一趟高速跑下來,油表緩緩下降,電表飛速旋轉,這背后竟是兩種動力系統根本特性的對決。
新能源電動客車廠家分享
新能源汽車之油車與電車在高速行駛時的能耗表現差異,源于它們完全不同的工作原理。 傳統油車在高速路上以穩定速度巡航時,發動機處于熱效率區間,這時燃油燃燒充分,能量轉換效率高。
電動車在高速行駛時,則需要克服呈指數級增長的空氣阻力,并面臨電機效率下降、能量回收系統失效等問題,導致電量消耗加快。
油車跑高速省油的關鍵在于發動機找到了“舒適區”。 在高速巡航時,發動機轉速相對穩定,通常保持在2000-3000轉之間,這正好是大多數發動機的熱效率區間。
這時發動機燃燒充分,能量轉換效率高。 相比市區行駛時的頻繁啟停、怠速和加速,高速穩定行駛減少了不必要的燃油消耗。
油車配備的多檔位變速箱在高速時能掛入高 檔位,進一步降低了發動機轉速,減少了燃油消耗。 同時,平穩的駕駛狀態減少了急加速和急剎車,這對油耗來說是良好狀態。
有實測數據顯示,一輛普通2。 0排量的油車在市區油耗可達9L/100km,上高速后能降至6L多,油耗降低了近三分之一。
電動車在高速上面臨的首要敵人是空氣阻力。 風阻與車速的平方成正比,車速增加到原來的2倍,風阻會增加到原來的4倍。
這意味著以120km/h行駛時,電動車需要消耗大量電能來克服空氣阻力。 數據顯示,車速120km/h時,風阻占能耗比例高達80%。
電機的效率特性也與發動機相反。 電機在低速時效率較高,在高速運轉時,其效率相對較低,需要更多的電能來驅動車輛。
能量回收系統在高速上基本失效,市區走走停停時能回收能量的系統,在勻速行駛的高速路上幾乎無法發揮作用。 據了解,市區頻繁剎車能回收約15%電量,在高速勻速行駛時,能量回收系統基本“躺平”。
高速行駛對電動車電池來說是嚴苛考驗。 持續的大電流輸出會導致電池實際容量減小,放電效率降低。
這就像用鋰電鉆干活,慢慢鉆能鉆10個眼,持續猛鉆只能鉆五六個就沒電了。
高速行駛產生的大量熱量對電池組和電機是巨大負擔。 熱管理系統為防止電池溫度過高,可能會限制功率輸出,這就導致了電車上高速“加速無力”的現象。
同時,高溫環境會影響電池性能,導致續航里程進一步縮短。 電池在高速行駛時,需要高的放電效率,這會導致電池本身的溫度升高。 電池內阻會隨溫度升高而增加,降低其輸出效率,并增加能量損耗。
無論是油車還是電車,都存在“經濟時速”,即能源效率高的車速區間。 對大多數油車來說,這個區間一般在60-90公里/小時。
研究表明,低于或高于經濟時速都會增加油耗。 車速過慢時發動機負荷小,燃燒不充分;車速過快時,風阻顯著增加。
電車雖然高速能耗增加,其經濟時速通常也低于高速巡航速度。 這意味著電車在高速上的能源效率并非處于狀態。
從能量轉換效率來看,電車總體上仍比油車有效。 電動車的能效可以達到80%到95%之間;燃油車在同一速度下的能效只有約5%到35%,通常低,再加上變速箱的損耗,整體效率還會打個八折。
為什么電車高速續航表現反而差呢? 這是因為油車本身在低速時效率太低,電車效率一直較高,所以真實地反映了高速需要更多能量這個現實。
舉個例子,50升汽油所含的能量大約相當于450度電。 如果只看能量儲備,汽油車的能量是電動車的將近10倍。
這意味著即使油車能量轉換效率低,其初始能量儲備遠超電車,這也是為什么油車高速續航表現優的原因之一。
開電車跑高速,表顯續航嘩嘩往下掉;換油車踩油門,油耗反而越跑越低,這種反差讓無數車主感到困惑。
有經驗的車主發現,電車市區能跑400公里,上了高速就只剩300公里,續航打七折成常態。
油車能長期跑120公里/小時以上,電車就費勁了。 這還得歸功于變速箱。 油車靠變速箱調節動力輸出,雖然高 檔位扭矩小了點,但整體還能保持不錯的輸出。
電車沒變速箱,完全靠改變電信號來控制速度。 起步扭矩是大的,扭矩一直保持不變,后期加速全靠提高電機轉速,這就跟使蠻力一樣,特別耗電。