全生產鏈來看,電動車和內燃機汽車哪個的能量轉化效率更高?

OUR禮


您好。

很高心回答您的問題。

首先,可以明確的說,電動汽車絕對是未來的發展方向,不論這種電力是如何獲取。

我也經常在想,什麼能源轉換為動能最好,有時候就傻傻的想電磁力吸引,然後獲得動能,其實這個問題,不用我們想了,前人已經做了深刻的研究,那就是電動機。


電動機就是電能線圈產生磁場最後變換為動能的經典創造。能量轉換率已經高達百分之九十,至少比我經常想的要好的多。

我經常想的電磁力應用到汽車上是,

類似一個缸筒,缸筒裡有活塞,活塞上下分別有兩個電磁鐵,通過交替通電,讓活塞受磁力上下動作,然後帶動輪轉動,從而形成動力模式。

後來,考慮,實際上電動機就是利用這種模式。拿三相異步電動機來說,實際上它的原理就是定子線圈通電產生磁場。磁場NS極高速變化,轉子產生追隨,然後產生轉動。

實際上,這就是一種異性相吸的理論。


這種電能變換為電磁能,電磁能再變換成動能的方式,目前能量轉換率高達百分之90。

而且隨著科技的發展,控制電機的轉速現在基本都是頻率控制,通過變頻器單元改變電能頻率,從而更加節能。

所以,電生磁是未來絕對的發展趨勢。當然,目前電動汽車問題還非常多,發展還不成熟,需要技術不斷的累計。

1,增程式電動車。


這是今年,我們國家科學院院士說的一句話“新能源汽車超過300公里的,都是假節能”,增程式電動車才是真節能。

增程式電動車就是,一組跑150公里左右的電池,配合電機,然後安裝一臺汽油發電機給電池隨時發電。這樣,汽車在使用過程中,有汽油發電機一直工作給電池充電,這臺汽油發電機實際上就是一臺小排量發動機。

因為發動機任務就是一直給電池充電,所以發動機轉速一直工作在最佳工況,所以油耗非常低,百公里2升多,本身排量就非常低。而且這種電動汽車基本都能跑700公里以上,完全滿足日常用車,隨時電池可以充電,綜合消耗,一公里1毛5,所以就算是非常節能了。



增程式電動車的缺點,是依賴石油。而我們國家石油目前基本都是依靠進口了。這也是國家花代價發展純電汽車的思路吧,可能是怕以後被別人掐脖子。

2,目前的充電新能源汽車。



目前主流新能源汽車,純電動式的,基本都是在500公里左右,這就需要汽車裝載更多的電池。拿現在主流電動出租車比亞迪E5,來說,加上電池組車身自重1900KG,如果滿載,設定每人60KG,就是300KG,共2200KG。

這給能源用量無形中帶來非常高的消耗,兩噸多的車也非常考驗制動,啟動電流都是非常高的。

能用家庭電進行充電是便宜,但是並不節能,節能是看一公里最後到底用了多少能源來的,最後摺合成標準煤消耗,其實遠遠大於目前市場上的主流汽油車。因為本身運送的質量太高。

再加上後期電池處理,三元鋰電池後期處理還是比較複雜的,且不說更換電池需要多少資金,就是這些電池處理不當,都會造成極大的環境汙染。

當然了,電動車是趨勢,需要成熟的技術去發展。

因為中國的電力需求,我們建設的三峽,也導致中華鱘生物滅絕,都是相輔相成的事情。

地球的能量全部來自太陽,不論煤炭,石油,電力,都是太陽給的,太陽的能量就是通過電磁波帶過來的,也就是光子。

現代科學定義,光不是一種物質,而是一種能量。通過愛因斯坦質能方程,

能量=質量×光速∧2,

我們知道,光子雖然速度快但是質量幾乎沒有,但是既然有能量,那就是有微乎其微的質量,如果發現光速物質並且帶有一定的質量,那麼它們的能量是巨大的,也可以利用。不過目前地球範圍內,還是如何有效利用太陽能源是最佳方案。

目前太陽能板吸收太陽能量的效果,目前太陽能板技術最高能吸收太陽能轉換最高46%,主要是吸收可見光,紫外光不能轉換,再加上組件消耗,較好的組件最後轉換效果在26.3%,



但是,這是這是直接太陽光轉換,能源還是非常綠色的。

也許在將來,人類發現了更好的能源,我們可以利用這些能源,更好的為我們服務。

內燃機發展了這麼多年,轉換率目前已經不容易在突破,現在到40%的能源轉換率的內燃機我想就是非常非常厲害的了,再加上開車過程中,怎麼可能會讓發動機一直工作在最佳狀態呢?除非永遠在高速80邁迅速行駛,我想這種情況應該非常少吧。

世界在發展,需要我們技術人才開拓進取,需要更多的技術人才進入生產一線,不過目前我們很多學校的高材生更願意進政府部門,進金融行業,想去工廠的,想去生產一線搞研究的人才太少了。

前段時間,跟一名讀化學專業的研究生聊天,他的第一志向就是進政府部門,雖然基礎化學學科,很多一線化工企業太需要了,但是,研究生基本看不上,除非是特別好的化工企業。

普通的電池廠,化工廠,基本很難找到一心一意搞研發的人才。

倒是國外反而正好相反,研究生肯定不會進政府這類的服務部門去浪費青春好時光的。

可能是思路的問題。


總而言之,我們的時代,需要智能型,材料型,基礎型人才,在未來,需要我們思路的轉換,設計出超級能源。


百姓車之家


電能來源主要途徑分為化石燃料(煤、石油、天然氣)、清淨能源(太陽能、水力、風能),核能存在爭議,故而單列一項。

在這裡,如果不考慮清潔能源及核能的先天優勢,統一能量來源,電動車與燃油車均考慮化石燃料為初始能量來源其能量轉化率計算應為:

電動車:化學能-熱能-動能-電能-動能

燃油車:化學能-熱能-動能

網查信息,發電廠將化學能-熱能-動能-電能的總體能量轉化率在35%~45%,電動車電能-動能轉化效率在60%以下,實質的全過程轉化率在21%-26%之間。

燃油車內燃機的能量轉化效率在30%-40%之間。

這樣對比,電動車根本不具備優勢。根據從環節來看,內燃機轉化的環節更少,但由於汽車發動機的工況很少能達到最佳工況,但發電廠一直以最佳工況進行工作。在汽車內燃機的使用工況下,充斥著大量只消耗、不做工的工況。而電動車的能量回收也要比燃油車更方便。所以從全使用週期下來看,電動車還要比燃油車的能量轉化效率稍高。

如考慮可再生新型能源,電動車的優勢就會被無限放大。

限制電動車大發展的兩個問題以八個字足以概括:能量密度、充電速度。


OUR禮


電動車的電可以來源於化石燃料也可來源於清潔能源,而內燃機只能用化石燃料。所以電動車肯定是未來的趨勢,因為推廣電動車就要求電力更清潔。

大家知道中國石油主要來源於進口,但很少人知道中國國產和進口的原油大多是重質原油,因為輕質原油油田基本被西方壟斷了,有錢也難買到。與輕質原油不同,重質原油直接蒸餾提煉出來的汽柴油比較少,大部分是重油,重油需要通過高溫裂解將長碳鏈打斷成短碳鏈,再催化加氫才能獲得較多汽柴油。但這個過程產生很多碳排放而且需要耗費大量電力制氫氣。

如果能直接利用重油那就可以提高能量轉換效率,減少很多無謂的碳排放。比如有些蒸汽動力軍艦和商船就可以直接燒重油,以蒸汽輪機發電的火電廠既可以燒煤也可以直接燒重油。對中國這種以重質原油為主的國家而言,大力發展電動車就等於避免了重油裂解加氫環節,提高了能量轉換效率。


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