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内燃机时代终将结束!45%热效率天花板,如何抗衡效率95%的电机?

2022-05-17| 来源:互联网| 查看: 317| 评论: 0

摘要: 当下这个时代,总是会有人说:电动机的加速快,内燃机已经到了末日尽头。但是也有人说,电动汽车还有很多局......
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当下这个时代,总是会有人说:电动机的加速快,内燃机已经到了末日尽头。但是也有人说,电动汽车还有很多局限性。但是,电机取代内燃机作为驱动方式的趋势,已经是势不可挡。因为新能源的发展路线不只是纯电,混动、增程式、燃料电池都是电气化的发展形式之一。

之所以内燃机会被电机取代其中一个很重要的原因就是,电机的效率要完胜内燃机。汽车工业发展的一个多世纪,其中最主要的课题就是提高内燃机的热效率,目前内燃机的最高热效率是43%,但是在上世纪50年代,发动机的热效率就达到了30%左右,但是随后的70年,内燃机的热效率仅仅提升了13%。

而电机的效率可以说是出道即巅峰,主流的永磁同步电机的效率都在90%以上,最高效率超过97%。两者在效率方面的差距几乎差了一倍。

有人肯定要说,你只算电机效率,怎么不算算发电效率和电力传输的损耗,的确,那我们就来好好算算。

我国目前60%的电力来自火力发电,而火力发电的效率大约在40-45%之间,最高接近47%,我们按照40%计算。电力传输过程中1000千米的损耗大约是2%-5%,充电桩的传输效率大约是70-80%,粗略计算,从化石燃料到转化为动能整个生命周期的效率大约是在26%左右。这么看来,是不是觉得电动汽车的效率其实还没燃油车高?

但是你得想这么两个问题。第一个,最高热效率只是实验室工况,日常使用是不可能实现的,以最高热效率40%的发动机为例,但是实际上能够达到多少呢?在市区行驶的时候,绝大多数的情况下都不到20%,拥堵蠕行的情况下甚至不到10%,即使跑高速,也达不到40%,大约在30-35%之间。

第二个,电能从发电这一步就算起,那汽油为什么从终端算起?电力传输网络只要建立起来之后,运输过程中的成本是非常低的,但是石油的运输储存,也要耗费大量的人力物力财力,这些都会计算在油价之中,反映在你行驶的每一公里用车成本里。

更关键的是,除了火力发电以外,国内还有占比40%的风力、地热、核能和太阳能发电,这部分发电都是不使用化石燃料的,损耗也就无从谈起。更何况,在低谷期的电能是不能储存的,不用掉也是白白浪费掉,而新能源汽车正好可以实现削峰填谷的作用。

当然了,电动汽车依然存在充能时间长,低温续航衰减严重,充能不方便等问题,但是这主要是电池的锅。在电池技术难以突破的当下,混动汽车就是一个很好的解决方案,既能充分利用电机的高效率,也能兼顾燃油车在补能时间和补能便利性的优势。电动汽车很难短时间内普及,但是内燃机作为唯一驱动单元的时代已经结束了,未来10年,混动和纯电车型将会是两分天下。

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