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客人的博客

用于假人的电动车充电

为了准确的感觉,您的电动车辆将多远,学会说语言

充电一小时能走多远这取决于你所驾驶的车辆以及充电器充电的速度。一些基本的数学可以帮助你做出准确的预测。照片:波特兰通用电气/cc by-ndFlickr /

如果你想驾驶一辆电动汽车,你就必须学会说“电的语言”。

有些人认为这询问了太多 - 即使您了解英寸和脚,米和公里,杯子和加仑,毫克和升,千兆藤和兆字节和千兆字节,那么您将永远不会学习基本电力。即使你的房子里已经有电器,也像吹风机和微波炉一样,那么将瓦数打印在前面,有些人认为电力太复杂。

所以说到电动汽车,制造商和充电站运营商都试图让它变得更简单。它们不会告诉你一个充电站的实际功率,而是告诉你每分钟或每小时充电可以行驶多少英里。他们不会告诉你汽车电池组的大小,而是告诉你充电后能走多远。

The problem is that EVs don’t all go the same distance on a given amount of electricity, and the distance you can go will also depend on the weather, your driving habits, how much you’re using the air conditioning or heater, and other factors. While one EV might go 2.5 miles on a kilowatt-hour, another might go twice that distance. So even though you may learn exactly how far你的电动汽车可以使用1千瓦时的电力,这个数字对你邻居的电动汽车来说可能完全不同。这意味着没有正确和一致的方法来说明一个给定的充电器每小时充电时间可以提供多少英里的范围

更好地学习单位。这并不难。相信我 - 你可以这样做!很快,你的孩子会在小学里学习它。

让我们潜入。

学习单位

理解电力的好方法是通过水隐喻。

千瓦,表示为kW,为A能量流量.它就像水管或泵可以提供的每分钟加仑。

一个千瓦时,表示kwh,是一个数量的电力,就像一加仑。一个较大数量的千瓦时的电池组将持有更多的电力,就像一个更大的桶一样容纳更多加仑的水。

现在让我们把它们放在一起。

如果您运行1千瓦发生器(或EV充电站)1小时,它将提供1千瓦时的电力。(1千瓦乘以1小时等于1千瓦时。)

那就是它!你完成了!你已经了解了电力单位。

好的,让我们现在测试你的知识。

如果你把你的电动汽车插到一个50千瓦的充电站上,然后全速运行一个小时,它会给你的汽车电池注入多少能量?没错,50千瓦时,因为50千瓦时乘以1小时等于50千瓦时。

电动汽车充电时实际获得的功率取决于电池有多满。从低电量状态开始,电池将以充电控制器允许的最大速率充电,然后当电池充满时,它将降低充电速率,直到电池几乎充满时。所以你不太可能像这个例子中那样连续一个小时获得50千瓦的电力。但这是一个技术上的细微差别,当你习惯了给你的汽车充电后,你就会明白了。

EV充电站

现在我们来谈谈不同级别的充电站。

如果你不使用充电站,直接将电动汽车插入标准的美国壁式插座(1级),你可以获得大约1kw的充电速率。

如果你有一个家庭充电站(2级)来更快地为你的汽车充电,它的额定功率可能在7到19千瓦之间。

如果您使用较旧的公共快速充电站(3级或DCFC),它可能会提供50千瓦。

如果您使用最先进的公共快速充电站,它可能会提供150 KW或更多。

正如你所看到的,了解充电站的速度是很重要的,因为它提供的电力可能比直接把车插到墙上插座上要快150倍。

电池电池

现在让我们谈谈电池尺寸。

例如,2019年日产叶有两种不同的电池尺寸:40千瓦时和62千瓦时。假设您有一个40千瓦时的型号,而且您购买了一个7千瓦的家庭充电站。如果您开始用完全空的电池充电(您可能永远不会做,但与我忍受)并充分收费,直到它充满了,需要多长时间才能获得全额费用?那是对的:大约6个小时(40 kWh除以7 kW等于5.7小时)。

如果你用50千瓦的快速充电器,做同样的事情需要多长时间?没错:不到一小时(40千瓦时除以50千瓦时等于0.8小时,或48分钟)。

电动汽车的范围

既然你知道如何了解充电站和汽车,唯一留下的东西就是如何了解你的汽车范围。

如果你有一辆特斯拉Model X,它每千瓦时可以跑大约2.5英里。假设你有一个100千瓦时的电池组。理论上讲,如果你能用上整个电池,一次充电能走多远?(再说一次,由于某些细节,你可能不会也不能这么做,我现在就不赘述了。)答案是250英里:100千瓦时乘以2.5英里每千瓦时。

现在让我们再次以40千瓦时电池组的日产LEAF为例。如果你非常高效地驾驶在有利的条件下,它可能在千瓦时飞行5英里。那么它的范围是什么,理论上是什么?大约200英里:40千瓦时乘以5米/千瓦时。

因此,配备40千瓦时电池组的日产LEAF在充电时可以行驶的距离几乎与配备两倍大电池组的特斯拉Model X一样远!

现在,让我们对你的新知识进行最后一次测试,并计算出每分钟充电可以使用多少范围。

假设你用它的100千瓦时电池组在一个150千瓦的快速充电器以最大速率给特斯拉Model X充电。你每分钟充电能跑多少英里?150kw乘以1小时等于150kwh,除以1小时的60分钟,等于每分钟充电2.5千瓦时。乘以2.5英里/千瓦时,你得到6.25英里/分钟的充电距离。

现在让我们尝试使用日产叶的同一个例子。充电器是相同的,所以你仍然可以获得2.5千瓦时的每分钟充电。但叶子可以在千瓦时飞行5英里。因此,2.5千瓦时乘以5米/千瓦时等于每分钟的12.5英里的距离 - X模型X可以用于收取相同数量的分钟的距离。(直观地,这是有道理的,因为X 25米/千瓦时的型号,大约为5米/千瓦时的燃料效率的一半。)

现在你知道为什么用每分钟充电英里数来解释电动汽车充电器的功率评级是荒谬的了:这取决于汽车本身。

希望你们现在能理解电动汽车的语言。即使刚开始不熟悉,尝试一下这些简单的计算——只会用乘法和除法——很快你就能像专业人士一样估算充电时间和充电距离了。

Chris Nelder是一名岩石山研究所的移动性经理,他领导了EV-Grid集成倡议。©2019岩石山学院。发表许可。最初发布了RMI Outlet.

23评论

  1. Josh Durston||#1

    我以前是Volt的车主,就有一辆……
    电动汽车充电站/停车位不是停车位。如果你不充电,把你的车挪开,给别人让路。太多的电动汽车车主将充电站视为某种贵宾停车场。

    1. 约翰•克拉克||#2

      诱导充电将解决,尽管它可能更昂贵。

  2. 彼得L.||#3

    此外,这是充电站的不生产行为......

    1. 专家成员
      Dana多赛特||# 4

      这几乎足以让你想把Leaf停在柴油泵前,对吧?:-)

  3. 迈克尔米||# 5

    我有一辆特斯拉Model 3。充90%电,能行驶292英里。我只在家里用普通的110插座充电。充电速率始终是每小时充电5英里。例如,10小时内行驶50英里,名义上。当然,使用空调或热量会稍微减少名义上的量。我想,和我一样,大多数人会在家里过夜,完成全部或几乎全部的充电。有一个220插座,尽管我永远不需要:大约每小时30英里的充电距离。这比我想象的要简单。

  4. 迈克尔米||#6

    和...公路旅行:输入目的地。路线已映射,提升站所示,显示的旅行时间,显示的增压器,以及自由或使用的充电站状态,实时更新。没什么可担心的。

  5. 喀鲁姆王尔德||#7

    “一个千瓦,表示KW,是能量流量的速率。它就像水管或泵可以提供的每分钟加仑。”

    不,这不对。千瓦是一种力量,类似于马力。在安培中的电流与每分钟加仑的加仑类似,因为AMP被定义为每秒库仑。和能量随着时间的推移是胜力。

    “千瓦时,表示kWh,是一个电量,就像一加仑。一个更大的电池组和更多的千瓦时将储存更多的电力,就像一个更大的桶将储存更多的水。”

    一定量的电是库仑,它定义为许多电子。KWH是一个能量单位,这是一段时间的功率。在这种情况下,连续使用1小时的KW。这类似于btu。

    我知道他们试图将普通知识与电力单位联系起来,但他们只是错误,这并没有帮助任何人。马力是一个常识的单位。和btu一样。人们熟悉他们的烧烤(格栅)能够获得40,000Btu。
    虽然我怀疑BTU很了解。尽管如此,使BTU会有一个会议点似乎合理,而不是完全不准确的信息。一加仑(美国)的汽油含有〜114,000Btu,但在最好的汽油发动机中,将一半的尾管吹出尾管和散热器作为热量。(缺少油锅中的油栖息的热量排放在发动机周围的空气冷却,但它足够接近目标受众)。千瓦时略高于3400btu,电动车只能在其能量的⅛和¹/ 10之间输热。所以要做一个加仑汽油需要约16kWh。0.12 /千瓦时和3美元/加仑,那是节省的三分之一。

    1. Jon R.||#8

      在我看来,“kWh,是电量”应改为“kWh,是电量”,其余部分已足够接近预期目的(解释率与量的关系)。对于库仑和安培,大多数人会更困惑。

      >人们都很熟悉他们的烧烤(烧烤)能达到40000 btu。

      这和“我的车能开0.35加仑”(Btu/hr是正确的单位)一样毫无意义。

      不要鼓励任何人使用非SI单位。

      1. 安德鲁·C||#9

        “不要鼓励任何人使用非si单位”——我完全同意。我在物理、工程和现实生活中使用SI和英制单位已经几十年了,可以说使用SI单位可以减少错误和误解。希望美国在之前的尝试中成功转换为公制。蛞蝓吗?磅达?脚吗?呸呸呸。

        1. 喀鲁姆王尔德||# 13

          我不是在写一篇技术论文,也不是在运行FEA软件,我是在试图展示一种方法,作者可以扩展读者目前掌握的知识,同时也能保持准确。

      2. 喀鲁姆王尔德||#12

        你让我希望这个网站有一个向下投票按钮,几乎每一个帖子。你指责别人做错了什么,但你从不提供其他方法。这可以在你的文章中看到,在这里和这个线程的早期,就像许多其他的文章。请不要回复我的帖子,或者如果你想纠正我,请提供你认为更好的方式。

        至于非SI单元,扩展某人的知识要比教授一门全新的学科容易得多。解释熟悉的新事物和令人生畏的事物之间的联系是101课。这个网站是为美国人服务的,虽然我不是美国人,而且我对SI单位比英制单位更熟悉,但我选择的词语和想法希望能与文章的目标受众产生共鸣。

    2. 格雷格·祖曼(纽约)||#10

      谢谢你,富勒姆·!健康的讨论已经在这里了。现在我知道SI(法语,我想?)

      这个矩阵里的电压是多少?

      谢谢你的考虑。

      1. 喀鲁姆王尔德||#11

        在液压系统中,如上所述,流速类似于电流电流。电压类似于压力。或者,在发动机/电动机电流类似于RPM,电压类似于扭矩。

        注意,在所有这些例子中,功率可以通过将速率乘以强度,然后应用一个校正因子来计算。Hp(马达)= rpm ×扭矩(lbft) / 5252, kW =电流×电压,Hp(液压)=流量(gpm) ×压力(psi) / 1714或kW =流量(l/min) ×压力(bar) / 600。

  6. 特雷弗朗伯||# 14

    流量不会类似于电力吗?它告诉您每单位时间提供多少流体(能量)。电流似乎类似于流体速度;不知道另一个数量(电压或负载电阻),它不会告诉您大部分内容。
    电压:压力
    电流:流体速度
    电阻:流动阻力(等效管道直径)
    功率:流量
    能量:流速*时间

    1. 喀鲁姆王尔德||# 15

      不,功率和流量不一样。功率可以通过体积流量与压力的乘积来计算,但流量只是功率的一部分。功率通常以千瓦或马力计算。

      电源=强度*流量(压力*体积流量,电压*电流,扭矩* RPM等)

      能量是随时间流逝的力量。功率是一种瞬时测量,仅显示系统在某一瞬间发生的情况。能源显示了一段时间内的电力使用量。

  7. 特雷弗朗伯||# 16

    是的,功率是一种瞬时测量。流量也是如此。

    你的等式中有一些奇怪的事情:

    功率=强度*流量(压力*体积流量,电压*电流,扭矩*转速等)
    首先,如果它与“体积流量”不同,我不知道“流量”是什么。当我说的流速类似于当前时,我正在谈论体积流量。我可以想到的唯一其他流速是质量流量,但如果乘以压力乘量流量,那就肯定不是你得到的。

    如果您只需查看括号内部的内容,那么我们显然就会达成一致:电压类似于压力,并且唯一的其他变量是电流和体积流量。

    从另一个角度看着它,让我们为电力的例子打破这一点。你得到了p =强度*电压*电流。但电压倍率电流自行等于电源,因此您在那里有一个额外的变量(强度)。扭矩和转速发生了同样的事情。因此,强度必须是一个常数,特别是1.一旦将其设置为1,就会看到压力*体积流量确实类似于电源。

    1. 喀鲁姆王尔德||#17

      哈哈,是的,我看到了。我应该写得更清楚些。

      电源=强度*流量(压力*体积流量,电压*电流,扭矩* RPM等)

      这不是一个庞大的方程。功率是通过强度乘以速率来计算的。例如;电压×电流=功率。扭矩×转速=功率。另一个例子;压力×体积流量=功率。最后两个将需要一个无单位转换因子,以使它成为一个有用的单位,但这对目前的转换不重要。

      1. 专家成员
        Dana多赛特||#19

        功率是通过强度乘以速率来计算的。

        呵呵?

        “强度”在你的方言里是什么意思?它在物理学词典中没有一个标准的定义,部分原因是它在不同的语境中可以以不同的方式使用。

        瓦特可以被描述为强度,它是功率的单位,速率(焦耳每秒),能量流动的强度。

        瓦特小时(或千瓦小时)是能量单位,与时间无关。

        瓦特“强度”乘以一个速率就是一个加速度。

        使用“强度”并不能真正澄清任何事情——这是一个太草率的术语。

  8. 泰勒Keniston||#18

    我喜欢语义学。

    我不确定作者最初的陈述有多糟糕。千瓦,记作kW,是能量流动的速率。对我来说这似乎没什么问题。功率是做功/能量流动的速率。
    这里的“流动”需要与Calum后来的类比区分开来,后者指的是体积流动/电荷流动(而不是能量)。

    我可以看出这个类比的问题,“它就像水管或水泵每分钟能输送的加仑量。”我明白你的观点了,卡勒姆,我基本上同意你所描述的水电类比。
    尽管作者的类比并不完全准确,但考虑到给油箱加液体和给电池充电之间的区别,它确实在一定程度上说明了要点。我们真正关心的是液体从喷嘴流出的速度。如果我们增加泵的功率,它会随着体积流量的增加而增加,因为阻力与泵系统隔离并且是恒定的。加仑每分钟的规格将告诉我们燃料(能量)将如何有效地进入我们的汽车。
    对于电池,有重要的电阻特性在工作,我们需要考虑功率。仅测定电流额定值(电荷率)并不能告诉我们能量转移的有效性。
    它是在气罐颈部有一束过滤器。如果是这种情况(并且我们有一个密封的喷嘴),我们会关心泵的动力方面。

  9. 迈克尔米||#20

    你的特斯拉会准确地告诉你,你可以走多远,根据它读取的平均能源使用期间,现有的驾驶时间。它会在你驾驶时更新。如果你是个极客,想要深入挖掘,数据就隐藏在屏幕上。当开空调或室外寒冷时,ICE汽车会消耗更多的能量。特斯拉将用简单的语言告诉你,你在这方面的具体情况。电动汽车不应该是一个谜,它们使用起来非常简单,驾驶起来非常棒,速度非常快,而且几乎可以永远使用。维护——几乎为零。特斯拉在发动机和传动系统上运行了100万英里,然后拆卸,几乎和新的一样好。唯一的现实问题是找借口买辆新车。

  10. 迈克斯特克莱夫尔||#21

    “每千瓦时0.12美元,每加仑3美元,节省了超过三分之一。”

    你的意思是电动车的每英里成本是燃气车的三分之一?

    下面的链接似乎表明,电动汽车的成本约为0.04美元/英里,而一辆22英里的汽油汽车的成本约为0.12美元/英里:
    https://avt.inl.gov/sites/default/files/pdf/fsev/costs.pdf

  11. 迈克尔米||#22

    电动汽车不需要学习曲线。汽车是一个有轮子的电脑,它会告诉你任何你想知道的,并提醒你任何你必须知道的。而能源费用只是长期运营费用的一部分。人们永远不会更换电动汽车的刹车片或转子,因为再生制动。除了在恐慌的情况下,我只在时速从3英里降到0英里的时候使用刹车。没有散热器需要冲洗,没有传动液需要更换,等等。

    “这使得新模型的成本在这个简单的模型下以21,660美元的价格下降了150k英里,这会带来一个重要的问题”你想要一个特斯拉模型s还是kia optima?“”......“

    https://www.forbes.com/sites/gregautry/2019/02/20/14000-leagues-under-electric-power-my-tesla-cost-me-almost-nothing/#57cfc4dc62f4

  12. 查尔斯•坎贝尔||#23

    Nelder先生写道:“Model X的2.5米/千瓦时的燃油效率大约是LEAF的一半(5米/千瓦时)。”但EPA列出的Model X的MPGe值在79到96之间,Leaf的MPGe值在112之间。所以我困惑。

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