电驱跟燃油动力的不一样,从原理说到感觉。

搞懂电驱跟燃油动力的不一样,从原理说到感觉。百年汽车发展里头,动力系统反应快不快,一直是分两个门派的硬指标。新能源汽车卖了快40%,大家坐上车就知道两者的差别有多明显。这差别不光是油门踩下去有多快,更深层在怎么把能量转来转去、结构设计、还有电脑控制这些技术上。永磁同步电机的物理特性决定它反应极快。一脚油门下去,控制器10到50毫秒内就能明白要转多少力,这几乎是瞬间就动了,靠的是三件事:电磁场3到5个电周期就能建起来,转子不转的时候重量连0.05公斤米秒方都不到,还有功率元件开关频率能达到20千赫以上。对比之下,传统内燃机要走完进气耽搁(100到300毫秒)、喷油雾化(50到150毫秒)、机械传动(转子本身重量0.3到0.8公斤米秒方)这些复杂流程,装了涡轮增压器的车型在低转速还得等上500毫秒才有动静。 能量怎么转的差别是根本原因。电动车从电池到逆变器、电机、减速器再到轮子这条路,只转一次电能就变成机械能了,效率超过90%。燃油车要转三次:化学能变成热能再变成机械能,就算用了缸内直喷技术,最高也到不了40%。这种差距在城里开车最明显:电动机立马能出最大力气,自然吸气的引擎要转3000转以上才行,装了涡轮的还得等增压泵打起来压力才有力气。 旋转零件的重量直接影响跑多快。150千瓦的驱动电机转子比2吨重的发动机曲轴轻多了,大概只有八分之一到十分之一。根据那个旋转的物理公式T等于J乘以α(力等于重量乘以加速度),同一个力下电机能快8到10倍。这就使得电动车在0到60公里每小时加速时占尽上风。绿灯一亮车就能立马用最大力气跑出去,燃油车还得换挡、拉高转速才能动起来。 控制电脑的换代也把反应差拉大了。现在的电动车用10千赫的电流环来控制电流方向和大小,一个指令下来的时间缩到1毫秒内就能搞定。这套系统还能精确给左右轮分配力量和回收能量无缝切换。反观燃油车的ECU虽然也是用电控的了,但还是受氧传感器反应慢(100到200毫秒)的拖累还有怕爆震炸缸的限制。要是手动或者自动变速箱换挡时还会断一下力(300到500毫秒),双离合变速箱低速的时候顿挫感特别明显。 实际开车的时候感觉更直接。在城里堵车那会儿启停平顺性电动车就强多了,跟车时油门踩下去立刻就有动力反馈。涡轮增压车在2000转以下像是没力气似的没劲,自然吸气的就得狠狠踩油门维持转速才能跟上去。 车速超过80公里每小时跑到高速上两种系统差距稍微小一点。电动车这时候还能保持100到200毫秒的反应速度;燃油车就得换挡拉高转速才能追上人家;整体算下来要等500到1000毫秒才有力气来。 技术的进步正在改变竞争局面。燃油阵营弄个48伏的轻混系统来补上涡轮反应慢的短板;搞电动增压技术(e-turbo)把响应时间缩短;研究换挡时间不到100毫秒的快变速箱来抢市场。电动车那边也没闲着:用碳化硅功率器件让开关时浪费的电减少了70%;搞800伏高压平台让电流传送快点;开发聪明的算法提前猜出司机要干嘛来提前准备好力量。 这些新技术的突破把新一代动力系统的延迟时间压得越来越低。不过因为物理原理的原因导致的效率差距还是很难彻底去掉。