相信大多数用过纯电汽车的人都回不到油车上了。但是电动汽车为啥香?透过现象看本质,今天我们来聊一聊电车和油车在能量转换效率上的不同。
首先科普一个小常识:电动汽车叫新能源车是一个不准确的表达。1895年6月11日,在法国巴黎举办了“第一届国际汽车大奖赛”,参数车辆22辆(另一说是23辆),其中16辆内燃机车(即现在我们俗称的油车),6辆蒸汽机车,以及1辆纯电车。
比赛的结果是,抵达1100多公里外终点的只有8辆车,其中7辆油车,1辆蒸汽机车,并且7辆油车包揽了前7名。通过这次比赛,确定了整个20世纪里油车的绝对统治地位。而那辆电车因为续航的原因,没有能跑到比赛的终点。
所以,至少在约130年前就有电动汽车了,他不是今天才出现的新事物。当然这也不妨碍我们继续把包括电能、氢能等作为能量载体来驱动的车辆叫做新能源车。这是题外话,不做延伸。
为什么大家都觉得电动车省钱?我们就从油和电两种能源的成本、效率方面入手做个粗浅的计算、比较。
首先看看能量密度。
汽油:
● 一公斤汽油包含44MJ(兆焦,下同)的能量
●一公斤汽油=1.37升
● =>一升汽油包含32.12MJ
l假设一升汽油价格8元,则汽油的单位能量的价格为:8/32.12=0.25元/MJ
电:
● 一度电(1kWh)含能量3.6MJ
● 常见家庭电费0.6元/度,则电的单位能量的价格为:0.6/3.6=0.17元/MJ
● 就算假如在公共充电站充电价格贵一点,以峰时1.5元/度来算,为:0.42元/MJ(谷时电价可能仅0.3-0.5元/度,暂且不算)
从上述对比可发现,单位能量的单价,总体上来说,汽油和电的成本是相当的。由于计算电用的数据是选偏高的价格(1.5元/度为的峰时电费,但毕竟大多数情况下电车主会选择谷时或平时取充电),所以实际上电的单位能量成本要比汽油跟低些。在此我们姑且认为两者相等吧。
再看每百公里耗能:
● 油车:假设百公里平均消耗8升汽油(取油耗较少的轿车平均值),则消耗能量:8升*32.12MJ/升=257MJ
● 电车:假设百公里电耗18度(笔者双电机SUV使用一整年的平均值,如是单电机轿车理论上会更省电),消耗能量为:18度*3.6MJ/度=64.8MJ
综上,同样行驶100公里,油车消耗257MJ能量,而电车消耗64.8MJ,约为油车的四分之一。也即是,在每兆焦能量价格相当的情况下(假设一样),油车要比电车消耗多3倍的能量,花费的燃料费当然也要多3倍。
那么为什么油车要比电车消耗多3倍的能量呢?一个主要原因是,内燃机和电动机的做功效率差异极大。查询资料可知:
内燃机的效率:28%-35%
电动车普遍使用的电机效率:90%-98%
最后再换一个角度比较:
同样装满油或充满电,跑大约500公里,油车的油箱和电车的电池中携带的能量相差很大:
● 油车:假设油箱容积50升,则包含能量:50*32.12=1606MJ
● 电池:假设电池容量90度电,则包含能量:90*3.6=324MJ
总结
随着电池技术的发展,如果电池的储能密度不断提升,每辆电车可以携带的电能将原来越多:100度,120度,150度,甚至200度……电车充满一次电,将可以跑得越来越远。
更别说一旦未来固态电池等新产品新技术的推广,冬季的电池效率下降、易燃易爆的危险等问题也将得到根本的解决。
这是可以看得见的未来!

