在一次網路流覽中,我偶然發現了一個引發思考的問題:為何燃油車能夠持續以140公里的時速行駛,而電動車卻顯得力不從心?
儘管確實有一些電動車型也能以這樣的速度長時間行駛,但普遍而言,只要是合法上路的燃油車,無論排量大小,都能保持140公里的時速進行長時間的連續駕駛。反觀一些小型電動汽車,在同樣的條件下則可能面臨不小的挑戰。我認為這背後主要有兩個原因。
首先,車速的提升對續航能力的影響不容忽視。
隨著車速的增加,汽車所面對的空氣阻力和輪胎滾動阻力也會相應增大。這就要求發動機或電動機輸出更多的動力以維持車速,從而導致耗電量或耗油量增加。
對於燃油車來說,由於燃油具有較高的能量密度,加滿一箱油后可以支援很長時間的行駛。而且,通過變速箱的調節,發動機可以在較高的負荷區間內工作,從而提高熱效率。因此,燃油車即使以相對較高的速度連續行駛,對續航的影響也相對較小。
然而,電動車主要依靠電動機驅動,大部分沒有變速箱,高速行駛時完全依賴電機提高轉速來提供動力。這不僅會導致電機效率下降,還會增加耗電量。再加上電池包的能量密度相對較低,因此電動車在高速行駛時對續航的影響更為顯著。
其次,動力系統的限制也是一個重要因素。
當汽車以140公里/小時的速度行駛時,大約需要35千瓦左右的功率。這對現代燃油家用車來說基本不成問題。即使是1.2升排量的麵包車,其發動機的最大功率也可以輕鬆達到60千瓦,並且這個功率是發動機可以穩定持續工作的。因此,不僅用35千瓦行駛毫無壓力,即便以額定最大功率連續行駛也不成問題。
相比之下,電動汽車的電動機雖然能在短時間內超負荷工作,此時輸出的功率遠高於額定功率,稱為峰值功率。例如,額定功率70千瓦的電動機,其峰值功率可能高達125千瓦;額定功率35千瓦的電機,峰值功率可達70千瓦。
因此,製造商不需要使用過大的電機,日常駕駛時額定功率已足夠,偶爾超車提速可以讓電機超負荷運行來獲取足夠的功率。但是,當車速足夠高時,電機就無法長時間維持這種狀態,因為電機、電池、電控系統都可能因發熱量過大而導致散熱壓力升高,進而進入保護狀態。
不過在我國,高速公路的最高限速通常為120公里/小時。這意味著時速140在日常用車中的實際意義並不大,更多地讓我們理解了其中的原理。