各位车友肯定听过一句话,跑高速开油车会省油,但跑高速开电车会更费电。
这种说法究竟靠谱不靠谱?其中的原因是什么?
先回答大家的问题,油车高速省油而电车高速费电,这个说法并不完全正确。
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一辆油车到底省不省油,其实看它的热效率就知道了。
说起日系车,很多人就会联想到省油两个字,不是因为以前日本人的发动机热效率很高,突破了40%。
当然了,40%的热效率放在现在看并不高,因为国内不少汽车厂商的发动机早已经将热效率突破了46%。
热效率越高,汽车的油耗就越低。
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想知道为什么燃油车跑城市道路费油,而跑高速会省油,只要解开车速和热效率之间的关系就可以。
因为一辆车的热效率并非一成不变,它会跟着发动机的负荷变化而随之产生变化,准确来说一辆油车的热效率应当是一个区间,并非是一个固定值。
而那些汽车厂商在宣传自己的汽车省油,说自己的发动机很厉害时提到的超高热效率,其实是该款发动机所能够做到的最高热效率。
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想要达到这个热效率,就要让车子在理想的状态下行驶,我们可以直接理解为在完美车速下开车,就可以让这辆汽车的热效率做到最高。
热效率指的是燃料在燃烧时所产生的热量转化成机械能的比例。
汽车的燃料是汽油,发动机燃烧汽油可以将化学能转化为热能,随后热门会推动活塞进行运动,也就产生了机械能。
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在绝对理想的状态下,化学能应该全部转化为机械能,热效率应该是100%。
但大家也知道这种情况根本不可能发生,因为我们在初中物理上就学过热力学的第二定律,世界上没有永动机,因为在转化能量的过程中,必然会出现能量的损失。
发动机燃烧汽油产生热能并且转化为机械能的过程,还存在着摩擦和散热等各种的情况,能量会在这些过程中出现折损,汽油产生的化学能也就没办法全部变成机械能。
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通过改变发动机的燃烧情况,可以做到尽可能减少损耗,从而提高热效率,降低汽车的实时油耗。
汽车油耗降到最低时的车速,也被叫做经济车速。
当汽车的车速太低的时候,发动机的燃烧不够彻底,同样的汽油转化成的热能就会变得很低,由热能转化成的机械能自然也会变低。
所以当车子低速行驶的时候,发动机需要燃烧更多的汽油来获得热能,也就导致很多汽油被浪费,油耗自然就上去了。
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当车子提速以后,越接近经济时速,发动机的燃烧效率就越高,汽油可以产生的热能也就越高,这个时候的热效率越来越接近厂家标注的最高值,同等里程情况下,汽车需要的汽油反而变少了,油表盘上显示的实时油耗自然会降低。
但这并不意味着燃油车的车速越快热效率就越高,汽车就越省油,车子的车速和油耗之间并不呈现正比和反比关系,而是呈现曲线关系。
如果车速过快,也就意味着车子需要更多的机械能,发动机需要大量燃烧汽油,从而获得热能补给,才能够满足汽车的动力需求。
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因此当超过经济时速以后,汽车的油耗会迅速增加。
如果车速超过经济时速的一倍,油耗也会增加一倍甚至更多。
平常我们的家庭用车经济时速普遍在80公里到100公里之间,也有一些汽车的经济时速在60多公里。
而这个速度恰好是我们在高速公路或者城市快速路上的行驶时速,因此我们才会感觉到汽车跑高速的时候好像会更省油。
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在城区道路开车,它不像高速公路一样一路通畅,我们经常会遇到堵车、红绿灯,所以一路上都在起步,加速、刹车之间循环,这些动作也会增加油耗。
各种因素的综合作用之下,我们就感觉开高速的时候要比开城市道路好像更省油一些。
实际上有些车型的经济时速比较低,速度过快反而会导致油耗更高,上了高速走最快的车道,反而不省油。
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电车想要省电,一方面是控制速度,一方面是控制刹车。
电车和油车不同,他们的输出特性也不一样,燃油车在输出能量时特性表现为扭矩缓慢上升,同时车辆会渐渐加速,所以给人一种非常明显的线性加速感受。
而电动汽车的输出特性是从零直接到达最大扭矩,就相当于静止的物体突然之间加速,坐在车里的其他乘客会明显感觉到不舒服。
这也解释了为什么很多原本不晕车的人,乘坐过新能源电动汽车之后突然有了晕车的感受。
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毕竟大部分的新能源电动汽车,尤其是纯电动的车型,车辆本身还有能量回收系统。
具体来说就是在你松开油门的时候,车子会自动进行能量回收,而实际的乘车体验就好像轻轻点了一下刹车。
开车过程中的踩油门或者松开油门,这些动作表现在车辆上就变成了明显的加速和频繁刹车,对于一些比较敏感的乘坐,来来回回的加速提速和刹车会让他们感觉到非常不舒服,因此就产生了眩晕感。
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这样设计的好处就是可以尽可能避免电池能量浪费,在城市道路开车的时候,回收回来的能量积少成多,也在一定程度上保证了车辆的续航。
电动汽车的能量来源是电池,车速过高的时候,电池的电流放电速度就快,电极活性物质的有效表面积减少,锂离子和电子的运动阻力相对增加,这个时候电压就会迅速下降,电池的实际续航里程也就有了折损。
最终表现的结果就变成了车速越快,续航里程会越少。
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而且在高速上行驶的时候,车子所遇到的空气阻力比在城市低速行驶时遇到的空气阻力要低,这些情况也会加剧汽车的电耗量。
所以当车子高速行驶的时候,为了保证速度,汽车就要增加输出功率,同时损失掉大量的电量。
所以所以就会感觉开电车上高速很耗电,而开城市道路会很省电。
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参考资料:
[1]广州市科协《在高速上,真的车速越快越省油吗?》2024-05-05
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