高速成纯电续航天敌！技术解析

小米SU7 Ultra纽北夺冠

要说今年上半年车圈有什么大新闻，小米SU7 Ultra量产版拿下“纽北最速量产电动车”的称号绝对算一个。

之前这个纪录是保时捷Taycan Turbo GT保持的，成绩是7分07秒55。

小米SU7 Ultra纽北表现解析

小米SU7 Ultra量产版这次在纽北赛道跑了个7分04秒957，直接刷新了纽北的最快圈速记录，挺牛的。

不过，比起这个亮眼的成绩，其实有个小细节更有趣。就是这辆满电出发的小米SU7 Ultra，跑完一圈之后电量居然掉了一半多。光是这个放电速度就已经很夸张了。

再说说续航数据。官方CLTC续航是630公里，而纽北赛道一圈才20.832公里。按这个速度刷圈的话，续航达成率大概只有6%左右，真的是惨不忍睹。

虽然大家平时总吐槽电动车续航不准，但像这样在赛道上高速狂飙的情况下，续航表现能差成这样，日常生活中还真没法复制。

所以又回到了一个老问题：为什么电动车在高速上特别费电？

其实原因还挺多的，涉及到电机、电池这些“三电”系统方方面面。比如说，就像燃油车的发动机有最佳工作区间一样，电机也有自己的高效运行范围。一旦超出这个范围，效率就会明显下降，能耗自然就上去了。

弱磁调速与效率下降

好，我来用更口语化的方式重新说一遍这段话，让它听起来更像日常聊天：

比如说，电机在高速的时候效率会变低，其中一个原因就是“弱磁”问题。

这个听起来好像挺专业的，其实不难理解。比如咱们常见的纯电动车，大多数用的都是永磁同步电机。这种电机的“基础转速”其实是靠里面的永磁体来决定的。

也就是说，电机一开始跑得很快，是因为永磁体的磁场强度给它提供了足够的动力。但如果车子要跑得更快，电机转速就得超过这个“基础值”，这时候问题就来了——永磁体的磁场已经固定了，没法再增强，反而成了限制速度的“瓶颈”。

这时候怎么办呢？就得给电机通一个反向的电流，去“削弱”一下永磁体本身的磁场。这样一来，电机虽然能转得更快了，但这个过程就叫“弱磁调速”。

举个例子，当车速到了100公里每小时，电机转速是12000转，这时候还在基础转速范围内，没问题。但如果还想更快，就得加点“弱磁电流”进去。不过你想想，这个额外的电流本身就会增加能耗，而且磁场被削弱了，电机的效率也会下降。所以，虽然速度上去了，但能耗也跟着上去了，这就有点“得不偿失”的感觉了。

高速行驶能耗增加

除了这些直接的效率下降和能量浪费之外，随着电机转速变高，电机本身还会产生铁损和铜损。

在低速的时候，主要的问题是铜损，也就是电流通过绕组时产生的电阻损耗；而到了高速阶段，铁损就变得更为显著了。铁损主要是因为电机内部的磁通变化引起的涡流和磁滞损耗。

当使用弱磁控制时，为了维持速度，需要增加电流，这会进一步加大铜损。而在高速行驶时，电机功率需求大，绕组里的电流密度也会变高，导致温度上升，从而加剧铜损。这些都会直接影响到电机的驱动效率。

在高速状态下，很多能量都被白白消耗掉了，电池也是一样。高速行驶时，电机需要输出大功率，电池就得提供大电流。但电压不变的情况下，根据公式 R = U/I（电阻等于电压除以电流），电流越大，电池的内阻就会越高。

比如普通的三元锂电池，在1C放电倍率下，内阻大概0.08欧姆，每小时损耗的功率大约是3.2千瓦；但如果换成3C放电倍率，内阻会上升到0.12欧姆，这时候每小时损耗的功率就超过了20千瓦。

也就是说，电池在高速行驶时，不仅输出功率大，自身的损耗也急剧上升，这也是为什么高速续航会明显下降的原因之一。

高速行驶能耗问题

简单来说，电池在工作的时候，本身会有内阻，这个内阻不是凭空消失的，而是会转化成热量。所以，当电流很大的时候，比如高速行驶时，电池的内阻会变高，导致更多的能量被浪费掉，变成热能。

这样一来，一方面，电池本身的能耗增加了；另一方面，因为温度升高了，电池包的散热系统就得更努力地工作，把热量排出去，这样也会消耗更多电能。

比如说，当电池温度从25度升到45度，液冷系统的耗电量可能会从0.8千瓦一下子增加到2.3千瓦，整整翻了三倍多。

这些都是纯电动车在高速行驶时不得不面对的问题。不只是电池和电机效率下降、能耗增加，高速行驶的时候刹车次数也少了很多，能量回收系统就不太给力了。

举个例子，平时在城市里开车，每公里大概要刹车2到3次，但上了高速，每公里可能连一次刹车都不到，这样能量回收的机会就大大减少了。

高速电能回收低

其实挺反直觉的，虽然高速路开得快，但城市里反而能回收更多的电能。这主要是因为高速的时候，车子滑行时间长，如果回收太多，会让人感觉不舒适，所以系统会调低回收力度。

举个例子，像特斯拉 Model 3，在城市路况下，每百公里大概能回收 3 到 5 度电，但到了高速，就只能回收 1 到 2 度了。这其实也挺好理解的——高速时电机和电池本身的损耗本来就大，再加上动能回收效率不如城市里高，所以电动车在高速上续航缩水是正常的。

那车企是怎么应对这个问题的呢？

最直接的办法就是提高电机的转速。比如比亚迪汉 L 和唐 L 上用的 3 万转电机，就是通过提升电机性能来弥补高速状态下的能耗问题，让车子在高速上也能更省电、更耐用一些。

高转速电机优势

这电机转速这么高，居然用在定位偏家用的产品上，其实是有原因的。虽然提高转速能提升性能，但同时也让电机在更宽的转速范围内保持高效，这样整体的驱动效率也就提升了。

另外，高转速电机还能通过“高转速、低扭矩”的方式输出同样的功率，这样一来反而能降低能耗。因为电机的扭矩和电流是成正比的，扭矩小了，电流也就少了，能量损耗自然就降下来了。

听起来好像只是调高转速那么简单，但实际上对车企来说可不容易。他们得在转子设计、电机轴承、散热系统、动平衡这些方面都下大功夫，技术要求非常高。

电机技术突破与创新

比亚迪汉L上那台能转到3万转的电机，还挺厉害的，它甚至用上了碳纤维复合材料来包住转子，这设计跟特斯拉Model S Plaid上的电机有点像。估计都是为了防止转速太高，转子在那么大的离心力下不会“散架”。

除了提高转速，车企们还在想办法提升电动车在高速时的驱动效率。比如说，用碳化硅的功率器件、把电驱系统做得更集成、还能根据路况实时调整电机的工作状态。

另外，针对永磁同步电机在高速时容易出现的“弱磁问题”，还可以用励磁电机来解决。励磁电机是通过一个独立的绕组来产生磁场，这个磁场可以通过调节电流来灵活控制，这样在高速运行的时候就不需要再靠“弱磁控制”了，也就减少了能耗。

电动车高速续航提升

咱们来聊聊那些高端的电动高性能车，除了在电机上做文章，还有一个办法就是加装多档位的变速箱，来调节电机的工作状态。这样做不仅能让车子跑得更快、更猛，还能在高速行驶的时候降低能耗。

比如说保时捷Taycan和奔驰CLA，它们就用了两档变速箱。到了高速的时候，切换到大齿比，电机转速就能降下来，这样反而更省电。

很多人可能觉得，燃油车和电动车的工作逻辑是相反的：燃油车低速费油，高速省油；而电动车好像正好反过来，城市里低速省电，高速反而耗电。

其实呢，虽然电动车在高速时的效率比燃油车差一点（大概不到40%的热效率），但整体来说还是有优势的。只不过在城市里低速行驶的时候，电动车的能耗优势更明显而已。

所以，对于电动车来说，想要提升高速续航，光靠提高驱动系统的效率还不够，另一个关键点就是提升电池的能量密度——也就是让电池在同样体积或重量下储存更多的电能。这同样是提升续航的重要方向。