盡管純電動車的出現并沒有受到所有人歡迎,但不可否認的一點是,當前純電動車的出現,更像是一場汽車的自我進化,從機械燃油時代向電子電器時代的進化。
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有朋友表示1900年電動車都已經滿大街跑了,當前電動車的出現應該是一種返祖現象。其實并不能這么理解,因為一百多年前的電動車,并沒有太多電控技術,感應電機的功率大小也完全依靠機械開關,所以他的功率上限非常有限。
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而在IGBT被開發出來之后,電動機功率才可以有更大上探空間,低內阻SiC的出現,更是給電動機功率以及轉速提升提供了更大發展空間。因此,我們可以說一百多年前電動汽車的原理和當前電動車原理一樣,但具體到技術環節,其實跟當前汽車與第一臺燃油車的差距一樣,不可同日而語。
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車輛從外燃機也就是蒸汽機時代過渡到內燃機時代,其最大的改變就是能量利用率直線提升。
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在內燃機時代,為提升內燃機效率,分電器被ECU指令替代;為精確控制空燃比,拉線油門被電子油門替代;為提高渦輪響應速度,嚴重依賴廢氣驅動的被動式渦輪,逐漸被當前先進的電子渦輪替代。這些發展共同指向一個方向,就是機械控制正逐漸被電子控制所取代。
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那么,為什么會發生這種變化?根本原因就是電子控制相比機械控制,能量損耗幾乎可以忽略不計,但在控制靈敏程度上,卻能得到百倍提升。
內燃機的進化也是一樣,內燃機作為以往復運動供能的核心部件,我們不能否認他的偉大之處,但民用市場內燃機效率極難超過50%的事實,我們也應該看清。當然,實驗室里的內燃機,仍具備達到60%熱效率的能力。
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而內燃機效率難以提升的根本原因就在于燃燒,只要燃燒就會發熱,發熱就會造成能量損耗。此外,發動機內部眾多零部件之間的傳動也在很大程度上造成了摩擦損耗,而這些因素共同導致內燃機效率不高。
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但感應電機和同步電機直接簡化了機械傳動,以往內燃機需要燃燒才能做工的情況,在電機上只需要電和磁之間的轉化感應就能驅動轉子轉動輸出動力,并且這種轉化效率極高,除線圈存在內阻會消耗一部分電能以及少部分磁損外,整個動力系統幾乎沒有能量損耗,摩擦部件也只有固定轉子的端子部分,這相比內燃機的摩擦部件已經減少太多太多。也正是因為這些原因,所以電動機效率很輕松就能做到85%以上,極致一些的車用電機,其能量利用率往往超過95%。
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超高的能量利用率,注定了這場電動化之路會繼續前行,只是電動車的發展嚴重依賴半導體技術,所以我國半導體的發展狀況在很大程度上也直接影響了電動車發展。至于我們擔心的補能時長以及火力發電污染問題,這些也都在逐步改善,固態電池和風電、光電的逐步普及以及燃料電池成本的逐步下降,將會讓純電動車走向真正的清潔能源。
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說到這里,應該還有一部分朋友不能接受電動車的發展趨勢。但如果對卡爾·本茨的原始客戶有所了解,朋友們應該會對此釋然。卡爾·本茨發明汽車后,他的第一個客戶是神經病,第二個客戶有自殺傾向,他的客戶情況明顯比當前電動車用戶情況更不理想,但燃油車正是在這種開局不利的情況下,強盛發展了一百三十多年。
總結:
在燃油轉向純電的時代,我們會懷念奧托、銘記卡爾·本茨、感謝狄賽爾,也始終不忘汪克爾帶來的激情。但時代終會轉變,由尼古拉·特斯拉在百年前就已經開啟的高效電磁感應設備,百年后終于等到了跟他全面配套的設施可以高效用在汽車身上,而汽車作為交通工具的本質其實一直沒變,變的只是瓦特、奧托和特斯拉對不同時代的高效指引。
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