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为什么走高速汽车省油而电动汽车却超费电呢?

2016-10-30汽车

对汽车来说,低速低能耗、高速高能耗 本来就是正常规律。电车和油车的区别在于:电动机是 干多少活吃多少粮,不干活不吃粮,所以少干比多干节能。 而内燃机 是 多干活多吃粮,少干活/不干活照吃粮,所以相对来说多干多吃反而比不干照吃更划算。

电动机 的高效运转区间比内燃机 宽泛得多,在不同车速和负载下的驱动效率差别不大,并且不需要怠速,低速行驶不会像燃油车 那么浪费能量。又因为低速状态下车辆的行驶阻力(主要是风阻和滚阻)较小,自然就比较省电。到了高速上,电机效率基本不变,但阻力却成倍增加(尤其是风阻),耗电量自然大幅升高。

上图是雅阁混动 电机的万有特性 图,横轴为转速,纵轴为扭矩,中心的彩色区域就是电机的效率情况。不难看出,电机不仅高效率区间极广,而且在高转速区效率更高,5000rpm以上不管扭矩如何变化,电机的效率都在90%以上,效率的峰值更是在8000rpm上下。

上图是某轿车的车速与行驶阻力的关系。60km/h时,行驶阻力只有7kW,如果按60kWh的可用电量来算,不考虑传动损耗,满电能跑8.6小时,即续航516km,平均百公里电耗11.6kWh。到了120km/h,阻力的功率达到29.6kW,是60km/h的4倍多,同样的电量只够跑2小时出头,续航也就243km,平均百公里电耗24.7kWh,几乎是腰斩。

油车高速省油,主要是被低速太费油衬托的。 对内燃机来说,低速走走停停时,外部行驶阻力很小,处于超低负荷状态,窝工非常严重,停车还要怠速干烧,热效率实在是惨不忍睹,造成燃油的能量浪费比例高。而中高速巡航时,虽然行驶阻力大幅提高,但也刚好让发动机运转负荷更接近高效区间(100Nm,2000rpm)。对大多数车型而言, 至少在90km/h以内,发动机随车速增加带来的热效率的增幅基本都高于风阻的增幅。 我自己对比过匀速20km/h 和匀速80km/h,单位时间的喷油量 其实差不多,但后者的行驶里程是前者的4倍,意味着烧同样多的油多跑了4倍的里程, 最终的结果就是高速比低速省油,与电动车相反。 如果车速继续提高,风阻越来越大,但发动机效率 却不会再增加,绝对油耗 自然也随之升高。这就是为什么燃油车的经济时速 既有下限又有上限,而不是越快越省油。