為什麼電動車在高速上續航里程會大幅降低而汽油車則可以跑得更遠?

時間 2021-05-05 15:18:50

1樓:皆電

主要是因為風阻。滾動阻力=滾動阻力係數×車輪負荷。高速公路上行車,滾動阻力基本保持不變,這一部分影響較小。

空氣阻力=(1/2)×空氣阻力係數×空氣密度×迎風面積×(車速)。高速行車,空氣阻力將與車速的平方成正比。這一點就很可怕了。

我們大多數人對於汽車的認知都始於燃油車,由於複雜的轉動結構和機械屬性,燃油發動機存在乙個最佳經濟工況區間。當發動機處於這個轉速區間時,氣缸內的活塞運動與進氣效率達到最佳,汽油燃燒最充分,同時發動機的傳動比也達到最高效平衡。高速行駛時,此時效率與風阻取得乙個良好的平衡,燃油經濟性達到最佳。

你可以說,燃油車在複雜的市區工況行駛時更加費油,所以高速行駛顯得更加省油。

反觀電動車。電動車不存在發動機複雜的機械結構,不需要考慮汽油的燃燒效率和能源轉化率。它的動力來自於鋰電池中儲存的電能,能量輸出相對發動機而言更加均勻。

此時,主要影響因素就來自車速與風阻,車速提公升導致風阻增加,電動車為克服阻力而前進,所需要輸出的功率也越高,進而電量消耗越快。

2樓:宿命

看大家說了這麼多,其實最重要的一點就是電動車沒有變速箱,仔細想想就明白了,高速上燃油車是最高檔位,也就是最高的傳輸效率,而電動車就是純靠功率拉起來的速度,肯定能耗更大嘛

3樓:嚴選好車

·電動機與汽油機優勢工作區間不同·

作為汽油發動機,不管是自然吸氣還是渦輪增壓,經濟高效的工作區間都相對接近,基本上可理解為「功率與轉速成正比」想要開得快、加速時間短,提公升轉速是唯一途徑。

發動機能高效產生轉矩時的轉速被限制在乙個較窄的範圍內(即經濟執行區),因此需要變速器適應這一特性。所以,在堵車的環境中發動機本身不在經濟區間、變速箱也不能施展拳腳,轉速反覆上公升下降會造成油耗的增加。一旦在中高速均速行駛工況下,發動機的轉速可以在「超速檔」的幫助下工作在最經濟的區間,僅需要一些功率克服風阻及輪胎滾動阻力,所以發動機可以在跑高速時獲得乙個較經濟的油耗水平。

電動機的動力特性與汽油機完全不同,電動機有乙個「基準轉速」的概念,在此轉速之前,電動機的效率最高,通常這個基準轉速在1500-2000多轉不等,這意味著中低行駛,電動汽車的效率更高、能耗最低。

速度越高、電機轉速越高,相應的能耗也越高,續航自然也越少。特斯拉曾經做過一項資料統計,如上圖顯示平均時速越高,車輛實際續航也越少,60km/h也是特斯拉能實現最長續航的時速值。簡單的說,電動機與汽油機的經濟工作區間不一樣,前者集中在中低速,後者集中在中高速。

·風阻對電動車影響更明顯·

風阻係數是可以影響所有汽車在高速行駛時的能耗,由於純電動車在續航上的「敏感性」,風阻耗能佔比會變大,這一數值也被更加重視了,因此很多車型都會宣稱產品在這方面的成果。理論上來說,風阻係數每降低0.01,續航里程可以比原來提公升15-20公里。

這個數值在汽油車上不算什麼,在純電動汽車上也屬於「分毫必爭」的乙個因素。

在奧迪e-tron這款電動車上,奧迪首次量產了一種新的外後視鏡解決方案,用攝像頭取代傳統的鏡面、用顯示屏在車內檢視車輛外部資訊,這種設計使得外後視鏡的撞風面積大大縮小,減小了風阻也減少了噪音,借助虛擬的外後視鏡,奧迪e-tron的風阻係數做到了0.27,奧迪官方稱可提公升約35km的續航,在未來「虛擬後視鏡」將會是一種較為普及的做法。

·減速器/變速箱是關鍵·

純電動汽車絕大多數沒有「變速箱」的概念了,只有「單級減速齒輪」,利用電動機的轉速調節車速,這是純電動汽車在高速巡航時能耗表現不佳的一大因素。如果你騎過普通自行車和變速自行車,你會發現在速度較快時,擁有「變速箱」的自行車高速時更省力,純電動車就像那個普通自行車。

現在已經有部分車型開始考慮加入「兩級變速器」,比如保時捷Taycan,但是更多的車型長時間內還是只依靠單級齒輪變速。

·總結·

電動汽車高速時能耗高、續航變少,這是它先天的特性條件決定的,考慮到成本的因素單純依靠增加電池組也不是萬能良藥,它需要降低風阻、降低車重、提高能量密度等多個環節的共同努力。

所以,「電動車高速巡航時的續航」與「汽油車堵車時的油耗」的一樣,都是本身屬性,只不過電動汽車受到的影響更大,未來伴隨多檔變速箱廣泛的應用和電池能量密度的提公升,高速續航這一問題將被逐漸解決。

4樓:吳至信

就乙個非常簡單的說法。風阻太大造成的,然而實際上汽車在高速上並不是最理想的省油狀態。基本燃油車的理想省油狀態是勻速50-60km,發動機一直在工作,轉速也不高,熱效率正好,但是事實是常常啟啟停停,順便來個急加速,所以最後在城鎮開車油耗反而10+。

如果勻速跑的條件成立的話,在50-60公里差不多是4-5個油耗,而上到高速後,速度加到100+。風阻增大,轉速提到2000+轉。勻速跑幾小時後油耗達到了6-7個。

就會給人感覺比城鎮跑得遠。而電動車在高速和低速時耗的能量差距不大。到了高速以後反而因為風阻增大和速度增加需要提供更多的電能。

所以才會跑不遠

5樓:公尺公尺巴

看了很多回答,也查了一些網上科普文,以我的理解通俗總結一下:

電動車,20-30公里/小時最省電,速度越快,風阻越大,越耗電,所以120公里時速跑高速耗電大;

汽油車,0-30公里最耗油,80公里最省油,120公里時速油耗增加,但比低速時還是省油得多。

所以,關鍵是講清了電動車時速20-30公里最省電這一點,就很好理解了。但是,電動車可能覺得這有點沒面子,哈哈。

6樓:

簡而言之:出來混總是要還的(跑高速露餡)

無法否認電池能量密度就是不如油

混動就很有意思,拿電池當cache,內燃機事先研究好幾個固定工況,輸出多退(充電)少補(放電)達到燃油效率最高(豐田)。還有低速發電中速混合高速直連的本田。對車企就可以安心研發固定工況高效內燃機了。

7樓:Simon

沒有乙個回答者在說明變速器的重要作用啊

那就用我的308來演示一下模擬電動車跑高速工況,那就長話短說

眾所周知絕大部分電動車是沒有變速器的,所以輪子轉多少圈,電機主軸也跟著轉多少圈(這裡忽略電動車車軸齒輪存在的齒比變化),輸入軸:輸出軸為1:1

而變速器的最高檔又叫超速檔,我用愛信的6AT的轉動比來解釋:

308的愛信6AT變速箱

4.044 2.371 1.556 1.159 0.852 0.672

我們可以看到1檔齒比為4.044,說明輸入軸(發動機)轉動4.044圈,輸出軸(車輪)轉動1圈,4.044:1。

同理,6檔時齒比為0.672,此時輸入軸(發動機)轉動0.672圈,輸出軸(車輪)轉動1圈,0.672:1。

以我的308為測試,實測手動模式掛上6檔跑120km/h需要2200轉(油耗6個),如果以最接近電動車1:1的4檔為準,那麼掛上4檔跑120km/h需要接近3800轉,則需要近10個油。

那我們計算一下,308的油箱52公升,以最高檔6檔跑120能續航860km,但是以4檔跑就只能跑500km

結論:續航這不就是降了嗎?

@上汽榮威 你家的Marvel X用了兩個檔位的減速器,具體什麼效果應該比我這個外行更清楚吧

8樓:Mr.PandaZhao

我們在日常推東西的時候會發現一開始是最費勁的,然後會越來越省力車也是一樣,發動機在起步的時候需要更多的力氣,不僅要維持更高的轉速,也要加大噴油量,而速度快了就可以在變速箱的作用下以比較低的轉速維持速度,而且在行車電腦的控制下也會因為不必要輸出多餘的動力而減少噴油量

電動車是單速變速箱,這也就意味著即使是高速也需要電機全力輸出,自然就會消耗巨大,這也是現在很多廠商在努力研發電動車的多速變速箱的原因…

當然還有其他的原因我不太懂就不說了

9樓:區金鵬

太多答案打廣告秀智商,逼得我都焦急了。

首先高速風阻問題,無論汽油車還是電動車是遇到同樣的高速風阻比低速風阻大的問題,而且是平方增大。

電動車的電機效率在高速和低速的情況下差不多,所以低速風阻小耗能小,高速風阻大耗能高,這應該是最容易理解的。

但是汽油車有個特殊情況,就是內燃機在一定平穩速度的效率特別高,變速或者特別高速或者特別低速的效率特別低,內燃機效率的影響遠遠大於風阻的影響。汽油車有特殊的因素。

先理解簡單的電動車,再考慮複雜的汽油車。

10樓:siqi wang

簡單來說,電動車才符合能量守恆。

速度越快,風阻越大,車子需要克服的阻力越大,需要付出的能量也越大,這個是物理性質決定的,和電動車汽油車沒關係。

那為什麼汽油車高速省油呢?

其實要分開考慮,汽油車在市區低速行駛時,走走停停,真正用於驅動車輪的能量消耗其實只佔了很小一部分,大部分都是被拜拜消耗掉。如果是僅算有效驅動的話,其實汽油車應該也是速度越快,油耗越高。但是由於內燃機的天生設計原理,在低速狀態,達不到乙個高效的,有效的能量輸出,所以給人造成了高速反而省油。

電動車,由於電機的特性,無論高速低速,有效輸出的比例基本差不多,所以速度越快,能量消耗越大,造成高速反而續航短。

11樓:maomaobear

回答好多是乙個大長篇說三句話就是說明白的問題……。

簡單說,超過一定範圍的高速所需的能量遠高於低速行駛。

特斯拉官網有個圖,顯示不同速度下特斯拉的功耗。

超過80公里以後,因為風阻的急劇增加,所需的能量也急劇增加。

所以,高速電動車續航下降。

其實,燃油車高速消耗的能量也是增加的。

同樣勻速跑,燃油車也是超過一定速度油耗急劇增加,布加迪威龍跑極速油耗嚇死你。

燃油車理想狀態市區是低油耗的。

而事實是燃油車市區油耗不低,這是因為燃油車市區跑不了理想的狀態。

低速階段,反覆啟停,變速,讓發動機處於低效狀態造成了巨大的浪費。

這個浪費太大。

本來低速需要4個油,高速需要6個油,但是低速低效工況的浪費就浪費了6個油。

結果實際油耗低速10個油,高速6個油。

所以才有串聯動力的混合動力汽車

跑發動機一直處於高效執行,市區不浪費,哪怕多一次油電轉換的浪費,也比直接浪費省油。

這也是我推崇,插電混合動力的原因。

市區就不應該讓發動機運轉,充電跑就是了。

高速發動機效率高的時候,讓發動機直接去跑。

不要再做一次油電轉換。

國家補貼,應該補貼電機和100公里電池的成本價。

再強制所有固定車位安裝空調功率的插座,不要昂貴的充電樁。

白天上班,晚上充電,睡覺時間,空調插座的功率就夠跑100公里了,一般人上下班一天根本跑不了100公里。

這樣市內用電,沒有空氣汙染,石油也省了不少,夜間電力低谷也有地方用了。

現在電動車續航里程達到多少才能滿足出行?

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