程限制，火箭更是重點在扣續航能力。

電池成本高的因素，讓車輛不會帶比較多的電池。

但是，現在的電池技術已經到了可以滿足電動車的基本要求了。

燃油儲能密度大，但燃油需要發動機系統來轉換成動能，這個附加的重量不小，效率低，同時還不容易實現精細的控制效果，而電動車這方面的優勢就明顯了，驅動系統簡單，效率高，容易實現精確的驅動控制。

這樣的優勢和劣勢一綜合，電動車的續航就是現在的樣子了。

個人覺得有兩個原因：內因：電池技術本身的發展；外因：充電配套設備設施的匹配。

金龍電池遲遲不能上市

現在電動汽車的續航里程雖然不夠先進但是根本不是限制電動汽車發展的原因，甚至都不是充電樁過少，而是充電速度，現在汽油車一箱油跑個300多公里也算是很正常的了，但是我加一次油不算排隊只需要5分鐘，你充一次電要多久？反過來說我5分鐘加一次油在一些繁華地帶或者高速公路還需要排隊，你要是充電要排多久？

用燃料電池就行了，能量密度和充能速度都比現在的電池好

能量密度低

先不說電動車的續航，畢竟pack相對複雜，影響因素更多；單說手機續航都不盡如人意，每年發布的新款手機加大內存，提升像素，新款CPU，更新系統，但是續航都是差不多那個樣子，三星勇敢得想要「突破電池極限」，結果卻

謝謝邀請。其實電動車續航短是一個偽命題，作為中高檔純電動的代表，特斯拉續航如今已經將近500km，中低端的比亞迪秦也有300km，續航已經夠用了。

老百姓並不關心什麼能量密度或者輕質化之類的專業術語，對於大多數老百姓來說，我們只在乎錢。那麼問題來了，到底是什麼「限制」了電動車續航？

在現有技術突破之前，理論上來說，想增加續航只要多放幾塊電池就可以了，但是一輛純電動汽車上的電池成本要佔整車的30%-40%，多加幾塊電池就導致汽車價格上升，太貴就沒人買。

但是，當老百姓富了之後，大家就不太會在乎電池上增加的這點成本，電動車的續航自然就上去了，這或許就是特斯拉在北歐普及率高的原因之一。

所以，電動車「續航短」的因素只有一個，窮！

其實，按能量儲存形式的角度看，就很簡單。

電池和燃油都是儲存的化學能，但是燃油車郵箱里只是儲存了一半，另外一半是空氣負責的。

到了太空里，燃油車如果要裝上氧裝置，儲能效率也就跟電池打平了。

這個問題應該想想差不多就有答案了吧，感覺題主有點懶啊。

首先是電池的能量密度：目前比較主流的電動汽車電池的能量密度從低到高排列：鉛酸、碳酸鐵鋰、三元鋰，意味著相同重量，鉛酸的儲放電量是最低的。如果技術突破，大幅提高能量密度，那續航里程將會大幅增加。

其次是車身重量：相同的電池，帶動一輛特斯拉和一輛三輪車，續航里程的差異想想就知道了。

再次就是車輛設計：降低風阻係數，優化能量回收系統，包括電路設計，都有助於提高續航里程。

有沒有辦法在技術突破暫未出現的情況下，提高續航里程呢。歪門邪道也是有的，比如換電池技術，比如快充技術，再比如滿地建充電站技術。

元素周期表太小了

隨便說一下個人理解：

一、電池技術發展比較慢

雖然近年一直有科技新聞說什麼什麼新型電池，但是一直還沒能達到民用的成熟度。

二、成本。

新技術剛出來一般成本都會非常高，要通過後期技術的成熟度積累以及各種工藝以及技術優化，成本降低到能達到民用的級別的程度。

三、重量和容量的平衡。

現用的電池也是可以做到續航非常非常遠的，只是無腦的堆電池容量導致車身的重量提升不說，而且電源的管理系統也會更加複雜，技術要求會更高。畢竟如果車底下的電池如果管理和保護的不好就是一塊炸彈。

1. 電池技術的發展

當今電動汽車較為主流的動力電池是鋰電池，或者說是鋰聚合物電池，這一電池技術從研發至今不過半個世紀。而真正將其商品化，也只有20多年歷史。它雖然擁有相比於其他金屬材料電池更高的循環壽命，但迄今為止，在各種材料的電池上遇到的同一個問題，鋰電池也躲不過去——能量密度。這就相當於是兩個同樣的杯子里分別倒滿油和水，雖然體積相同，但是由於密度不同，質量有明顯差別，且因為杯子固定了容量，往外倒的時候，也還是會很快倒乾淨。所以，對於電動汽車來說，想跑的遠，就要使用「大電池」，無論是受人關注的電動汽車特斯拉Model S底盤上那好幾千節18650型號的鈷酸鋰電池，還是現在國產電動車裡作為續航里程標杆的騰勢400採用的磷酸鐵鋰電池，都已經算是在家用電動汽車裡電池體積很大的了，即便如此，續航里程也都在500公里以內。

騰勢400電池組位於車身底部的照片

拿國內騰勢400舉例，一個比常規三廂車都要更高大的外形設計，車內空間也就是B級車的程度，而這還是為了給電池更大的空間，才在設計上做出的特殊安排。比亞迪自己也有採用更大體積和容量電池做的車型，不過一般都使用在公交巴士和環衛車上。為了更大的電池帶來的更多的續航里程，人人都開著公交車般大小的私家車，這當然是不現實的。同時，隨著車輛體積增加，車輛本身的質量和風阻也變得大，實際帶來的效果也並不理想。

除了密度，再來談談溫度。這當然也算在電池的發展之路上一個不小的門坎。20℃-40℃對於電動車電池來說是一個較為理想的工作溫度，過熱或者過冷都會對電池性能產生負面影響。以推行電動車政策較為積極的北京來說，冬天冷起來零下15℃也不是不可能，動力電池的內部活性會受到氣溫變化的影響，這是一個目前無法改變的物理變化。溫度越低電池的活性越低，因為續航能力也會相應的在低溫下所有縮減。更加實際的來說，過低的溫度除了電池受不了，人也不行。冬天開暖風，夏天開空調。要知道電動車的暖風原理與燃油車有著本質區別。電動車要靠電熱絲加熱，原理跟吹風機有異曲同工之處。夏天冷風雖然也來的快，但耗電量也與家用空調相近，功率在800-1500瓦左右。車內用電設備的使用，也會造成一定程度的電量損耗，因此一定程度上會造成續航的減少。

溫度越低，電池活性越低，但也並非越高越好

2. 成本控制

有錢能使鬼推磨，捨得砸錢換一個輕量化材質的車身也能幫助減少電能損耗。先進的全鋁車身或複合材料才算是基礎性的，碳纖維等極致輕量化材料的大範圍應用可以讓車重大幅減輕，整車質量輕了，電動汽車就能跑更遠了。但是成本高，修復困難這些問題都是現實的，部分超跑上用的碳纖維並未針對日常使用進行優化，即便真給你一個純碳纖維的座椅，你可能還嫌太硬硌屁股。

電機，電池也是如此，不過資金與性能增長的比例可能會更不協調。花上百萬買一輛與普通汽油車相近的電動汽車，其它指標還各種不如汽油車，這樣低性價比的事兒估計也沒人願意埋單，現在市面上的電動汽車所採用的技術已經是成熟的且充分經過市場檢驗的，也因此價格才能下壓至一個大部分消費者相對可以接受的水平。

3. 充電技術、充電樁數量

續航里程是一方面，沒地兒充電才是最要命的。

在國內的大部分城市中，不是每家都有固定停車位可以停車，即便有車位，還需要搞定小區物業在車位上接上工業電建充電樁。充電樁要是每個停車場都來幾個，估計選擇電動車的人會更多。現在的充電樁也並沒有ZF補貼，充電花錢，有的地方充電還必須交停車錢。

還用剛才的兩個例子，特斯拉和騰勢。特斯拉車主算是能稍微鬆一口氣，現在北上廣深已經有不少商圈都有超級充電站或者是普通的壁掛式充電樁，費用也並不算很高，所以還是有一定的可行性，如果消費者家中有充電條件，特斯拉還會幫著裝個家庭充電樁，當然，特斯拉產品本身的兼容性就暫且不提了。騰勢車主可能會稍微省心點兒，滿大街的公共充電樁都可以用，充電時間至少還在可接受的範圍內。

常用的幾種充電方式

充電本身也受到技術的制約，最快的充電也要幾十分鐘。但是加油，算上排隊，最多半小時，更何況加油站網點明顯更多。充電也受溫度影響，太高了不充，低了也不行，畢竟這不是那些帶各種快充技術的手機，充電5分鐘，通話n小時。什麼時候充電技術變成充電10分鐘，能跑1000公里，相信到那個時候人人都會考慮買一輛吧……換電池的技術總感覺不太現實，車型不一樣，廠商多如牛毛，統一標準並非一朝一夕。

個人覺得，沒被逼急的話，買電動汽車還是要充分考慮再決定。逼急的話最好把自己逼得再緊一點，買購車預算內好的電動車，最好還是那種從開始就奔著原生電動車正向研發設計的。由汽油車改為純電動車的只會比汽油車更差，不信自己試，蒼天饒過誰（別問我怎麼知道的）。

以上。

作為一個電動車車主，我從另一個角度來提出一些看法，我覺得制約電動車裡程的倒是政策導向因素。具體物理上的問題只要有了錢的吸引力自然會有人去想辦法解決，你看特斯拉。中國到現在也沒有統一充電協議標準，各家發展自己的技術，家家電動車企都騙補（正常要我也會，誰讓你管默許呢），國家的態度就是我現在沒錢支持你們也沒精力沒能力管，但你們車企要爭氣，按我的計劃好好發展。怎麼可能！

整個動力總成系統的匹配(包括電池、逆變器、電機、減速器等)也是一個問題。

我們的整車控制軟體還是與國外一流水平有差距。

雪佛蘭新出的bolt，nedc續駛里程估計420km左右，只有60kWh的電量。

國內做到400km以上nedc里程的，只有比亞迪的e6，電量80kWh。

再談EV的續航里程之前，我想說說燃油車的續航里程先。

但凡家用買菜車，不管是A級B級C級，不管美系德系日系，續航里程大致都在500-600km一箱油這個範圍；

然後呢，油耗比同級別卡羅拉低了快一半的普銳斯，如果維持油箱大小不變的話，一箱油輕輕鬆鬆跑1200km+，看起來似乎很美？但不解風情的豐田太君反手一刀就把油箱給閹割了，普銳斯一箱油也就跑個700km出頭（當然不排除個別車主黃金右腳發作，可以跑1000，但那已經不是買菜，而是競技體育的範疇了）；

然而同樣是豐田太君，卻對LC70特別慷慨，110L的油箱，續航上千毫無壓力；

或者換個例子吧，賓士C63，出了名的續航捉急，不是在加油就是在去加油的路上……廣大車主吐槽了這麼多年，賓士始終無動於衷；

而G350卻慷慨地給了96L超大油箱，續航輕鬆破千。

為什麼明明問的EV，我卻要拿燃油車來舉例？

因為相對於EV而言，燃油車靠著油箱大小來調整續航里程就是分分鐘的事，而且幾乎不需要付出什麼額外成本~

然而就算是這樣，也幾乎沒見過續航2500km的燃油車。

或者更具體地說，續航是和應用範圍一致的——大玩具有個350就行，買菜車給600，而野外工具車則要保證上千。

那麼EV的續航是不是類似呢？再舉個栗子吧：

2011年的初代leaf續航只有117km（EPA，下同），廣大粉絲很不爽；結果2012年日產要參加某比賽，分分鐘魔改出來個400km續航的leaf nismo RC……廣大粉絲欣喜若狂——日產爹爹技術如此霸道，下一代leaf續航翻倍指日可待啊——結果下一代leaf上市，好嘛，續航125km……等到2014年，日產又要參加另外一個比賽，揮揮手又魔改出來個540km續航的leaf nismo……廣大粉絲頂禮膜拜，下下一代leaf續航翻兩倍啊有沒有——結果下下一代leaf上市，好嘛，續航137km……

再來看看leaf的競品們：spark EV 132km，fiat 500e 130km，賓士B級電動版140km，focus EV 122km，寶馬i3 130km……各大車廠這是達成了攻守同盟咩~

各位，你們有沒有看出什麼端倪？