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三问三解 | 制动卡钳也会影响续航?

2025-05-07 14:54:41中国质量新闻网

新能源汽车,除了受低温影响导致耗电增加、电量缩水外,影响续航的因素还有许许多多。今天就来聊聊那些细枝末节的因素对续航的影响。

制动卡钳也能影响续航?

作为制动部件,谁又能想到,制动卡钳居然也会影响车辆的续航呢。其实,制动卡钳的工作状态对续航的影响远超想象。

制动卡钳在工作时,工作缸内由液压油推动活塞,达到制动的目的。当制动活塞回位不完全时,制动盘片没有完全脱离,会产生拖滞力矩。如果拖滞力矩大于设计标准的话,即使松开了刹车踏板,摩擦片始终和制动盘有残余的摩擦力。过大的拖滞力的存在,导致车辆燃油经济性降低,油/电耗将增大。

产生拖滞力矩的原因多种多样。有新能源主机厂的测试数据显示,在零下7℃的环境下,卡钳拖滞阻力矩会增加50%。这是因为低温导致制动液粘度上升,活塞回位速度下降,刹车片与刹车盘产生持续摩擦。以一辆续航500公里的电动车为例,卡钳拖滞可能导致实际续航减少15-20公里。

还有设计缺陷导致的拖滞力。如某款电子驻车制动系统卡钳设计缺陷,后轮拖滞力矩高达8Nm,而设计值仅为3.5Nm,这个缺陷不仅导致制动盘温度升高,更使得续航能力下降。

还有卡钳导销润滑不足、卡钳复位弹簧刚度较小、回位密封圈形状等因素造成的拖滞力。也许有细心的车迷发现,部分车辆保养刹车盘片时,会发现某一侧的盘/片会产生更多的磨损,这种偏磨的现象也是一种拖滞力的表现。

目前,市场主流的卡钳拖滞力矩平均水平约为1.5Nm,而不少供应商也展示了“零拖滞扭矩”的卡钳,可以将拖滞扭矩控制在1.0Nm以内,这将进一步提升车辆的续航能力。除了制动卡钳外,车辆的轴承同样也会产生拖滞扭矩。在低温环境下,轴承内的润滑油更加粘稠,导致产生拖滞力矩。

此外,和燃油车冬季油耗增高一样,纯电动车虽然没有发动机,但也有一套(多套)精密的减速器,内部有复杂的齿轮结构和润滑油组成。当处于低温环境下,驱动系统润滑油粘度增加,导致传动效率下降,也是影响冬季续航减少的一个因素。

轮胎滚阻影响更大?

空气阻力只有高速行驶时才会更加凸显,而来自轮胎滚阻在任何工况下都会影响车辆续航。轮胎滚阻指轮胎在滚动过程中因与地面接触、变形以及内部摩擦等产生的阻碍车辆前进的力。如轮胎接触地面发生的形变,橡胶分子间产生摩擦并发热,轮胎与路面的滑动摩擦等,都会损耗能量。

为什么新能源车轮胎滚阻影响更大?相比燃油车来说,同级别的新能源汽车普遍质量更大,相应的轮胎承受的压力也越大,轮胎的变形量也会相应增加,导致内部结构的摩擦和能量损耗增大,进而提高滚阻。在低温状态下,轮胎橡胶变硬失去部分弹性,同时胎压降低,都增加了轮胎的滚阻阻力,导致续航减少。据米其林的数据,90%-95%轮胎滚动阻力来源于轮胎滚动中反复变形。

想要降低滚阻也比较“简单”,那就是减少轮胎的形变。例如火车,通过钢轮和钢轨的组合,几乎不会产生形变,滚动阻力非常小。对于汽车轮胎来说,优化橡胶材料,如采用含硅配方的材料,通过硅“润滑”橡胶分子间的摩擦,使滚阻降低,能有效降低轮胎的滚动阻力。此外,提高轮胎胎压也是提升车辆续航的一种方式,但要注意安全限值。

风阻系数越低,并不意味着越省电?

什么是风阻系数,风阻系数越低,就一定越省电吗?答案还真不一定。

风阻系数,也称为空气阻力系数或气动阻力系数,是一个用于描述物体在流体(空气)中运动时所受到的阻力大小的无量纲系数。风阻系数的大小主要取决于物体的外形。物体的外形越流线型,风阻系数就越小,空气阻力也就越小。知道风阻系数和速度以及物体的迎风面积,就可以计算物体的空气阻力了。

根据空气动力学公式,车辆风阻能耗(P)与风阻系数(Cd)、车速(v)的立方成正比,其中ρ为空气密度、A为迎风面积(m²)、Cd为风阻系数。

需要特别说明的是,风阻系数为无量纲数,用于描述物理现象的重要概念,指没有物理单位、通过比值或比例关系表达的纯数值。它通过消除量纲影响,使不同量纲的物理量能直接比较或综合。风阻系数作为无量纲量,独立于物体大小,仅反映形状对阻力的影响。

例如球体风阻系数为恒定值,不管是乒乓球还是篮球,其风阻系数均为0.5,与尺寸无关。再换个例子,特斯拉Semi的风阻系数为0.36,而同样风阻系数的还有沃尔沃XC60。虽然两者风阻系数一致,但并不意味着Semi的风阻就更小。此外,不同速度条件下,风阻系数也会有所区别。

要省电,主要还看行驶速度。高速行驶时,空气阻力和车辆速度成平方正比关系,车速越高,耗电量自然大幅升高。据理想汽车发布的高速能耗数据,30km/h匀速行驶时,车辆功率约2.3kW,60km/h约7kW,时速在120km/h约31kW。速度越高,能耗呈指数级增加。(朋月)

(责任编辑:陆明)
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