关于增程式电动汽车节油的原理解析

作者:银河娱乐app下载 发布时间:2020-10-01 21:44

  增程式电动汽车为什么能节油,这一问题应困扰了很多汽车爱好者。大部分人认为增程式电车是“脱裤子放屁”,让燃油转化为电、用电驱动汽车——意义何在呢?意义在于

  内燃式发动机是通过燃烧燃油产生热能,利用燃烧过程中分子运动推动活塞运转转化为机械能——这是热机的主要缺点。因为热能转化动能的过程会有很大的损耗,比如冷却液与机体的冷却损耗(低温物体会吸收热能),活塞在往复运动的过程中与缸体的摩擦会有运动损耗,进排气压力与温度的变化也会损耗动力。燃烧燃油产生的热能绝大部分都会被浪费掉,会浪费多少呢?

  热能能有效转化为动能的比例仅仅是30%~40%,且绝大多数车辆的内燃机只能转化30%多一些,而且是在热机的理想工况中。可以这样理解:消耗1升汽油只有300多毫升真正是动力,其他都用以做“无用功”了。这就是内燃机作为发动机驱动汽车的巨大损耗,可以说水平相当的低。

  电机的运动原理是利用磁场,动力电池组将电流以接近光速的高速输送到电动机的电磁线圈,在刹那间会形成电磁场。以永磁同步电机为例,电磁场与永磁体的磁极产生相互作用则等于推动力;这一过程中既不会产生高热也没有磨损,重点是不受空气和氧气的影响。也就是说电动机不需要考虑冷却损耗,而输出动力的结构只有一个转子和轴承,简单的结构也几乎不用考虑运动损耗,转化率会有多高呢?

  一台非常先进的国产永磁同步电机,最高效率达到96.7%,是普通内燃机的3倍、是优秀内燃机的两倍多。重点是什么呢?——使用这台电动机的汽车百公里电耗仅仅为15kwh,也就是说一百公里只需要15度电。而同样等级的燃油动力汽车,其百公里平均油耗至少会在10升左右,现在可以讨论增程式的节油模式了。

  假设这台车电动汽车百公里电耗稳定在15kwh,那么在电池组亏电后如果要继续行驶,用内燃机带动发动机机发电就得每小时发出15kwh的电。计算转化过程中的损耗假设要以20kw的功率恒定运行,该内燃机假设为1.5T涡轮增压机,峰值扭矩250N·m(1500~4000转);想要以20kw的输出功率稳定带动同功率的发电机,需要的转速只需要1000转左右的怠速转速即可,因为1500转左右已经能输出40kw的功率了。

  同一台车用这台1.5T发动机直驱,相同的车速需要功率得60~80kw,反推得出的转速则需要在1700~2250转之间。这是以中低车速巡航驾驶时的发动机转速需求,内燃式发动机转速越高喷油量越大。这一对比足以说明增程式电动汽车为什么能省油了,而且对于很多中大型客货车而言会更节油;因其燃油版需要的是5~12升的超大排量柴油机,油耗总会有三四十升百公里;而同样的发电功率需求可以用1~2升的小排量柴油机增程,巨大的排量差即使高转速大基数喷油也会节省很多消耗,这就是增程式电动汽车的优势。

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