電動(dòng)汽車(chē)

電動(dòng)汽車(chē)為什么不需要很多前進(jìn)檔？

第一電動(dòng)大牛作者無(wú)往 2015-04-28 14:58

電動(dòng)車(chē)為什么不需要很多的擋位，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)卻有很多擋位？原因在于電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍不一樣。

上圖中的TESLA Model S P85的變速器為單速變速器，你可以理解為它只有1個(gè)擋位，傳動(dòng)比為9.73。裝備的輪胎直徑約為0.703m 。

當(dāng)電機(jī)以8000rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，理論車(chē)速為 $v=\pi \times 0.703\times \frac{8000}{9.73}\times \frac{60}{1000} \approx 109 km/h$

要提高車(chē)速，提高轉(zhuǎn)速就好啦，當(dāng)電機(jī)飆到16000rpm時(shí)，如果此時(shí)動(dòng)力還足夠克服阻力，那妥妥地就該220km/h了。

而對(duì)于Porsche 911 Carrera ，其1擋速比為13.45，輪胎直徑為0.67m，按發(fā)動(dòng)機(jī)紅線8000rpm運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)算好了，1擋的最高車(chē)速也就為

$v=\pi \times 0.67\times \frac{8000}{13.45}\times \frac{60}{1000} \approx 75 km/h$ ，

此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)到頭了，若要提高車(chē)速？你只能讓速比13.45這個(gè)分母變小，也就是換到2擋，或者更高的擋位。

到這里，你應(yīng)該明白了。對(duì)于電機(jī)而言，由于它的轉(zhuǎn)速范圍很寬，用一個(gè)速比就能覆蓋足夠?qū)挼乃俣确秶?，所以沒(méi)有必要設(shè)置很多擋位。而發(fā)動(dòng)機(jī)天生腿短步子邁不快，沒(méi)辦法只能求助好基友變速器啦。

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電動(dòng)汽車(chē)提速比內(nèi)燃機(jī)快么？

這里用一個(gè)公式說(shuō)明：

$a=\frac{F}{m} =\frac{P}{mv}$

這個(gè)公式告訴我們的是，對(duì)于一輛車(chē)而言，它的車(chē)重m是個(gè)定值，它在某一刻的加速度a是由此時(shí)的車(chē)速v和功率P決定的。

一輛車(chē)同一個(gè)擋位下，車(chē)速v 和轉(zhuǎn)速 n 是一個(gè)比例關(guān)系，所以我們來(lái)點(diǎn)簡(jiǎn)單粗暴的，把轉(zhuǎn)速 n 直接看成車(chē)速 v 好了。

$\frac{P}{v}=\frac{P}{n}$ ；

這樣有什么好處呢？

其實(shí)這部分內(nèi)容是我本來(lái)想在上面那個(gè)馬力和扭矩的問(wèn)題回答里更新的。

$\frac{P}{n}$ 其實(shí)大概就是功率曲線的斜率嘛，不考慮其他的話，通過(guò)比較功率曲線的斜率可以快速大概判斷比較裝備兩臺(tái)不同發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)，哪個(gè)可能加速更快。

還是拿Tesla 和 911比好了。

Tesla Model s 85D在5000轉(zhuǎn)就輸出310 KW；911在 6500轉(zhuǎn)才輸出294KW；很明顯 Tesla 的功率大上升快，功率曲線斜率大，那么Tesla就很可能百公里加速要爆掉911咯。

但實(shí)際是Tesla Model S 85D百公里是4.6s，而911是4.3s.

不是說(shuō)斜率大加速快么，為什么電動(dòng)車(chē)加速要快呢？！

其實(shí)剛才我們只是比較了 $\frac{P}{n}$ , 別忘了 $a=\frac{P}{mv}$ 分母下面還有車(chē)重m呢！

特斯拉車(chē)重是2100kg左右，而911 只有1500kg 左右，考慮到車(chē)重因素，Tesla的功率上升快的優(yōu)勢(shì)被車(chē)重拖后腿咯，所以跑不過(guò)911那也不算意外咯。

換句話說(shuō)，如果車(chē)重接近，比較P/n才比較可靠地猜出哪個(gè)車(chē)快！

另外一方面，我們直接將車(chē)速 v 等同于轉(zhuǎn)速n是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?

嚴(yán)格的推導(dǎo)結(jié)果是 $a=\frac{P}{n} \times \frac{Gr}{m\cdot\pi \cdot D}$ （Gr是傳動(dòng)比，D為輪胎直徑）

到這里，應(yīng)該不難看出影響百公里加速的因素很多，電動(dòng)車(chē)的功率隨轉(zhuǎn)速/車(chē)速提升很快，對(duì)于百公里加速來(lái)說(shuō)是很占優(yōu)勢(shì)的，但電動(dòng)車(chē)不一定見(jiàn)得加速一定就比內(nèi)燃機(jī)車(chē)快。

那么為什么你會(huì)覺(jué)得P85加速那么快呢？原因是你拿來(lái)比較的不是911這種跑車(chē)級(jí)別的內(nèi)燃機(jī)車(chē)，而是下面這種常用的一般家庭乘用車(chē)。

你再比較一下P/n，即使Tesla 的車(chē)重可能拖了一點(diǎn)后腿，但P/n的優(yōu)勢(shì)拉得太大了，電動(dòng)車(chē)要爆這種家用車(chē)還是很輕松的。同樣優(yōu)勢(shì)一樣適用于混合動(dòng)力的電驅(qū)動(dòng)模式，這下你也應(yīng)該明白比亞迪-秦為啥百公里加速很容易做到比一般家用傳統(tǒng)車(chē)要快了吧。

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作者：無(wú)往

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