电动汽车效率，与内燃机汽车和电动汽车相比，飞行汽车的效率如何

福特和密歇根大学最近进行了一项研究，以了解与内燃机汽车和电动汽车相比，垂直起降(VTOL)车辆的效率如何电动汽车效率。《底特律新闻》(The Detroit News)周二部分公布的结果有点令人惊讶。

首先，应该澄清的是这项研究具体研究了电动垂直起降(VTOL)车辆的理论效率，而不是像鹞式战斗机（Harrier Jet）这样的东西。这会产生巨大的差异。

福特和密歇根大学的研究发现，对于22英里及以下的短途旅行，汽车 - 尤其是电动汽车 - 在能耗方面会更有效率。这主要是因为获得车载空中需要大量的能量。然而，超过22英里，飞行汽车开始向前推进。从本质上讲，飞行汽车的设计是以最小的阻力在空中滑动，因此电机不必非常努力地保持速度。

在超过62英里的行程中，飞行汽车效率比汽油动力汽车效率高52％，比电动汽车效率高6％。能效提高6％并不是什么值得大书特书的事情，特别是在比较电动汽车和VTOL车辆之间可能的成本差异时。

不过福特和密歇根大学如何获得这些数字呢？由于目前没有任何广泛使用的飞行汽车在公众使用，所以为了获得研究数据，密歇根大学必须去几个飞行汽车原型制造商并要求访问他们的数字。样本量小，数据的实验性质不理想。

此外，这项研究没有考虑飞行汽车效率与轻轨或公共汽车等其他交通方式的关系。它也没有提到运营商和消费者的潜在成本。

“当我们专注于为智能世界提供智能车辆的承诺时，我们的团队将继续研究所有可以提供行动自由并推动人类进步的创新途径，”福特代表在一份声明中表示。“与密歇根大学在垂直起降飞机（VTOL）可持续性影响方面的合作是我们不断推动创新的一个很好的例子。”

如今，道路上越来越多的车辆挂着以绿色为主色调的新能源车牌，这些车辆中有部分是纯电动汽车，它们仅依靠电力驱动，十分环保。对于电动汽车的使用来说，大家最关心的还是充电问题。目前电动汽车的充电主要有两种方式：自带充电器充电和充电桩充电，那么哪种效率高呢？

先来说一下自带充电器充电方式。这种方式将车载充电机安装在电动汽车上，采用220V单相交流电进行充电，充电电流一般为16A或32A，最大功率一般是3.5kW或7kW。因为车载充电机占用一定的车内空间，在有限的汽车空间里设计功率相对不大，决定了输出功率不大，所以充电速度比较慢。充电时间大约在5至8小时，充电效率较低，可以在上班或夜间充电时采用这种方式，例如在夜间充电可以充分利用波谷时的较低电价减少充电费用。

再来说一下另一种充电方式：用充电桩为电动汽车充电，它采用直流形式充电，电源侧为直流充电桩，直接对蓄电池进行充电，可以进行大电流充电，充电桩的输出功率可达30kW到60kW。所以采用充电桩进行充电时可以大大缩短时间，受电池特性、环境温度等因素影响，充到80%的电量大约需要40分钟，充电效率较高。

以上就是电动汽车自带充电器效率比不上充电桩的原因，即电动汽车慢充和快充两种充电方式的区别，车主可以根据实际情况合理选择。

随着电动汽车的普及以及电池技术的提升，相信汽车充电会越来越方便，充电时间会不断减少，在不久的将来电动汽车充电会像燃油汽车加油一样便捷。

新能源电动汽车没有变速箱，只有一个固定速比的减速箱。这个减速箱可以理解为汽车变速箱的最高档位，传动比与变速箱高档位是一样的。电动汽车虽然没有变速箱，但是依然可以自由变速，这是因为电动机转速宽泛的原因，最高转速可以达到1-20000转/分，这是内燃机做不到的。

燃油车配变速箱，是因为内燃机并不能直接驱动车辆，内燃机低转速的时候输出扭矩很低，无法直接驱动车辆。只能通过减速的办法来增加扭矩，减速增加扭矩的原理与杠杆原理是一样的。变速箱一档的传动比在3-4倍之间，主减速比4倍左右。因此一档时发动机扭矩被变速箱放大3-4倍，经过主减速后扭矩又放大一次，放大4倍左右，最终放大16倍。这样才有足够的扭矩来驱动汽车起步，但是传动比太高，虽然扭矩上去了，而转速却降了下来。车子最高时速受到限制，油耗激增、噪音震动加大。因此还需要更多档位，车辆启动后对动力需求是不断降低的。而对转速需求是不断升高的，因此变速箱需要多个档位。起步时需要高扭矩通过低档位实现，起步后车辆需要提速时通过高档位实现。

而电动机的特性则与内燃机大大不一样。内燃机最大扭矩需要转速支持，涡轮增压发动机在1500转/分以上时才能输出额定扭矩。而电动机的特性是低转高扭矩，在较低的转速下就可以输出额定扭矩。

在而定转速范围内，电动机工作在恒转矩状态，例如某电机0-4000rpm转矩始终是300Nm。超过额定转速后电动机转矩会随着转速增加降低。因此电机的特性适合用来驱动汽车，低转速就可以输出额定扭矩，不需要变速箱降低转速来提高扭矩。减速箱速比设定可以更低一些。同时电动机的转速非常高，超过内燃机一倍以上，电动机转速超过额定转速后电动机就进入了恒功率区间。这时候转速提升后转矩会降低从而功率不会改变。功率＝转速×扭矩。因此即使超高的转速也不会增加耗电量，超高的转速可以使车辆达到一个较高的速度，完全可以满足车辆对速度的要求。

因此只要调节电动机转速就可以控制车速。电动汽车大多数采用用直流无刷永磁电机，少数采用交流感应电机(特斯拉)。永磁电机调速要简单一些，永磁电机效率也比较高，而交流电机调速要困难一些，效率也低一些。

直流无刷电机是需要驱动的，定子的三相线圈一次通电后产生一个旋转磁场推动永磁转子旋转。而转速调节则通过PWM驱动来实现的，通过调整占空比来实现，占空比改变后定子线圈上的有效电压也随之改变，电压改变电流改变。励磁磁场强度改变，从而达到了调整电机速度的目的。

题外话:常说的比亚迪自主研发大功率IGBT模块，就是上面电路图中的开关三极管(绝缘栅双极型晶体管）。是调速器最关键的功率部件，我国大功率开关管模块一直被英飞凌、三菱、富士电机为首的国际巨头垄断，国产化占比长期处于较低水平。比亚迪取在核心技术上有所突破，完全可以取代进口IGBT模块。