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從燃油向純電時(shí)代的轉(zhuǎn)變,更像是一場(chǎng)汽車的自我進(jìn)化

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盡管純電動(dòng)車的出現(xiàn)并沒有受到所有人歡迎,但不可否認(rèn)的一點(diǎn)是,當(dāng)前純電動(dòng)車的出現(xiàn),更像是一場(chǎng)汽車的自我進(jìn)化,從機(jī)械燃油時(shí)代向電子電器時(shí)代的進(jìn)化。

有朋友表示1900年電動(dòng)車都已經(jīng)滿大街跑了,當(dāng)前電動(dòng)車的出現(xiàn)應(yīng)該是一種返祖現(xiàn)象。其實(shí)并不能這么理解,因?yàn)橐话俣嗄昵暗碾妱?dòng)車,并沒有太多電控技術(shù),感應(yīng)電機(jī)的功率大小也完全依靠機(jī)械開關(guān),所以他的功率上限非常有限。

而在IGBT被開發(fā)出來(lái)之后,電動(dòng)機(jī)功率才可以有更大上探空間,低內(nèi)阻SiC的出現(xiàn),更是給電動(dòng)機(jī)功率以及轉(zhuǎn)速提升提供了更大發(fā)展空間。因此,我們可以說一百多年前電動(dòng)汽車的原理和當(dāng)前電動(dòng)車原理一樣,但具體到技術(shù)環(huán)節(jié),其實(shí)跟當(dāng)前汽車與第一臺(tái)燃油車的差距一樣,不可同日而語(yǔ)。

車輛從外燃機(jī)也就是蒸汽機(jī)時(shí)代過渡到內(nèi)燃機(jī)時(shí)代,其最大的改變就是能量利用率直線提升。

在內(nèi)燃機(jī)時(shí)代,為提升內(nèi)燃機(jī)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(yīng)速度,嚴(yán)重依賴廢氣驅(qū)動(dòng)的被動(dòng)式渦輪,逐漸被當(dāng)前先進(jìn)的電子渦輪替代。這些發(fā)展共同指向一個(gè)方向,就是機(jī)械控制正逐漸被電子控制所取代。

那么,為什么會(huì)發(fā)生這種變化?根本原因就是電子控制相比機(jī)械控制,能量損耗幾乎可以忽略不計(jì),但在控制靈敏程度上,卻能得到百倍提升。

內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)化也是一樣,內(nèi)燃機(jī)作為以往復(fù)運(yùn)動(dòng)供能的核心部件,我們不能否認(rèn)他的偉大之處,但民用市場(chǎng)內(nèi)燃機(jī)效率極難超過50%的事實(shí),我們也應(yīng)該看清。當(dāng)然,實(shí)驗(yàn)室里的內(nèi)燃機(jī),仍具備達(dá)到60%熱效率的能力。

而內(nèi)燃機(jī)效率難以提升的根本原因就在于燃燒,只要燃燒就會(huì)發(fā)熱,發(fā)熱就會(huì)造成能量損耗。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部眾多零部件之間的傳動(dòng)也在很大程度上造成了摩擦損耗,而這些因素共同導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)效率不高。

但感應(yīng)電機(jī)和同步電機(jī)直接簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng),以往內(nèi)燃機(jī)需要燃燒才能做工的情況,在電機(jī)上只需要電和磁之間的轉(zhuǎn)化感應(yīng)就能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力,并且這種轉(zhuǎn)化效率極高,除線圈存在內(nèi)阻會(huì)消耗一部分電能以及少部分磁損外,整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)幾乎沒有能量損耗,摩擦部件也只有固定轉(zhuǎn)子的端子部分,這相比內(nèi)燃機(jī)的摩擦部件已經(jīng)減少太多太多。也正是因?yàn)檫@些原因,所以電動(dòng)機(jī)效率很輕松就能做到85%以上,極致一些的車用電機(jī),其能量利用率往往超過95%。

超高的能量利用率,注定了這場(chǎng)電動(dòng)化之路會(huì)繼續(xù)前行,只是電動(dòng)車的發(fā)展嚴(yán)重依賴半導(dǎo)體技術(shù),所以我國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展?fàn)顩r在很大程度上也直接影響了電動(dòng)車發(fā)展。至于我們擔(dān)心的補(bǔ)能時(shí)長(zhǎng)以及火力發(fā)電污染問題,這些也都在逐步改善,固態(tài)電池和風(fēng)電、光電的逐步普及以及燃料電池成本的逐步下降,將會(huì)讓純電動(dòng)車走向真正的清潔能源。

說到這里,應(yīng)該還有一部分朋友不能接受電動(dòng)車的發(fā)展趨勢(shì)。但如果對(duì)卡爾·本茨的原始客戶有所了解,朋友們應(yīng)該會(huì)對(duì)此釋然。卡爾·本茨發(fā)明汽車后,他的第一個(gè)客戶是神經(jīng)病,第二個(gè)客戶有自殺傾向,他的客戶情況明顯比當(dāng)前電動(dòng)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(qiáng)盛發(fā)展了一百三十多年。

總結(jié):

在燃油轉(zhuǎn)向純電的時(shí)代,我們會(huì)懷念?yuàn)W托、銘記卡爾·本茨、感謝狄賽爾,也始終不忘汪克爾帶來(lái)的激情。但時(shí)代終會(huì)轉(zhuǎn)變,由尼古拉·特斯拉在百年前就已經(jīng)開啟的高效電磁感應(yīng)設(shè)備,百年后終于等到了跟他全面配套的設(shè)施可以高效用在汽車身上,而汽車作為交通工具的本質(zhì)其實(shí)一直沒變,變的只是瓦特、奧托和特斯拉對(duì)不同時(shí)代的高效指引。

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