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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 电动汽车会取代内燃机吗？
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[工程技术] 电动汽车会取代内燃机吗？

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晨枫

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楼主
 楼主| 发表于 2017-8-12 07:10:41 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
德国可能在2030年前禁售所有汽油机和柴油机汽车，英国则是2040年。Volvo在2019年就开始，只生产电动和混动汽车。内燃机汽车的末日要到了吗？0 G1 Y- j" _3 n8 x3 n) U0 B
9 y+ v: z, h4 W9 V
看到《航空周刊》上关于涡扇和电动的文章，对几个数据很感兴趣：& Y$ P& {+ q: ?/ s3 k

8 N0 w- y+ q' Y8 K1 r" ^从全系统来看，当前电池技术在200瓦-小时/公斤水平，2035年可以达到500瓦-小时/公斤，尽管1000瓦-小时/公斤还是很遥远的目标。也就是说，以A320或者波音737为例，改为电动的话，即使电池技术达到1000瓦-小时/公斤，也需要170吨重的电池，而现在这两种飞机的最大起飞重量（包括燃油）也不过80吨左右。相比之下，航空煤油的能量密度为12000瓦-小时/公斤。汽油和柴油没有数据，估计是在同一数量级的。换句话说，就储能而言，电池技术在可预见的将来没有可能超过碳氢燃料。+ J6 Z( Q; o  |: S4 y

* g3 _3 `! M- w" Y# J回到汽车，汽车对重量没有飞机那么敏感，但汽车越轻，能耗越低，制造中的材料消耗也越少，这还是肯定的。偷懒一下，假定汽油和柴油与航空没有具有相同的能量密度（实际上汽油应该低一些，而柴油高一些？），那通常的大众高尔夫一级的小车具有40公斤左右的燃油容量。以2035年技术水平为参照，需要960公斤的电池，而高尔夫的总重才1.4吨不到。相比之下，Tesla S的重量为2.25吨，小号的Tesla 3也达到1.8-1.9吨。这样的估算还是靠谱的。
' \. b8 [) T2 l& T. K0 a/ s8 v
& ]3 W9 z' d* o! f, Z( ZTesla 3的行程达到350（标准型）到500公里（增程型），这对入门级的电动汽车很了不起了。但高尔夫这样的小车，汽油车随随便便就可以有600公里以上的行程，柴油车达到800公里以上也不稀奇，还是在实际条件下，而不是Tesla那样的实验室条件下（适中的温度、平整的路面、无空调）。这也是为什么内燃机汽车等效到电动汽车会需要那么大的电池包，降低到350公里自然就可以降低差不多一半的电池重量。
1 N* e& i# Z% L# G! I# L5 J
; @7 y2 S  J- M6 F$ g2 ^那么，全电汽车会取代内燃机汽车吗？这要看汽车怎么用了。以城市为主的话，日常行程几十公里，每天晚上可以充电，全电的300-400公里的行程能行，即使单程100公里以上的通勤都可以对付，只要不需要空调或者暖气，不需要爬山，不需要car pool。但是周末出去跑个海滩，进个山，就有点犯怵，不是哪里都有充电站的，不是哪里的充电站都有位置可以让你一占用就是几个小时的。4 a5 m) s3 E1 R" R

1 v' s" e* n  `% U1 {6 c这样看来，插电混动可能还是最有潜力的，问题要掌握好插电行程与内燃机性能的平衡。插电行程应该对主要的日常通勤够用，这样日常实际上是全电；但内燃机性能只要能适应主要的高速公路行驶和不太严峻的爬山越岭就可以了，这对马力的要求不太高，还有一点余力可以充电。爬大山越峻岭有电动助力，不过这只有短期有电，一直这么开，到电用完了，单靠内燃机就不够力了，这是一个问题。但内燃机功率过大，死重也大，需要平衡。
1 j* q( A+ ^7 L3 q% w* j0 N- _" O! F% b% b
个人认为，全电的未来未必光明，还是要混动，这是由电池和碳氢燃料的能量密度差别决定的。

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方恨少 + 4 谢谢分享
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关中农民 + 4
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holycow
  • TA的每日心情
    奋斗
    5 天前

    • 签到天数: 2072 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2017-8-12 07:48:56 | 只看该作者
    Volvo就是在赚吆喝，Volvo根本没有全电车技术，插电混动的T8也是一塌糊涂，还好意思出来吹电动平台？再说人家说的是2019年之后推出的新车型废掉纯ICE，可不是2019年之后的所有量产车废掉纯ICE。现在90系都换过一遍了，60系在2019年之前估计也会全换过一遍，那只有从40系全混动开始了，仔细想想那才算个啥？
    & X0 m' V8 `  c5 |/ m# {8 Z9 r) j1 C, y" o. t
    Volvo的目标客户群里tree hugger 比较多而已
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    晨枫

    该用户从未签到
    板凳
     楼主| 发表于 2017-8-12 08:09:53 | 只看该作者
    holycow 发表于 2017-8-11 17:48- h# @" [+ K  L
    Volvo就是在赚吆喝，Volvo根本没有全电车技术，插电混动的T8也是一塌糊涂，还好意思出来吹电动平台？再说人 ...

    ' f, Y$ `! m/ P) K, j. ^1 o. g啊，对，是2019年之后的新型号，不是已经量产的型号，多谢纠正。' O( D$ N8 {, ?) m+ T

    6 j% ^" p0 k% E; H8 ^$ ]( i/ |不管怎么样，这是一个信号，但个人对信号的解读是：全电的时代还是没有到来，还是插电混动，尽管混动的用意已经与一开始不一样了。
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    五月
  • TA的每日心情
    开心
    2020-1-2 23:51

    • 签到天数: 2 天

    [LV.1]炼气
    地板
    发表于 2017-8-12 08:20:54 | 只看该作者

    $ d/ g0 d2 V( h! R0 O技术预测要加上商业模式的预测才准确。但是商业模式的预测却是最难的。
    ' s: L0 G5 {% q3 h  V1 z. ?; K
    " k1 }: ~  M* N1 a. h- @最明显的例子是手机。当初大家都预测未来肯定是卫星电话的天下，没人任何人看好蜂窝技术，因为大家觉得谁能把半径千米的基站铺满全国？
    ) L0 P3 U3 Y! B' v" ?2 F" K) H' G/ i: v. c4 X7 K/ m
    答案是中移动和华为能。
    ; j5 i3 c- c( V/ y2 @2 ^3 I+ ^; m1 e& h! @; @
    现在我们以单位重量的能量密度来预测不一定准确。万一出来个意想不到的商业模式，也许未来的世界又是跟我们想象的完全不一样。* J5 u. r, W" D% `

    , c7 d! k- w. `4 r! M8 i

    点评

    给力: 5.0
    流浪天使
    给力: 5
    高明。和我想的一样，我觉得没必要在技术瓶颈这里停步。还是有办法的。  发表于 2017-8-17 12:04
    老马丁
    高功率无线充电？  发表于 2017-8-15 21:33
    方恨少
    给力: 5
      发表于 2017-8-12 16:23
    晨枫
    这倒也是  发表于 2017-8-12 08:49
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    r52097
  • TA的每日心情
    开心
    2018-10-1 00:00

    • 签到天数: 7 天

    [LV.3]辟谷
    5#
    发表于 2017-8-12 09:10:57 | 只看该作者
    刹车时的能量回收；
    4 S) Q4 ^" t# [+ V3 _9 V电池包整体替换的新商业模式；
    ; _5 k; r7 ~$ _. Q/ L2 P有人驾驶时的良好驾驶体验；
    ; b* g5 D% x: n8 x无人驾驶时的里程管理自动化；
    5 R% H, j/ R( R# d2 e9 U! g: c电能相较燃料在收集、运输上的便利性；
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    关中农民
  • TA的每日心情
    慵懒
    2019-10-12 04:17

    • 签到天数: 1014 天

    [LV.10]大乘
    6#
    发表于 2017-8-12 09:22:52 | 只看该作者
    万一电池忽然来个大突破，能持续2000公里，那肯定一下就电动汽车普及了
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    冰蚁
  • TA的每日心情
    擦汗
    2019-6-16 23:34

    • 签到天数: 1277 天

    [LV.10]大乘
    7#
    发表于 2017-8-12 09:52:51 | 只看该作者
    本帖最后由 冰蚁 于 2017-8-11 20:56 编辑 " _. [, S2 \0 h
    五月 发表于 2017-8-11 19:20, W) K% t! ]. `& s. p8 ^9 h
    技术预测要加上商业模式的预测才准确。但是商业模式的预测却是最难的。3 B) |0 m  j1 U
    5 S$ Z6 Z3 s. z, G/ I4 ]
    最明显的例子是手机。当初大家都 ...
    ! g7 u# o+ x4 c( z; s

    + X( ~0 Z; p9 t5 ~) ]% ^$ g  t电动车的未来不是电池能量密度如何（虽然也很重要），而是充电如何。如何到处可以充电，而且是快冲，几分钟就能充满。所以长远看，未来可能还是燃料电池，或者是燃料电池+锂电池的混搭组合。
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    库布其

    该用户从未签到
    8#
    发表于 2017-8-12 10:13:15 | 只看该作者
    本帖最后由 库布其 于 2017-8-15 08:38 编辑 " o6 f+ h# l$ d( P
    3 Q& y5 Z6 C' h  D) \) }# L! }
    Tesla Model S的85度电池重量是544公斤，EPA里程426公里。9 _, `9 ^$ v$ {+ y, F

    , i; t8 l3 P; qModel 3的75度电池长腿版本整车重量1720公斤，50度电池短腿版本1610公斤。估算下来，电池应该重量在250公斤和360公斤。9 C' _+ M- a6 x: S* a4 Y+ ]$ _
    ; v8 z+ C# b0 U5 o
    碳氢燃料能量密度高，但是利用率低。汽油机的热效率也就40%。电能到机械能的转换效率可高多了。
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    然后203
  • TA的每日心情
    衰
    2019-4-29 10:00

    • 签到天数: 556 天

    [LV.9]渡劫
    9#
    发表于 2017-8-12 10:21:23 | 只看该作者
    关注电池能量密度之余，汽车轻量化技术也值得关注。
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    nettman
  • TA的每日心情
    奋斗
    2019-4-30 07:28

    • 签到天数: 1247 天

    [LV.10]大乘
    10#
    发表于 2017-8-12 10:25:50 | 只看该作者
    比亚迪混动技术不错，关注比亚迪宋（2019年准备换车，到时候看是换宋DM还是宋EV）
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    r52097
  • TA的每日心情
    开心
    2018-10-1 00:00

    • 签到天数: 7 天

    [LV.3]辟谷
    11#
    发表于 2017-8-12 10:37:34 | 只看该作者
    r52097 发表于 2017-8-12 09:10' W) Z# Z) Q: E! G3 W* L% k8 Z
    刹车时的能量回收；
    3 B% v# r- y4 P8 G电池包整体替换的新商业模式；$ o! x/ g, V+ X0 t) d8 b
    有人驾驶时的良好驾驶体验；
    5 w# u& i8 V( j4 @8 h9 r' r
    个人觉得，电动车之于内燃机车，等同于iPhone之于黑莓
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    晨枫

    该用户从未签到
    12#
     楼主| 发表于 2017-8-12 11:23:59 | 只看该作者
    然后203 发表于 2017-8-11 20:21
    ! t: d2 c* |$ h4 \* p0 P" [  ]2 b关注电池能量密度之余，汽车轻量化技术也值得关注。
    3 [* ?" }) c& u! P3 f" k
    是的，那样电池的重量问题就更加突出了
    回复 支持 反对

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    晨枫

    该用户从未签到
    13#
     楼主| 发表于 2017-8-12 11:25:41 | 只看该作者
    库布其 发表于 2017-8-11 20:13# e1 E( s! m/ I( F/ j* Y: v
    Tesla Model S的85度电池重量是544公斤，EPA里程426公斤。
    " @9 R, b7 Y3 c/ y  t5 Y2 ?6 G
    - v4 v) z1 v4 `Model 3的75度电池长腿版本整车重量1720公交，5 ...
    0 P  D2 w$ o7 ?0 ^
    是的，我忽略了能量转换效率的差别，这对全电有利，但电池还有容量损失（电池充不上电的所需时间比内燃机磨损要短得多）。
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    晨枫

    该用户从未签到
    14#
     楼主| 发表于 2017-8-12 11:28:38 | 只看该作者
    冰蚁 发表于 2017-8-11 19:52/ r7 h0 E9 i( X) s: ^
    电动车的未来不是电池能量密度如何（虽然也很重要），而是充电如何。如何到处可以充电，而且是快冲，几分 ...
    0 w& [3 G) q; K
    快速充电需要30分钟？一般加汽油只需要不到3分钟？而且加一箱油的能量相当于至少两次快速充电？这样，要达到同样的能量补充密度，充电站的密度需要至少两倍于加油站的密度？输电损耗、设施损耗、设施管理和投资，这些怎么算？2 [2 [, m! R! J( @

    3 B, Q* L9 f' T) \能直接使用碳氢的燃料电池当然好，要是还是氢氧，那就算了，问题比充电站还大。
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    晨枫

    该用户从未签到
    15#
     楼主| 发表于 2017-8-12 11:30:09 | 只看该作者
    r52097 发表于 2017-8-11 19:107 o1 D2 N1 R* g8 A1 {4 ?- ~' m3 M" N
    刹车时的能量回收；
    . R' [" l6 x6 [8 N  I- w2 o电池包整体替换的新商业模式；
    & r$ h. q: r4 b- |有人驾驶时的良好驾驶体验；
    9 z' c  ~8 B) `
    刹车能量回收混动已经做到了；电池包整体更换的商业问题远比想象的大；有人/无人驾驶与全电还是内燃机无关；电能相比于碳氢在采集、运输上更加便利？那储存呢？
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    冰蚁
  • TA的每日心情
    擦汗
    2019-6-16 23:34

    • 签到天数: 1277 天

    [LV.10]大乘
    16#
    发表于 2017-8-12 11:47:17 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2017-8-11 22:28
    - Z* g1 G. c8 z& b( ]# f4 X9 \快速充电需要30分钟？一般加汽油只需要不到3分钟？而且加一箱油的能量相当于至少两次快速充电？这样，要 ...
    ! c+ A6 C9 I, V
    现在的快充还是不行。特斯拉号称30分钟充差不多80%。全部充满要80分钟的样子。这个速度显然不行，所以目前折中的办法看样子是随时充。比如搞无线充电，特斯拉还想出了个无人机充电。
    8 f3 O, N* h, {1 a0 `' F% {+ W7 w; u) ~8 F. S, D
    6 \, X4 h3 {# Q; [2 g$ O2 w* D
    " G- F( _8 m. L! ?9 P' h% R& t
    燃料电池加燃料的速度显然会比充电快得多得多。至于最后是碳氢胜出，还是氢氧胜出，目前还没定论吧。
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    冰蚁
  • TA的每日心情
    擦汗
    2019-6-16 23:34

    • 签到天数: 1277 天

    [LV.10]大乘
    17#
    发表于 2017-8-12 11:54:20 | 只看该作者
    不过也还有一个可能，就是人工智能车的广泛使用。这个使得在大城市里自己保有车辆并不方便。就好比共享单车，以后也是共享汽车。充电问题也就不是问题了。共享汽车的公司会解决。

    点评

    油菜: 5.0 给力: 5.0
    看客
    油菜: 5 给力: 5
    没错。身边就有人正准备把家里第二辆车卖了，原因就是公共交通+滴滴+共享汽车  发表于 2017-8-12 19:14
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    晨枫

    该用户从未签到
    18#
     楼主| 发表于 2017-8-12 13:50:06 | 只看该作者
    冰蚁 发表于 2017-8-11 21:47
    & m) t& v" e" o9 ^, z4 k+ x2 z$ v; j* w现在的快充还是不行。特斯拉号称30分钟充差不多80%。全部充满要80分钟的样子。这个速度显然不行，所以目 ...

    - b6 v& h( C, I, `2 ?无线充电的辐射、场能量且不说损耗，还有对人和动物的健康的威胁。如果手机是否致癌都能争论这么厉害，大功率电磁场就可想而知了。已知的事实是：人类在进化中，从未受到过这样强的电磁场的持续照射。也就是说，人体构造不是为承受强电磁场而“设计”的。3 w% }( D! N/ ~  ~- h

    4 H6 E' c+ n' b# u- S无人机充电，嘿嘿，蚂蚁龙先登火星吧。
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    晨枫

    该用户从未签到
    19#
     楼主| 发表于 2017-8-12 13:51:17 | 只看该作者
    冰蚁 发表于 2017-8-11 21:54
    " f1 N( w& p* p4 e# L不过也还有一个可能，就是人工智能车的广泛使用。这个使得在大城市里自己保有车辆并不方便。就好比共享单车 ...

    # Z* i) z3 N2 @6 w* e+ ]4 |人工智能、共享与全电与否没有关系，内燃机也可以与人工智能、共享相容。不是因为有了共享汽车公司了，充电就自动解决了。
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    xzhangz
  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-2-7 15:04

    • 签到天数: 2358 天

    [LV.Master]无

    20#
    发表于 2017-8-12 13:55:05 | 只看该作者
    给晨大提供一点个人体验
    - d( z3 q& f6 `充电比加油方便 在家在公司停车位就是充电位 不用特意去加油站 省钱省时间/ m  V" I* _! g& G0 F
    驾驶体验远比（我家现有的）汽车好 我能开电车的时候绝不开汽车 今年开汽车应该不超过10次 连坐车的也喜欢电车 因为安静
    " `" S4 ], f4 e  _  n% X# c（这条有作弊嫌疑）电车可以非常便宜 我家的个例是电车价格是汽车的1/4
    5 H5 H' b" q8 D7 m+ Z另外基本免保养 非常省钱省时间

    点评

    涨姿势: 5.0
    方恨少
    涨姿势: 5
      发表于 2017-8-12 16:26
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