#老司机聊汽车知识#在汽车全面转型电驱的过程中，很多比较喜欢“抬杠”的燃油车爱好者就会“开杠”了，遇到过的类似问题包括火车、飞机、轮船为什么不用电，单单让终端能耗最低的汽车用电？其实各类交通工具中除了飞机不适合用电以外，其他交通工具不仅更适合用电驱、而且早已经大范围普及。高铁动车地铁云轨特种车型与船舶舰艇这些交通工具都是电驱，包括对续航时间或里程没有要求的无人机也是电驱，是不是很意外呢？咱们的高速铁路时速可以超过km/h，超高效率与超大运力只适合用电驱；如果用柴油或者汽油机的话，撇开NVH不谈，相信高铁的乘坐成本会是飞机的N倍，为什么这么说呢？咱们先来算一下高铁电驱的运行成本吧。列车在时速超过km/h的状态中，每小时的耗电量会在-kwh之间；按照一组8节车厢为参考，核载人数基本在个左右，那么取kwh/km为参考、单人百公里电耗为会在7.5kwh左右，当然随着技术的一步步提升、现阶段可以低至单人3-5kwh/km，这是个什么标准呢？咱们就以汽车为参考吧，一辆中型电动汽车以km/h的车速巡航时，电耗会在20kwh/km左右；五座车平均到每个人则为4kwh上下——如果汽车同样以km/h的时速行驶，耗电量可以增长7~8倍，也就是说高铁的实际成本竟然要比电动汽车1/8左右哦，那么如果用柴油或汽油发动机驱动又会时多少呢？先算汽油机吧，3kwh＝1L，也就是说高速km/h的汽车耗油量是「20kwh÷3≈6.66L/km」，单人百公里油耗为1.；按照八倍标准计算则为10.L，核载人的列车则为百公里.2L！……然而这个标准是不可能达到的，因为电机和内燃机的热效率压根不在同一水平线上。这是内燃机的热效率概念，内燃机的最佳热效率即便有40%，但却只能在很窄的一个转速区间内达到峰值，随着转速的波动、平均值基本连30%都做不到；然而电机不论是交流异步还是永磁同步都能超过80%，目前最高标准的永磁同步电机已经超过97%，也就是说电机的动力损耗会比内燃机驱动低2~3倍，反之也自然要高出两到三倍——那么按照上述标准计算的.2L/km的油耗，实际会在-L/km区间波动，这是个挺好玩的数据。因为即便按照最低标准的汽油来计算，就算每升六块吧，单人百公里油耗设计在2.-3.L左右；每人百公里的成本会是15.98-23.97元左右，这个成本比飞机的单座成本高出接近50倍。然而使用电机驱动并消耗电的话，在电的价格有优势的前提下，成本反而比飞机低超过十分之一，比燃油动力汽车低~，比大型客车也要低几倍，列车还会考虑用油吗？柴油机的热效率只是比汽油机略高，但是这种发动机又有一个绝对无法改进的缺点——转速低。柴油发动机比汽油机省油，但节油的主要方式并不是压燃技术或者高压直喷；核心是控制柴油机的转速，比如家用代步汽车的汽油机转速可以达到rpm左右，柴油机到转上下就算极限了。转速×扭矩÷×1.36＝马力，马力越大车速才能越高；柴油机被严格限制了转速则无法实现大马力，这种发动机只是低转速起步的爆发力（扭矩）较大而已。所以柴油车在高速公路上的加速感非常差，以柴油为主的载重卡车和客车的限速也只是在80-km/h区间；那么这样的发动机用于驱动货车，充其量只能是绿皮车的速度标准罢了，综合超高的能耗成本自然不会被采纳，然而这还只是原因之一、磨损问题也是需要考虑的。

01「内燃机」的使用寿命均偏短

车用汽油机和柴油机都属于内燃机，这是一种在机体内部气缸燃烧产生热能，通过机械结构将热能转化为机械能的发动机；运行的基础是活塞在气缸中往复运转以推动曲轴运转，活塞与气缸的磨损是非常严重的，而且扭矩压榨越大磨损越严重。列车这种金属巨兽的总质量大的夸张，想要起步就得有超大的扭矩，所以使用柴油机也需要极限压榨动力；结果是气缸的温度和压力都会异常的高，机油的润滑性能会受到严重影响，磨损程度加大、密封件老化速度加快，结果必然是发动机的使用寿命非常短。然而电机就没有这个问题了，因为电机的结构非常简单，转化动力依靠电而不是热能；运行中没有夸张的高温和高压，定子和转子并不接触，而是悬浮状态即可输出动力。电机的使用寿命不是内燃机可比的，那么从用车成本的角度分析自然也会选择用电。重点：电机既然没有磨损问题，转速自然可以非常高；转速高则功率马力大，车辆才能有足够高的极速。其次列车的供电网的电压和电流都是非常夸张的，国内采用的技术标准是单相2.5kv；高电压强电流可以给电机瞬间输出非常强的电流，在电机内部结构中形成的电磁场也会最强，磁极互斥是电机转化动力的方式，那么起步瞬间即可以超大电流形成超大扭矩，其爆发力也不是内燃机可比。所以总质量过大的交通工具都会选择电机驱动，列车顶部的电网是「驾控接触网」（供电网），车顶可以升起的叫做（充电弓）；当受电弓搭上接触网即可获得电流，列车本身只有些为电子设备供电的储能电池组，没有动力电池组，不过在普及阶段中的云轨是有动力电池组的，在电网断电后的车载电池组至少能让列车进站。

02汽车的“电动化”初衷

列车等交通工具使用电驱，初衷当然有节能减排和控制运输成本；其实汽车更需要实现电动化，因为汽车单个终端的能耗虽然低，但架不住保有量逾破3亿。基数大耗油量其实也非常夸张，曾经粗略计算过每天的石油消耗量，标准大约为西湖库容的4~5倍；这要转化为电的话，可以说会是个天文数字。然而电能是可以再生的，通过水力、风力、潮汐、地热、光伏等清洁方式均可发电，核能和传统火电也要比汽车排放标准清洁太多，而且发电效率也不是内燃机可比；但煤炭石油天然气等常规能源均不可再生，所以减少常规能源消耗、转向可再生电能则是刚需，即便从碳排放与环境生态的角度分析也有刚需。综上所述，汽车电动化已经是各类交通工具中的最后一环，可以说已经有些起步过晚了；至于电驱之后的汽车体验也不用担心，用电驱的车辆只会让驾乘体验越来越好，这种没有振动的发动机没有噪音、没有高温的发动机会感觉更舒适，同时没有磨损问题的发动机（可忽略不计）也有超长的使用寿命，重点是不需要频繁的更换机油以增加用车成本。最后在了解一个冷知识吧，电机其实不需要变速器，只需要“减速器”；曾经研制过柴油机驱动的列车，但是因适用的变速器体积非常庞大（占用一节列车），而且柴油机扭矩太大很容易扭断传动轴。结果是试制车辆问题频繁而被淘汰，后期即便有些装备柴油机的列车，实际也是柴油机发电再使用电驱的增程式列车；不过增程技术只是在架空接触网技术没有成熟之前的过渡，就像是动力电池的成本问题没有解决之前，汽车也有增程式选项是一个道理，在电池成本下探之后、所有混动和增程车辆都会像淘汰柴电列车一样被淘汰了。编辑：天和Auto-汽车科学岛天和MCN发布，保留版权保护权利喜欢我们的内容请点赞

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