电动汽车有没有发动机,如果以后都是新能源电动汽车了还有必要研发发动机吗?

错误描述纠正:电动汽车同样需要发动机名词解释:engine_发动机,概念指能够将某种形态的能量转化为机械能的机器,是「产生动力机器」的统称概念电动汽车有没有发动机。Engine_发动机类型丰富多样,比如燃油动力汽车装备的往复活塞式内燃机,船舶舰艇使用的外燃式蒸汽机,以及航空航天领域的喷气式发动机,还有今天知名度极高的电动机等等。不同类型的交通工具适合不同类型的发动机,不过汽车在淘汰笨重的外燃机之后还有两种机器可选,下一步淘汰的将会是内燃机。

电动汽车有没有发动机,如果以后都是新能源电动汽车了还有必要研发发动机吗?

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内燃机因为什么普及?电动汽车与燃油动力汽车的普及在同一阶段,均在20世纪初(一战之前)。第一批普及的汽车实际为电驱动,发动机类型以「轮毂电机」为主;原因为电动机的运行非常非常的安静,而内燃机仅仅比外燃机好一些而已,但比电动机还是差的多。但为什么内燃机取代电动机率先普及了呢?原因在于能源补充的便利性。

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知识点:初期的电动汽车因动力电池的能量密度限制了续航能力,知名度最高的是爱迪生的「镍铁电池」。装备这种电池的汽车续航里程只有几十公里,这一标准对于当时的和平年代的C端用户而言是够用的,因为笨重的蒸汽机车续航里程也很短。理论上只要留给发明家们的时间足够充裕,续航里程怕是在20世纪中叶就能达到当下的水平,但是时间不等人啊。

在电动汽车普及的初期阶段,石油开采技术突飞猛进,为了让这种能源成为主流而开启了不正常竞争。其次一战与二战成为20世纪全球最大的伤痛,但同时也加强了「战地通勤」效率要求的提升;电动汽车的充电便利性与续航能力在战时还不能满足需求,燃油动力汽车虽然NVH水平差但加油便利,于是自然而然的因刚需而普及。在数十年的使用经历中又形成了汽车的普及形态认知,所以在战后仍旧被接受并延续了,然而这是个错误。

内燃机&电动机关键差异:转化率内燃机是通过燃烧燃油产生热能,利用燃烧过程中分子无规则的剧烈运动产生推动力(热能),驱动活塞连杆曲轴运转输出动力。这种“热机”存在非常大的能量损耗,因为能量的传导是无序的,同时复杂的机械结构在运行中也会消耗能量;热能被低温物体冷却吸收也会消耗一部分,结果导致燃烧产生的总热能中,只有平均35%左右能够转化为有效功,这一比例叫做「热效率」。

电动机是通过电流输入到电磁线圈形成电磁场,与永磁体的磁极互斥驱动转子运转。其简单的原理与简单的结构有非常高的能量转化率,即使是水平一般的电动机也能达到90%左右,高效电动机可以高达95%~97%。消耗等量的能量,电动机可以输出的功率会高很多,或者说浪费的能源会少很多;同时电动机的转子与电磁线圈并不接触,悬浮的状态自然不会产生和内燃机一样的振动与噪音,所以体验也会好很多。

重点:电动机的性能可以「碾压」内燃机。原因为电流的传输速度仅次于光速,只要在起步时让动力电池以最大倍率放电,在电动机运转的第一转就能爆发最大扭矩;而内燃机即使是高压缩比的柴油机,其峰值扭矩也要在1500rpm左右才能爆发。“低转爆发力”没有比电动机更强的机器了,所以高铁动车、船舶潜艇都在使用电机驱动,柴油机组只是用以发电而已。这就是电动机的魅力,那么在动力电池储能技术成熟之后,还有必要研发内燃机吗?

总结:内燃机的普及是历史的巧合(或必然),而技术领域的必然则是电动机替代内燃机。现阶段的动力电池成本已经可控了,某些优秀的磷酸铁锂电池只需要几百元1kwh(度),能量密度可以达到非常NCM三元锂的高标准;从2020年开始,续航里程足够理想且价格足够低的电动汽车将会陆续问世,燃油动力汽车的加速退场是势不可挡的,当然原因主要是石油储备的捉襟见肘,内燃机必然将成为过去式。

编辑:天和Auto

内容:共享天和MCN头条号

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2021-10-31

2021-10-31