电动汽车充放电过程中的损耗是客观存在的,主要涉及能量转换、传输和存储环节的效率问题。以下是具体分析及扩展知识:
1. 充电损耗(AC-DC转换损耗)
- 交流充电桩需将电网的交流电(AC)转换为电池所需的直流电(DC),转换效率约为85%-93%。例如,7kW慢充桩实际输入电池的功率可能仅6-6.5kW。
- 快充时大电流导致的散热需求会进一步降低效率,极端情况下效率可能跌至80%。
2. 电池内阻损耗
- 锂离子电池充放电时,内阻会产生热量(焦耳热)。内阻与电池温度、SOC状态相关:低温(如0℃以下)内阻可能增加50%以上,导致损耗显著升高。
- 高倍率快充(如2C以上)时,极化内阻占比增大,能量损耗比例可达10-15%。
3. BMS系统能耗
- 电池管理系统(BMS)的监控电路功耗约占总能量的1-3%,热管理系统(尤其是主动液冷)在高负荷运行时可能额外消耗5%以上的能量。
4. 放电效率与回馈制动
- 电机驱动系统效率通常在90-95%之间,但低负载时效率下降明显。例如,城市拥堵路况下,频繁启停可能导致系统综合效率降至80%以下。
- 动能回收效率受制于机械-电-化学能的多重转换,实际回收率一般仅为50-70%。
5. 线缆与接触电阻
- 充电、高压线束的电阻在200A电流下可能产生数百瓦热损耗(P=I²R),长期使用后接头氧化会进一步增加损耗。
扩展知识:低温环境的影响
- 在-20℃时,电解液电导率下降可能导致充放电效率降低30%以上,部分车辆会先加热电池至5-10℃才开始充电,此过程能耗占比可达15%。
损耗优化方向
- 采用SiC/GaN功率器件可将充电机效率提升至97%以上;
- 800V高压平台减少相同功率下的电流,降低线路损耗约50%;
- 智能充电策略(如根据电价和电池温度动态调整功率)可综合降低3-8%的损耗。
实际应用中,从电网取电到车轮驱动的全周期能量利用率约为70-75%,相比燃油车(内燃机效率20-40%)仍有显著优势,但细化损耗环节对提升能效具有重要意义。
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