网上有句话说得好:
不管你的车马力再强,排量再大,静止加速千万别和纯电动车比,不管对面是SUV还是轿车,都能把汽油车虐得体无完肤。
开过纯电车的都知道,纯电车的加速突出一个——又稳又快。
可是,汽油车就不服了,虽然你加速快,可是上来高速上比一比,你敢开那么快吗?
这确实,纯电车到了高速上,就开始“拉跨”了起来,经常看到纯电车在高速“磨磨蹭蹭”,这到底是为什么呢?
这一切都要先从两个车的发动机说起。
发动机之差
汽油车的发动机的内燃机,而纯电车的发动机是电动机,这两者有什么差别呢?
先说内燃机,内燃机的工作原理是这样的:
大多数的内燃机,通过燃料与空气的燃烧,产生热能,气体受热膨胀,推动涡轮或者活塞产生动能,内燃机的工作就像烧开水一样,刚开始的时候平平淡淡,一旦“烧热了”,就会源源不断地产生动能。
而电动机却不同,大家还记得小时候的使用电池的赛车吗?里面有一个马达,马达通过电池带来的电力产生磁场,然后旋转。
现代电动车的电动机就是这个“玩具赛车马达”的放大版,套用上面烧热水的例子,电动车就好像从50度开始烧水,所以刚开始就能提供不俗的动力。
在发动机结构上,电动机相比较于内燃机是优势的,内燃机有一个特点——
内燃机由于其发动机特征,在低速状态下能量效率低得令人发指,在实际驾驶中,燃油车的发动机绝大多数情况下在低效率的工作,通常只有10%—20%,大量的能量都没有被转化。
而电动机却不同,低速的情况下能够轻松达到80%以上,能量几乎都用于驱动。
高速的情况下,内燃机和电动机的驱动效率差别不大。
那么问题来了,既然高速差别不大,甚至总体电动车优于燃油车的情况下,是什么限制了电动车,让电动车的高速运行这么“拉跨”呢?
答案是——
电动车其实是可以一直跑这么快的,但是其带的电池不太允许。
电动车在高车速下的劣势
通过物理知识我们知道,物体的运动其实是力在作用。
车辆在行驶的过程中,发动机把车辆提高到一个速度后,需要维持住这个速度只需要做一件事——
克服阻力。
汽车跑路的时候,需要克服的阻力主要有机械损耗、摩擦以及风阻。
在高速行驶的过程中,主要克服的阻力就是风阻,从流体力学来说,风阻和速度有关,速度越高风阻就越大。
联系上面的发动机功率差别,就导致了汽油车高速省油,电动车高速更废“油”。
用简单易懂的话来说——由于汽油车发动机的特点,能耗是极其反“直觉”的。
在城市低速运行的情况下,汽车虽然要克服的阻力较小,可汽油车发动机的能量利用率较低,需要额外损耗更多的能量来保证行车。
汽油车在持续高速运行的时候,虽然需要克服的阻力变大,但是发动机不需要不断重新启动,燃油机传递效率不断变高,甚至能够减少汽油的使用,比起城市更加的“省油”。
电动车呢?
电动车由于没有能量传导的差别,城市和高速的传导效率相同,在低速的情况下,由于刹车动能回收,并不会损耗太多能量。
高速就不同了,需要克服更多的阻力,那么电动机就需要更多的能量来保持高速情况下车速的稳定。
同时,由于需要克服的阻力呈几何级增长,需要的电力也更多。这时候,电动车的劣势就出来了——
电池的储量不够!
我们来看看,电动车带了多少能量。
蔚来ES8的电池容量是70度电,特斯拉ModelX75D是75度电。
以普通中大型SUV的油箱来说,大约是75升,按照直接换算来说——
一辆中型SUV油箱装满,完全释放的能量等同于700度电,相当于10辆特斯拉。
在市区的情况下,虽然电车总的能量储备只有油车十分之一,但由于燃油车的损耗过高,电动车的续航能到达燃油车的一半以上。
到了高速,燃油车的内燃机进入高效率驱动期间,我跑得越快油耗相对越低,而电动车就不行了,电动车传导效率固定,跑得越快消耗的能量越多,里程劣势就凸显了出来。
也就是说,制约电动车在高速上慢的很大原因就是速度一块耗电量大大增加。
开电动车的,谁也不想因为一时的激情而在服务区排队充电嘛。
电动车的未来
内燃机与电动机作为如今的两大驱动方式,各自都有着明显的优劣势。
前者能在最大转速区间展现较好的热效率从而降低油耗,但在低速段的能耗表现不理想;
后者拥有极高的能效比,能够带来更理想的低速性能表现,但是受限于现有的科技手段在高速行进时难免后劲不足、补能不易。
不过,我们要理解,电动车一定是代表未来的。内燃机从18时机开始逐渐使用,到现在已经两百多年,其间应对了各种各样的问题:其实,最初的内燃机也会出现续航短、能量消耗快的问题。
面对这些问题,也都不是短时间内解决的,很多问题用了数十年才解决。
电动车发展到现在,也只有内燃机十分之一的历史,同样也遇到了原先遇到过,且很相似问题:
续航短、用电快、充电慢
。
对此,我们的科学手段将会在未来逐渐地解决,如针对续航的问题,2023年的上海车展上,宁德时代就发布了创新的前沿电池技术——凝聚态电池,并在今年内具备量产能力。
结语
1992年的时候,钱学森给邹家华副总理写了一封信,建议国家开展新能源蓄电池汽车的开发。
国家充分听取了钱老的建议,早于世界上的绝大多数国家开始针对电动车进行研究,奠定了我们国家电动汽车的基础。
虽然很多人对电动车持有保守意见,不可否认的是,电动汽车的未来一定远比我们现在想象得更为广阔。
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