为什么电动车的公里用车成本比燃油车低那么多?

汽车   2024-11-22 21:10   北京  

众所周知,

纯电动汽车的用车成本比燃油车低很多,如果是自家有充电桩的话公里成本可能不过六七分钱,开车出行甚至比坐公交车还便宜。

纯燃油车,即便是最省油的买菜神车,市区出行按照现在的油价也得每公里五毛多钱,

为什么两者的每公里用车成本差这么多,主要原因是什么?

造成这种差异有三个主要原因,下面依次给大家解释。

第一,效率差异

效率差异,也可以说是能量利用率的差异,

先说发动机,下图是发动机能量利用效率的示意图,汽油等燃料的能量密度高,但是在发动机运行中三分之一左右的能量是随着排气直接损失掉的,目前的技术除了涡轮增压和冬季空调能稍微利用一下没有其他好的回收利用办法。

虽然在厂家宣传中我们经常会看到某发动机最高效率百分之四十多,但是如果认真计算消耗的燃料总能量和驱动车轮前进的有效能量利用率,这个比例是很低的,不过百分之十几,如下图右下角的数据。

尤其在市区等特殊工况下,发动机经常会工作在远低于40%的低效率区,能量利用率低于10%都是有可能的。

而到电动汽车,能量有效利用率就好得多,差不多能到百分之六七十甚至更高的样子,尤其对于电动车而言,各种工况的能量有效利用率都差不多。

仅从能量利用率这一个角度看,纯电动车和燃油车之间的差异就是四五倍的样子,当然具体差多少跟工况有很大关系,总体来讲市区工况差得更多,高速工况差别要小一点。

主要原因是高速工况下发动机能更舒适地工作在高效区,发动机的效率提升了,所以车辆整体的能量利用率也会大幅提高。

第二,价格差异

根据工信部的等量热值折算,一升油约等于9度电,

按照居民用电价格,9度电大概是四块五,1升油目前92号汽油市价是7.5元左右,

这个价格差异是1.7倍左右,

从最基础的能量花销来看,同等的能量燃油比电价要贵约1.7倍

这其中的差异有税费,以及居民电费补贴等多种因素,总之用电就是比用油要便宜。

综合前两条,从能量的角度,同样的能量,电比油便宜,而能量利用率还高四五倍,这已经基本可以解释电车油车之间六七倍的公里成本差异了。

但这还不是全部,

第三,动能回收

电动汽车还多一个动能回收功能,也就是说车辆刹车或者减速还会把车辆动能回收充到电池中,

而纯燃油车是没有动能回收的,刹车减速的动能损失只能白白浪费,

当然,不同的人开车风格不一样,这其中差异就很难定量分析了,

综合来讲动能回收大约还可以有10%上下的收益,

这一部分用来抵扣电动车往往车辆更重带来的能量损失是绰绰有余的。

最后,再说一下插混和增程,为何这俩的公里成本也能大幅低于纯燃油车呢?

插混和增程的折衷效应

原因很简单,最主要的也是上面的第一条效率问题,

无论插混还是增程,都会努力地让发动机工作在最佳效率区,也就是说插混和增程的发动机效率有45%,那基本上就能保证发动机运行的时候能利用到这个效率,这比纯燃油车效率40%,综合工况实际利用率才百分之十几要好太多了,而插混和增程的公里用车成本优势就在这效率提升中体现出来了。

而且插混和增程发动机工况简单,不用考虑全工况发动机那么复杂的情况,这也是为什么大家看到现在国内发动机最佳热效率比原来燃油车时代有大幅度的原因。

综合来讲,

对于纯电动车来讲,能量利用率已经很高,虽然各主机厂还在不断追求更高,但是提升的空间不大了,更多的是为了满足续航压力而努力,当然也有对技术极限本身的追求。

对于插混和增程而言,大家开始追求发动机的最佳热效率,本质上也是在努力提升燃油的综合能量利用率,这方面还有相当的潜力。

对于纯燃油车而言,传统的发动机变速箱结构能量利用率虽然也在进步,但是相比插混和增程一两倍的效率差异肯定是赶不上了。

当然对于人类出行而言,从能量利用率角度看,

汽车还有一个更大的BUG,

那就是另外一个话题了 。

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