电车最高车速相对较低,主要有以下几方面原因:
动力系统方面
- 电池技术限制:当前锂离子电池虽能量密度有所提升,但仍无法与燃油发动机相比。为存储足够能量,电池组重量和体积较大,增加了车辆负担,影响加速和最高车速。
- 电机特性局限:电动机在低转速时扭矩输出大,但高转速下功率输出提升慢。达到一定转速后,继续提升功率困难,限制了电车在高速行驶时的动力输出。此外,电动机在高转时存在功率损耗,且高转速运转会使电池电能消耗过快。
- 传动系统因素:许多电车采用固定齿比的单速变速器。虽然在起步时扭矩大,但随着车速增加,驱动力会下降。而燃油车的多档位变速箱可通过变换档位改变传动比,在不同速度下保持较高动力输出。
车辆设计方面
- 空气动力学设计:尽管部分电车采用了流线型车身来降低风阻,但整体上,电车的空气动力学设计可能不如传统燃油车优化。高速行驶时,空气阻力与车速的三次方成正比,成为限制电车时速提升的重要因素。
- 车身重量增加:为保证续航里程和安全性,电车需要搭载大容量电池组以及更先进的悬挂、刹车系统等,这使得车身重量普遍比同级燃油车更重。车身越重,滚动阻力功率越大,在总功率一定的情况下,空气阻力功率减小,最高车速的“潜力”也会越小。
实际使用和安全方面
- 用车环境因素:目前电车主要使用场景是城市道路,城市内限速较低,对高车速需求小。且高速行驶会使电车续航里程大幅下降,而充电桩在高速网络上的网点不够密集,为保证续航,厂家会限制电车极速。
- 安全性考虑:车速过高会增加安全风险,为保障驾乘人员安全,电车会设置速度限制。同时,车辆的悬挂、刹车等系统在高速行驶时的负荷更大,为确保这些系统能有效工作,也会对车速进行限制。
- 电池保护机制:为避免因电流过大损坏电机或电池组,电车的电池管理系统等电控系统会监测和控制电流输出。车速过高导致电流过大时,系统会自动降低电动机功率输出或采取其他保护措施,限制了电车的极速表现。
成本和标准方面
- 设计成本因素:设计高极速的电车需要在风阻、悬架、刹车等方面投入更多成本进行优化。车企为控制成本,会将车速限制在一定范围内。
- 法规标准限制:不同国家和地区的法规标准对车辆最高时速有限制,车企会按照标准进行设计生产。如中国的相关标准对电动车的最高经济车速有规定,部分车企会以此为依据来设定车辆的最高时速。