电动汽车有发动机么?,电动汽车有发动机吗发动机原理

名词解释：engine_发动机，概念为通过消耗某种能源，将某种能量转化为「机械能」的机器。汽车装备的发动机有多种类型，比如以下三种。

外燃机-蒸汽发动机内燃机-往复活塞式发动机电动机-永磁同步驱动电机

第一类外燃机已经看不到了，目前的量产汽车基本使用「往复活塞式内燃机」，这种机器还有没有发展空间呢？理论上是真正的没有了，因为能量转化效率比电动机差距太大。

「3倍」热能电能

热效率概念：燃烧燃油产生的热能假设为10000kj（千焦），其中通过发动机机械结构能转化为机械能（有效动力）的部分如果是3500kj，那么这台机器的热效率就是「35%」，剩下的65%都被浪费了。因为往复活塞式内燃机多为「四冲程」，运行步骤包括：进气喷油，压缩蒸发，膨胀做功，排放尾气，运动概念参考下图。

内燃机运行时其中每一个步骤都会影响热效率，而且运行的基础是依靠燃烧，高频率的燃烧自然会产生高温。如果温度持续聚积在机体材料上则会造成膨胀融化变形，所以内燃机还需要通过防冻冷却液循环流动实现恒温；冷却的概念是利用冷却液吸收燃烧时产生的热能，吸收的这部分其实也是「内燃机」的“热效率”。然而这种机器必须依靠燃烧做功，那么这些冷却、进排气以及运动消耗自然是无法避免的，热效率总会很低。

电动机能量转化率：平均90%~95%。

假设某台内燃机的热效率为「35%」，其实际平均值绝不会这么高。因为在冷启动阶段，内燃机机体与防冻冷却液的温度很低，与最佳热效率（35%标准）所需要的100℃（摄氏度）左右的标准差距很大，在这一阶段的热效率会被低温机体与冷却液吸收更多是，效率可能低至30%以下！——结论：电动机的“热效率”（能量转化比例）几乎是内燃机的三倍之多，为什么这么高高呢？

电动机结构非常简单，包括：壳体，电磁线圈，悬浮转子与永磁体以及轴承。运行的原理为动力电池将电流输送到「电磁线圈」形成电磁场，随即与永磁体磁极互斥驱动转子运转输出转矩（动力）。整个流程既不受到温度的影响，同时也对空气（氧气）没有需求，防冻冷却液即使吸收了运转产生的热能也没有关系，因为这种机器不需要“热转化”！——没有内燃机这么多的「能量损耗」，电动的效率自然会非常非常高，淘汰内燃机自然只是时间问题。

过渡阶段内燃机尚有价值

「电动汽车」无疑是最终的汽车形态，但是在动力电池制造成本还是偏高一些，而且配套充电道路还没有规划建设之前。「里程焦虑」仍然会成为很多C端用户选择电动汽车的障碍，反而是集成内燃机的混合动力汽车更容易接受，因为“加油”毕竟要便利一些。在这一阶段中内燃机可以作为增程式继续存在，然而需要的已经不是技术升级了……猜一猜为什么吧。

「内燃机&增程器」无需技术过度升级的原因为：恒定转速运转本就很节油。相信大部分汽车用户都知道“定速巡航”驾驶会省油，原因是内燃机不会有频繁的转速波动，或者说不会高频率的升高以加大燃油消耗量。反而是在城市道路驾驶时，转速“忽高又忽高”比较费油。那么只要稳定转速并控制在中低范围区间，似乎即使用低燃效的「气道喷油」（多点电喷）也能实现节油；而增程器正是以这种低转速“恒定rpm”的方式运行，再投入很大的成本提升一点点「燃效」还有多大意义？——油耗已经倍数级下降了。

综上所述：电动机最终必然淘汰内燃机，过渡阶段的内燃机需要过度投入研发，各大车企的技术研发方向均转型「三电系统」也印证了这一结论。所以可以说燃油车注定成为过去式，过渡期内会以插电式混动汽车（涵盖增程式）为主，最终会是“充电道路”与电动汽车并存的「电驱时代」。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

责编：天和MCN

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名词解释：engine_发动机，概念为通过消耗某种能源，将某种能量转化为「机械能」的机器。汽车装备的发动机有多种类型，比如以下三种。

外燃机-蒸汽发动机内燃机-往复活塞式发动机电动机-永磁同步驱动电机

第一类外燃机已经看不到了，目前的量产汽车基本使用「往复活塞式内燃机」，这种机器还有没有发展空间呢？理论上是真正的没有了，因为能量转化效率比电动机差距太大。

「3倍」热能电能

热效率概念：燃烧燃油产生的热能假设为10000kj（千焦），其中通过发动机机械结构能转化为机械能（有效动力）的部分如果是3500kj，那么这台机器的热效率就是「35%」，剩下的65%都被浪费了。因为往复活塞式内燃机多为「四冲程」，运行步骤包括：进气喷油，压缩蒸发，膨胀做功，排放尾气，运动概念参考下图。

内燃机运行时其中每一个步骤都会影响热效率，而且运行的基础是依靠燃烧，高频率的燃烧自然会产生高温。如果温度持续聚积在机体材料上则会造成膨胀融化变形，所以内燃机还需要通过防冻冷却液循环流动实现恒温；冷却的概念是利用冷却液吸收燃烧时产生的热能，吸收的这部分其实也是「内燃机」的“热效率”。然而这种机器必须依靠燃烧做功，那么这些冷却、进排气以及运动消耗自然是无法避免的，热效率总会很低。

电动机能量转化率：平均90%~95%。

假设某台内燃机的热效率为「35%」，其实际平均值绝不会这么高。因为在冷启动阶段，内燃机机体与防冻冷却液的温度很低，与最佳热效率（35%标准）所需要的100℃（摄氏度）左右的标准差距很大，在这一阶段的热效率会被低温机体与冷却液吸收更多是，效率可能低至30%以下！——结论：电动机的“热效率”（能量转化比例）几乎是内燃机的三倍之多，为什么这么高高呢？

电动机结构非常简单，包括：壳体，电磁线圈，悬浮转子与永磁体以及轴承。运行的原理为动力电池将电流输送到「电磁线圈」形成电磁场，随即与永磁体磁极互斥驱动转子运转输出转矩（动力）。整个流程既不受到温度的影响，同时也对空气（氧气）没有需求，防冻冷却液即使吸收了运转产生的热能也没有关系，因为这种机器不需要“热转化”！——没有内燃机这么多的「能量损耗」，电动的效率自然会非常非常高，淘汰内燃机自然只是时间问题。

过渡阶段内燃机尚有价值

「电动汽车」无疑是最终的汽车形态，但是在动力电池制造成本还是偏高一些，而且配套充电道路还没有规划建设之前。「里程焦虑」仍然会成为很多C端用户选择电动汽车的障碍，反而是集成内燃机的混合动力汽车更容易接受，因为“加油”毕竟要便利一些。在这一阶段中内燃机可以作为增程式继续存在，然而需要的已经不是技术升级了……猜一猜为什么吧。

「内燃机&增程器」无需技术过度升级的原因为：恒定转速运转本就很节油。相信大部分汽车用户都知道“定速巡航”驾驶会省油，原因是内燃机不会有频繁的转速波动，或者说不会高频率的升高以加大燃油消耗量。反而是在城市道路驾驶时，转速“忽高又忽高”比较费油。那么只要稳定转速并控制在中低范围区间，似乎即使用低燃效的「气道喷油」（多点电喷）也能实现节油；而增程器正是以这种低转速“恒定rpm”的方式运行，再投入很大的成本提升一点点「燃效」还有多大意义？——油耗已经倍数级下降了。

综上所述：电动机最终必然淘汰内燃机，过渡阶段的内燃机需要过度投入研发，各大车企的技术研发方向均转型「三电系统」也印证了这一结论。所以可以说燃油车注定成为过去式，过渡期内会以插电式混动汽车（涵盖增程式）为主，最终会是“充电道路”与电动汽车并存的「电驱时代」。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

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