【理论帝】龟速爬坡Vs高速爬坡，哪个更省电？

(原)coolpeng

psqtdhx 发表于 2014-11-13 18:45
所以，快了，效率低，浪费电，太慢了效率也低，也浪费电，1KW电机以1KW左右的功率爬坡最省电~！

不一定是这样的。除了额定功率，还有一个是扭力的问题，也就是RV值的问题。扭力也是有个效率曲线的，在最佳扭力值和最佳功率值重合的时候才是此电机的最高效率点。上坡的时候风阻没变，但是重力增加了，所以电机的最高效率点被拉低了。
我的电机45磁钢2000W  13RV ，全车带人重量320斤。
时速45上坡，功率1500W
时速50上坡，功率2000W
计算：
速度增加5/45=11.1%，功率增加500/1500=33.3%，
时速45上一个50公里的坡需要1.11小时，功耗是1665W/H
时速50上一个同样的坡需要1小时，功耗是2000W/H
很显然，此2000W电机45时速上坡比50时速上坡更省电，并不是2000W的时候效率最高。
在平地上，功耗并没有这么大幅度的提高，时速45功率1150W左右，时速50功率1350W左右。
计算：
速度增加5/45=11.1%，功率增加200/1150=17.3%，
时速45跑50公里的平路需要1.11小时，功耗是1276W/H
时速50跑一段同样的平路需要1小时，功耗是1350W/H
很显然，速度提高后风阻和滚动阻力变大很多，但是功耗并没有增加很多，所以是50时速比45时速的电机效率更高。直到速度达到60左右，功率2000W左右，电机功率达到最高点。但是60时速所增加的阻力已经大大超过效率提高的比例，所以会感觉耗电剧增，并不划算。

最后总结就是，在不同的环境，有不同的经济时速，不要只看额定功率。2000W 13RV的电机载得320斤，最佳用法是平路跑50，上一般的坡跑45，更陡的坡跑40以下，下坡保持时速50滑行。其它参数的车以此类推。

aressyu

这个问题我觉得最终要归结到电机的效率问题上，用中学物理来分析，理想状态下，同一个坡，同车无论什么速度，从底下到上面做的功是一样的，至于停在坡上不走那个在物理中属于不做功，谁也不是傻子，这个有点把功和功率的概念弄混了，时间影响的是功率。最终能量守恒，。放在现实中，就是多了些摩擦风阻效率等问题，应该结合电机的效率去定上坡速度达到省电目的

(原)MS精工

aressyu 发表于 2014-11-14 12:07
这个问题我觉得最终要归结到电机的效率问题上，用中学物理来分析，理想状态下，同一个坡，同车无论什么速度 ...

在这个贴子里我只分析了机械效率，并未涉及电机效率，所以之前的讨论和计算都是建立在电机一直以恒定效率输出的基础上。因为测试中使用的几台车子都是大功率瓦片电机，高效率平台很宽，可以在好几倍扭矩输出范围内都保持80%以上的效率，可以姑且认为效率不变。

(原)Microsoft

推着上坡最省电

(原)桥牌教练

baal4244 发表于 2014-11-12 17:29
又有了点新想法，一般我们骑车都能听到电机得声音，上大坡龟速电机声音变得低沉难听，满把极速上坡一样是 ...

有用啊有用啊，

(原)beachwolftest

lulerxc 发表于 2014-11-12 23:22
理想条件下，任何速度的匀速上坡，所需的功率都是一样的。
现实条件下，速度越快所需的电流越大、功率越 ...

第一句话物理有问题啊，P=FV，相同的坡，产生的阻力F是相等的，功率和速度线性相关，在不考虑风阻的情况下。 你应该说所需的功是一样的，这样就没问题了

(原)beachwolftest

beachwolftest 发表于 2014-11-15 23:58
第一句话物理有问题啊，P=FV，相同的坡，产生的阻力F是相等的，功率和速度线性相关，在不考虑风阻的情况 ...

W=PT,P=FV,W=FVT,VT=S，故W=FS，做工=距离*力，和速度无关。 重温读书时的感觉真好 哈哈

(原)beachwolftest

这个问题的主要考量，是在一定的阻力矩下，电机的效率区别很大，比如在20N的额外恒定反向阻力下（重力的分量，仅于坡的斜率有关，对于给定斜坡为定值），电机用25A输出25N，只有5n的力用于维持5km/h的速度，效率低。 如果50A输出50牛，有30牛扭矩维持了30km/h的速度，以这个假想的参数计算，高速的效率为低速的3倍。不知道这样是不是能说明问题~ 罗列一下计算：行驶单位距离S，所需的能量为X瓦时；X=UIt（电压电流在时间上的积分）=UIS/V（电压*电流*距离/速度），X1=U*25*S/5=5US，X2=1.67US，S相等，电机输入电压U近似相等，则X1:X2=3,也就是说，在坡上行驶同样的距离，低速消耗的电能为高速的3倍。 当然，这些数据是假设的，实际的电机工作电流与输出扭矩只是近似线性关系。而斜坡带来的阻力矩与平路一定速度下行驶的阻力矩比例关系都是不定的，比如斜坡的重力阻力矩于坡度程正比，而行驶阻力矩于速度成非线性关系，而电池有内阻，电流大有损耗及放电容量下降问题。如果具有所有参数的计算或拟合公式，代入上述算式中，就能绘制斜坡爬坡能量效率曲线了，找到最省时速不是问题

(原)baal4244

beachwolftest 发表于 2014-11-16 00:10
这个问题的主要考量，是在一定的阻力矩下，电机的效率区别很大，比如在20N的额外恒定反向阻力下（重力的分 ...

  就拿大功率电机来说， 龟速上坡，电机工作在极低的效率下。叫声很难听。让电机在上坡的这段距离保持最高的效率，消耗的电能应该就是最低的，不能说越快越好，越快功率就会被风阻消耗

lhooo

看大神们理论受益匪浅