汽油車時代,大伙對于油耗都很關注。而電動車,大伙對于如何省電開車,也非常在意。對于汽油車來說,通常,勻速、快速行駛(一定速度內(nèi)),會更加省油。而電動車則截然相反,越堵車(非極端情況)、速度越慢,其實越省電。這和汽油車是截然相反的情況,究竟是為什么呢?
要想解答這個問題,我們就要從汽油車和電動車能源方面入手,那就是汽油機+汽油和電動車+電池,這也是二者最本質(zhì)的區(qū)別。
為什么汽油車擁堵費油?
首先我們先說汽油車。第一點,汽油車只要啟動,那發(fā)動機就必須要維持運轉,即便是不前進,也要怠速,要知道原地怠速,那可是純消耗燃油。所以按照百公里耗油多少計算,這個數(shù)字就會越來越大。簡單估算一下,一般的家用車,原地怠速1小時,大概可以消耗1升的油。
發(fā)動機的動力輸出曲線(渦輪增壓引擎示意圖)
然后我們看看發(fā)動機的動力輸出曲線(渦輪增加),這里面涉及到了轉速、扭矩、功率三者的關系,(功率=扭矩*轉速)與后面我們要說的電動機有很大不同。
藍色是扭矩,紅色是功率,X軸是轉速。在一開始的時候,發(fā)動機的功率和扭矩都比較小,隨著轉速上升,扭矩進入最大輸出區(qū)間(渦輪增壓特性),功率持續(xù)增大,然后轉速再攀升,扭矩衰退,功率達到最大。
與此同時,還有另外一個曲線圖,成為萬有特性曲線,它主要說的就是在不同轉速,燃油消耗速率??梢钥吹?,這幅圖,有點類似等高線的樣子。而其中的數(shù)值,數(shù)值越低,代表燃油消耗越低。
如果以這款發(fā)動機為例,那么它燃油消耗最低的點其實位于206這里,也就是2000轉過一點點,比一開始的1000多轉要低,但是隨著轉速增高,它的油耗也會逐漸增大。
這也是為什么,當我們勻速巡航的時候,幾乎大部分汽油發(fā)動機的轉速都在1800-2500轉左右徘徊,因為這個區(qū)間內(nèi),相對來說油耗消耗最低。
那么,我們在走走停停的時候,起步大概需要3000轉,然后又迅速進行制動,然后再次啟動……這樣其實對于發(fā)動機的負荷就比較大,它就無法處在一個最高效的區(qū)間運轉,所以自然要費油。
而現(xiàn)在興起的混合動力,包括增程式也好,其實就是通過電動機調(diào)節(jié)發(fā)動機的負載,讓發(fā)動機始終處于最高效的區(qū)間運作,這就是混合動力的本質(zhì)。
電動車為什么堵車省電?
然后我們說說電動車為什么堵車省油。第一點,我們還是從原地不動開始說,因為汽油機需要運轉維持怠速,而電動機則不是這樣的特征。它只要不轉起來,是不消耗電能的。所以,如果電動車原地不動,那么只有一些其他元器件消耗電能,比如燈、中控、音響、空調(diào)、轉向助力、電動座椅、升降車窗等這些。
這一點可以用手機來理解,電動車原地不動,就相當于我們手機待機狀態(tài),最多就是亮屏。而電動車起步,高速運轉,就相當于我們用手機看電影、玩游戲,這樣電能消耗就塊了。
電動機輸出特性曲線
然后我們比較一下電動機的動力輸出特性,看看和汽油機有什么不同。一開始的瞬間,電動機就可以輸出最大扭矩,此時,隨著轉速攀升,功率也增加。轉速到了一定高度以后,扭矩開始衰退,功率區(qū)域平緩。
這樣的特性,給我們的感覺是什么呢,就是起步特別有勁,推背感特別強。因為它在一開始就可以輸出最大扭矩,而汽油車只有在轉速達到一定程度以后才可以輸出最大扭矩。
另外,由于反電動勢的存在,電動機的轉速不會無限增大,當達反電動勢達到一定程度以后,電動機的轉速就趨于恒定了。所以,隨著電動機轉速越大,當電動機的輸出功率最大的時候,電能消耗也最大,這就是電動車高速續(xù)航費電的原因,電動車在走走停停的時候,負荷并不高,所以不費電。
大家可以關注特斯拉的那個微信號,就能看到,比如70km/h巡航的時候,續(xù)航里程可以達到588km,而如果速度到了120km/h,續(xù)航就掉到了358km。
寫在最后:可以看到,電動車(電動機)自身的特性,其實是更加適用于如今擁堵的城市,而且電動機的效率也要遠遠超過內(nèi)燃機,所以將來取代內(nèi)燃機,也是大勢所趨。
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