关于增程式电动汽车节油的原理解析

（文章来源：汽车科学岛）

增程式电动汽车为什么能节油，这一问题应困扰了很多汽车爱好者。大部分人认为增程式电车是“脱裤子放屁”，让燃油转化为电、用电驱动汽车——意义何在呢？意义在于电动机与内燃式热机的能量转化效率差异巨大。

内燃式发动机是通过燃烧燃油产生热能，利用燃烧过程中分子运动推动活塞运转转化为机械能——这是热机的主要缺点。因为热能转化动能的过程会有很大的损耗，比如冷却液与机体的冷却损耗（低温物体会吸收热能），活塞在往复运动的过程中与缸体的摩擦会有运动损耗，进排气压力与温度的变化也会损耗动力。燃烧燃油产生的热能绝大部分都会被浪费掉，会浪费多少呢？

热能能有效转化为动能的比例仅仅是30%~40%，且绝大多数车辆的内燃机只能转化30%多一些，而且是在热机的理想工况中。可以这样理解：消耗1升汽油只有300多毫升真正是动力，其他都用以做“无用功”了。这就是内燃机作为发动机驱动汽车的巨大损耗，可以说水平相当的低。

电机的运动原理是利用磁场，动力电池组将电流以接近光速的高速输送到电动机的电磁线圈，在刹那间会形成电磁场。以永磁同步电机为例，电磁场与永磁体的磁极产生相互作用则等于推动力；这一过程中既不会产生高热也没有磨损，重点是不受空气和氧气的影响。也就是说电动机不需要考虑冷却损耗，而输出动力的结构只有一个转子和轴承，简单的结构也几乎不用考虑运动损耗，转化率会有多高呢？

一台非常先进的国产永磁同步电机，最高效率达到96.7%，是普通内燃机的3倍、是优秀内燃机的两倍多。重点是什么呢？——使用这台电动机的汽车百公里电耗仅仅为15kwh，也就是说一百公里只需要15度电。而同样等级的燃油动力汽车，其百公里平均油耗至少会在10升左右，现在可以讨论增程式的节油模式了。

假设这台车电动汽车百公里电耗稳定在15kwh，那么在电池组亏电后如果要继续行驶，用内燃机带动发动机机发电就得每小时发出15kwh的电。计算转化过程中的损耗假设要以20kw的功率恒定运行，该内燃机假设为1.5T涡轮增压机，峰值扭矩250N·m（1500~4000转）；想要以20kw的输出功率稳定带动同功率的发电机，需要的转速只需要1000转左右的怠速转速即可，因为1500转左右已经能输出40kw的功率了。

同一台车用这台1.5T发动机直驱，相同的车速需要功率得60~80kw，反推得出的转速则需要在1700~2250转之间。这是以中低车速巡航驾驶时的发动机转速需求，内燃式发动机转速越高喷油量越大。这一对比足以说明增程式电动汽车为什么能省油了，而且对于很多中大型客货车而言会更节油；因其燃油版需要的是5~12升的超大排量柴油机，油耗总会有三四十升百公里；而同样的发电功率需求可以用1~2升的小排量柴油机增程，巨大的排量差即使高转速大基数喷油也会节省很多消耗，这就是增程式电动汽车的优势。
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