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為什麽走高速汽車省油而電動汽車卻超費電呢?

2016-10-30汽車

對汽車來說,低速低能耗、高速高能耗 本來就是正常規律。電車和油車的區別在於:馬達是 幹多少活吃多少糧,不幹活不吃糧,所以少幹比多幹節能。 而內燃機 是 多幹活多吃糧,少幹活/不幹活照吃糧,所以相對來說多幹多吃反而比不幹照吃更劃算。

馬達 的高效運轉區間比內燃機 寬泛得多,在不同車速和負載下的驅動效率差別不大,並且不需要怠速,低速行駛不會像燃油車 那麽浪費能量。又因為低速狀態下車輛的行駛阻力(主要是風阻和滾阻)較小,自然就比較省電。到了高速上,電機效率基本不變,但阻力卻成倍增加(尤其是風阻),耗電量自然大幅升高。

上圖是雅閣混動 電機的萬有特性 圖,橫軸為轉速,縱軸為扭矩,中心的彩色區域就是電機的效率情況。不難看出,電機不僅高效率區間極廣,而且在高轉速區效率更高,5000rpm以上不管扭矩如何變化,電機的效率都在90%以上,效率的峰值更是在8000rpm上下。

上圖是某轎車的車速與行駛阻力的關系。60km/h時,行駛阻力只有7kW,如果按60kWh的可用電量來算,不考慮傳動損耗,滿電能跑8.6小時,即續航516km,平均百公裏電耗11.6kWh。到了120km/h,阻力的功率達到29.6kW,是60km/h的4倍多,同樣的電量只夠跑2小時出頭,續航也就243km,平均百公裏電耗24.7kWh,幾乎是腰斬。

油車高速省油,主要是被低速太費油襯托的。 對內燃機來說,低速走走停停時,外部行駛阻力很小,處於超低負荷狀態,窩工非常嚴重,停車還要怠速幹燒,熱效率實在是慘不忍睹,造成燃油的能量浪費比例高。而中高速巡航時,雖然行駛阻力大幅提高,但也剛好讓發動機運轉負荷更接近高效區間(100Nm,2000rpm)。對大多數車型而言, 至少在90km/h以內,發動機隨車速增加帶來的熱效率的增幅基本都高於風阻的增幅。 我自己對比過勻速20km/h 和勻速80km/h,單位時間的噴油量 其實差不多,但後者的行駛裏程是前者的4倍,意味著燒同樣多的油多跑了4倍的裏程, 最終的結果就是高速比低速省油,與電動車相反。 如果車速繼續提高,風阻越來越大,但發動機效率 卻不會再增加,絕對油耗 自然也隨之升高。這就是為什麽燃油車的經濟時速 既有下限又有上限,而不是越快越省油。