相信很多经常使用电动车的朋友都注意到了这样一个现象,当车子起步或者急加速时,车辆仪表盘电量显示会暴跌,待运行平稳后电量显示会迅速归位。这种现象对于骑行倒是不会有什么影响,但却会干扰很多用户对于剩余电量和续航里程的判断。
有时电动车剩余电量就像薛定谔的猫,只有在把车骑到走不动时,我们才能像打开关猫的盒子那样,知道电池的确切状态,嗯,这回真没电了。
电池电量“忽升忽降”的幕后真相
电动车厂商连一个准确显示剩余电量的功能都搞不定?是不是因为我买了假的电动车?不好意思,别说你买的是那种便宜的杂牌车,就算你买的是天天在央视打广告的一线大品牌,十有八九你也会遇到这种情况。
在ZOL之前的八款电动车横评中,除了三款锂电车型之外,其余五款铅酸车型均存在该问题。
之前横评中的铅酸车型均中招
为了解释这一现象,我们有必要搞清楚电动车剩余电量显示的原理。
目前主流电动车使用的依旧是铅酸电池,剩余电量测试方法主要采用的是负载电压法。具体而言,电池在放电中,电压会随着放电过程的持续而下降,电池生产商便可以依据此绘制出放电曲线,电压值的变化直接对应了电池当前的放电程度,以此得出当前剩余电量。
需要注意的是,尽管铅酸电池电压随电量变化较大,但变化区间实际上还是非常小的,加之在车辆行驶过程中负载不断变化,尤其是在起步和急加速时,电池需要瞬间输出大电流。
根据基尔霍夫第二定律,当输出电流增大时,路端电压会随之降低。当负载平稳后,端电压又会恢复到原有水平,信号采集到端电压大幅波动,反映在电量表上自然也就是“忽升忽降”了。
启动瞬间电压下降的原理示意(图源:知乎)
实际上,我们在仪表盘上看到的“忽升忽降”只是当前电压经过校准处理后换算出的剩余电量,由于负载和环境的复杂性,单纯使用此方法并不能准确获得电动车的剩余电量。
再来解释一下开路电压法为什么会存在比较大的误差。
某电池的放电曲线示意
如图所示,在铅酸电池的放电示意图中,可以看到其中很长一段内电压下降较小,加之实际行驶过程中电压波动带来的影响,此阶段电压对应剩余电量的“分辨率”就会降低。
如图中A、B两点所示,放电的前期和中后期电压下降很小,这就是铅酸电动车充满电后行驶很长时间不掉电,而一旦掉了一格电变意味着电池可能即将耗尽的原因。
铅酸电池车型普遍采用“