高速电车损耗大主要有以下原因:
- 风阻增大:风阻与车速的平方成正比,高速行驶时,电车遇到的风阻会显著增加。为了克服更大的风阻以维持速度,就需要消耗更多的电能。而且电车在设计时往往更注重轻量化和空间布局,外形可能不如燃油车那样流线型,导致风阻更大,能耗也就更高。
- 能量转换效率降低:高速行驶时,电池需要输出更大功率以维持车速,更多的电能会转化为热能散失掉,而不是有效地转化为动能。同时,随着速度提高,电池在充电和放电过程中的能量损失也会增加。此外,电车大多采用永磁同步电机,这种电机在恒定转速内扭矩稳定,但超过这一范围,扭矩会迅速下降,转速与电流呈正相关,当车辆速度超过电机的恒定工作范围,耗电量就会急剧上升。
- 动能回收效果减弱:城市中电车走走停停,减速时可以通过动能回收系统将部分动能转化为电能回收到电池中。但在高速上,车辆基本保持高速匀速行驶,减速机会相对较少,动能回收系统基本无法发挥作用,也就无法通过这种方式补充电能,从而使电耗相对增加。
- 电池特性影响:电流越低,电池放电的能量容量就越高;反之,跑得越快,电池放电时电流越高,放电效率就会降低,实际放电的电量减少,可行驶里程也会相应缩短。另外,随着电池放电深度的增加,电池效率也会逐渐降低,导致同样电量下行驶的距离减少。
- 车辆性能需求提升:高速行驶时,车辆的性能需求提高,例如需要更快的加速性能来超车、保持稳定的高速行驶状态等,这就要求电动机输出更高的功率,进而增加了电池的负荷,加快了电量消耗。
- 电气系统损耗增加:电车满功率长时间行驶,大电流会导致电气系统整体损耗增加,同时电池发热增加,冷却系统也需要消耗更多电能来维持电池的正常工作温度,这也会使电车的总耗电量上升。