關(guān)于增程式電動(dòng)汽車節(jié)油的原理解析

（文章來源：汽車科學(xué)島）

增程式電動(dòng)汽車為什么能節(jié)油，這一問題應(yīng)困擾了很多汽車愛好者。大部分人認(rèn)為增程式電車是“脫褲子放屁”，讓燃油轉(zhuǎn)化為電、用電驅(qū)動(dòng)汽車——意義何在呢？意義在于電動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃式熱機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率差異巨大。

內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)是通過燃燒燃油產(chǎn)生熱能，利用燃燒過程中分子運(yùn)動(dòng)推動(dòng)活塞運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能——這是熱機(jī)的主要缺點(diǎn)。因?yàn)闊崮苻D(zhuǎn)化動(dòng)能的過程會(huì)有很大的損耗，比如冷卻液與機(jī)體的冷卻損耗（低溫物體會(huì)吸收熱能），活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中與缸體的摩擦?xí)羞\(yùn)動(dòng)損耗，進(jìn)排氣壓力與溫度的變化也會(huì)損耗動(dòng)力。燃燒燃油產(chǎn)生的熱能絕大部分都會(huì)被浪費(fèi)掉，會(huì)浪費(fèi)多少呢？

熱能能有效轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的比例僅僅是30%~40%，且絕大多數(shù)車輛的內(nèi)燃機(jī)只能轉(zhuǎn)化30%多一些，而且是在熱機(jī)的理想工況中?？梢赃@樣理解：消耗1升汽油只有300多毫升真正是動(dòng)力，其他都用以做“無用功”了。這就是內(nèi)燃機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車的巨大損耗，可以說水平相當(dāng)?shù)牡汀?/p>

電機(jī)的運(yùn)動(dòng)原理是利用磁場，動(dòng)力電池組將電流以接近光速的高速輸送到電動(dòng)機(jī)的電磁線圈，在剎那間會(huì)形成電磁場。以永磁同步電機(jī)為例，電磁場與永磁體的磁極產(chǎn)生相互作用則等于推動(dòng)力；這一過程中既不會(huì)產(chǎn)生高熱也沒有磨損，重點(diǎn)是不受空氣和氧氣的影響。也就是說電動(dòng)機(jī)不需要考慮冷卻損耗，而輸出動(dòng)力的結(jié)構(gòu)只有一個(gè)轉(zhuǎn)子和軸承，簡單的結(jié)構(gòu)也幾乎不用考慮運(yùn)動(dòng)損耗，轉(zhuǎn)化率會(huì)有多高呢？

一臺(tái)非常先進(jìn)的國產(chǎn)永磁同步電機(jī)，最高效率達(dá)到96.7%，是普通內(nèi)燃機(jī)的3倍、是優(yōu)秀內(nèi)燃機(jī)的兩倍多。重點(diǎn)是什么呢？——使用這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的汽車百公里電耗僅僅為15kwh，也就是說一百公里只需要15度電。而同樣等級(jí)的燃油動(dòng)力汽車，其百公里平均油耗至少會(huì)在10升左右，現(xiàn)在可以討論增程式的節(jié)油模式了。

假設(shè)這臺(tái)車電動(dòng)汽車百公里電耗穩(wěn)定在15kwh，那么在電池組虧電后如果要繼續(xù)行駛，用內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)發(fā)電就得每小時(shí)發(fā)出15kwh的電。計(jì)算轉(zhuǎn)化過程中的損耗假設(shè)要以20kw的功率恒定運(yùn)行，該內(nèi)燃機(jī)假設(shè)為1.5T渦輪增壓機(jī)，峰值扭矩250N·m（1500~4000轉(zhuǎn)）；想要以20kw的輸出功率穩(wěn)定帶動(dòng)同功率的發(fā)電機(jī)，需要的轉(zhuǎn)速只需要1000轉(zhuǎn)左右的怠速轉(zhuǎn)速即可，因?yàn)?500轉(zhuǎn)左右已經(jīng)能輸出40kw的功率了。

同一臺(tái)車用這臺(tái)1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)，相同的車速需要功率得60~80kw，反推得出的轉(zhuǎn)速則需要在1700~2250轉(zhuǎn)之間。這是以中低車速巡航駕駛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需求，內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高噴油量越大。這一對(duì)比足以說明增程式電動(dòng)汽車為什么能省油了，而且對(duì)于很多中大型客貨車而言會(huì)更節(jié)油；因其燃油版需要的是5~12升的超大排量柴油機(jī)，油耗總會(huì)有三四十升百公里；而同樣的發(fā)電功率需求可以用1~2升的小排量柴油機(jī)增程，巨大的排量差即使高轉(zhuǎn)速大基數(shù)噴油也會(huì)節(jié)省很多消耗，這就是增程式電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)。
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