电车最高配速通常是很费电的,主要原因如下:
- 电机工作效率方面
- 高转速低效率:电动机在低速时效率较高,但随着转速增加效率会有所下降。当电车达到最高配速时,电机转速极高,处于非最佳工况,能量转换效率降低,为维持速度就需要消耗更多电能。
- 电流与扭矩变化:大多数电车采用永磁同步电机,在恒定转速下扭矩恒定,超过这个速度,扭矩随转速提升而快速下降,电流则随转速增加而同步增加。当达到最高配速时,转速远超恒定扭矩转速,电能消耗呈指数级增长。
- 空气阻力方面:空气阻力与速度的平方成正比,电车速度越快,空气阻力就越大。在最高配速下,电车需要消耗大量电能来克服巨大的空气阻力,以保持高速行驶状态,这使得电量快速消耗。
- 电池放电特性方面:电池在大电流持续放电时,内阻会升高,容量会下降。电车最高配速时,电池需要持续高功率放电来提供足够动力,会加剧这种效应,导致电池实际可用容量减少,电量消耗加快。
- 辅助系统耗电方面:高速行驶时,电车的空调负荷通常会增大,同时车载电子设备的工作强度也会提高,这些辅助系统都会增加整车的耗电量。在最高配速下,这些额外的耗电量也会使整体电耗明显上升。
- 动能回收受限方面:在城市低速行驶中,电车走走停停,动能回收系统可以有效工作,将车辆的动能转化为电能储存回电池。但在最高配速下,车辆需要保持高速稳定行驶,很少有减速情况,动能回收基本无法发挥作用,无法补充电能,相比低速行驶就会更费电。