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13252023-12-05
大家好,感谢邀请,今天来为大家分享一下电动车加速原理是什么,为什么能在2.5秒内破百,求大神解答的问题,以及和为什么电动汽车加速快的一些困惑,大家要是还不太明白的话,也没有关系,因为接下来将为大家分享,希望可以帮助到大家,解决大家的问题,下面就开始吧!
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电动汽车提速快是不争的事实!就拿我们平日骑行的电动自行车,电摩等采用电机为动力的车辆来说,也是一样的感觉:起步加速特别快,信心十足,但是速度很快就到了顶峰!无论你怎么加油车子也不会像起步时那样迅猛!一些油电混动车辆也是如此!例如0-60kmh提速特别迅猛,过了60kmh加速和普通车辆一样。这些都是电机功率过小的原因。而有些纯电动车百公里提速5秒内,虽然提速快但是速度超过100kmh之后加速就萎了!而燃油车在马力足够的情况下,后期速度可以更高!其实这些都是电机扭矩(转矩)特性和燃油车扭矩特性不一样决定的!上图是电机转矩曲线图(随便举例子),可以看出来电机的转矩只要在3000转以内,转矩都是恒定的,哪怕只有几十转,其转矩也是和上千转是一样的!所以电动汽车提速特别快,因为动力在初期就会全部释放出来!但是转矩并不是一直保持不变的,可以看出来超过某一个界定转速后,扭矩会直线下落!这也是电动车后期提速表现不好,极速逊色于燃油车的原因!而内燃机则是初期低转速时发动机扭矩不高,随着转速的提高扭矩也逐渐提高,到临界点以后扭矩会慢慢下降,扭矩呈抛物线下降,功率确在提升。而功率则决定了极速高低,扭矩决定加速性能的好坏。所以内燃机初期提速不如电机,但是后期提速和极速远远超过电机!
燃油车可以通过调节节气阀门来控制空气的进入量,从而改变发动机的做工速率,但是电动车是通过电机来加速的,只要电压电流恒定,电机的转速也是一定的,那么它又是如何通过加速踏板来控制转速的呢?这里要引入一个概念,叫占空比。是指在一个脉冲循环内,通电时间相对于总时间所占的比例。简单来讲,就是给电机通一下电,达到目标转速后断一下电,这样周而复始,我们说是这样说,但是在整个系统中,这一通电、断电的过程人几乎是感觉不到的,这一切都是由电机控制器来操控的。当你踩下加速踏板后,电机就通电了,踩的深浅不同,电机的转速也不同,电机控制器在后台为你做了这一切的工作,你只需要控制好加速踏板即可。这就是电动汽车加速的原理。至于破百的时间,如果再其他变量都相同的条件下,电机的峰值功率越高,加速就越快。而实际上,这还与多种因素有关系,比如电控系统、车身轻量化水平、风阻系数。
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电动车加速和内燃机车辆加速的差异是由其核心动力结构和特性原理造成的。我们都知道电能的转化效率是非常高的,像现在的永磁电机转化效率普遍达到了90%以上,而内燃机还挣扎在40%左右的热效率。再者内燃机动力要达到相应的输出效果还必须有变速装置匹配,而电动机则省去了复杂且耗能的变速装置。
电机转化效率高、动力传动装置少、扭矩爆发更直接等特性决定了其起步加速的性能非常强悍。而内燃机功率和扭矩的提升都需要一个循序渐进的过程,加上能量传递损耗比较大,所以加速性普遍不如电动车快。
功率=扭矩×转速/常数
内燃机性能输出特性内燃机要运行它有一个必须物质基础而这个物质是电动机所不需要的,它就是-空气!内燃机从打火启动那一刻起发动机的运行就需要空气参与燃烧,随着油门加大和转速提高节气门的开度也会随之变大来吸入更多空气。空气的多少决定了其实时功率输出的高低,而进气这个过程是循序渐进、逐步提升的从而使发动机达到一个相对稳定的输出工况。这可以从内燃机的动力输出曲线上就能很好看出:发动机起始阶段扭矩和功率是非常小的,而后随着油门加大、转速提升,节气门开度增大吸入空气增多功率和扭矩是一步步提升。另外发动机的动力输出会传递到变速机构再传递给车轮这个过程也会延迟动力输出。
电动机性能输出特性电机的输出特性似乎和发动机刚好相反,电机可以在有电的情况下直接爆发出最大的输出扭矩,它不需要吸气也不需要逐步提升性能,并且传递效率极高。另外电机不需要变速箱,变速可以根据频率高低进行改变,所以它的动力传输的更直接,损耗也更小。下图为电动机动力输出曲线:红色为扭矩输出、绿色为功率输出。从图中看出,电动机的最大扭矩可以在0转速时爆发,也就是只要通电就有最大输出扭矩,而随着转速的不断提升扭矩下滑就会很明显只能靠高转速来提升总功率。这就是为何电动车起步加速非常厉害但是高转速输出就相对乏力的原因。
了解了以上你就明白为何电动车加速普遍超越内燃机,因为转速不够扭矩来凑。内燃机初始阶段既没转速又没扭矩,动力大打折扣,电动机初始阶段满扭矩,随着转速提高会保持一个较为恒定功率成长爆发区间。
有比特斯拉更快的电动车吗如果算上即将量产的车型,特斯拉还是最快的电动车,新款的Roadster2电动车0-60英里的加速只需要1.9s,60英里换算成公里差不多就是97公里,可以说百公里加速达到2s以内。特斯拉ModelSP100百公里加速2.5s
前途K50百公里加速也达到了4.6s
蔚来EP9百公里加速达到了2.7s
这是个人熟知的几款百公里加速比较快的电动车型,也许有更厉害希望大家指出来。虽然是几个简单的例子但是可以看出电动车的百公里加速随便就能超越或者接近增压16缸、1500马力、1600扭矩的布加迪Chiron。
最后说下个人看法:拿电动车和内燃机比百公里加速根本没多大意义,因为它们对能量的利用和转化根本不同。很多车企都把电动车百公里加速作为最大宣传噱头就是因为其动力输出特性的天生优势,这个优势就是利用了现成的捷径能源-电能。而内燃机要达到电机的输出效果只能通过增缸、增压、提高排量等各个复杂的环节去弥补,难度也比电机不知道高出多少倍。所以,如果你听到布加迪百公里加速达到了2.5s你会很惊讶,但是某个普通电动车百公里加速达到4-5s你也不怎么感叹,因为它只是利用了天生优势而已。
举个例子:我骑个3000块的雅迪和一辆1.5T的思域同时等红绿灯,绿灯那一刻同时起步我的雅迪加速绝对是超越思域的。至于说后续雅迪肯定不行,但是在加速的那0-1秒时间思域是看你尾灯的,不信你试试。
同功率的电动机与内燃机,其扭矩大小是接近的。动力强需要高扭矩的支持,扭矩大小决定了一辆车加速快慢,也就是俗说的劲头大小。但是有时候同功率的电动机其扭矩并不会比内燃机高。
例如比亚迪秦pro采用的电动机功率为110kw、最大扭矩为250Nm,而比亚迪秦pro采用的1.5T发动机,其最大功率为113kw,最大扭矩240牛米,可以说同功率的电机发动机扭矩也是接近的。又如大众1.4T发动机,最大功率110kw,最大扭矩250Nm,功率与扭矩与比亚迪的110kw电机是一样的。既然功率扭矩都几乎接近,为什么感觉电动汽车动力更好一些呢?其实这就电机与发动机特性不同的原因。
电动机的特点就是低转速高转矩。在一定的转速区间内,电机的转矩是不变的。上图中很好的展现出电动机的特性:在一定的转速区间内,电动机的转矩并不会因为转速改变而改变,4000转/分之前始终输出大扭矩。哪怕每分钟只有几十转的时候,其最大扭矩几乎不变。而发动机的最大转矩需要转速支持,例如涡轮增压发动机,其最大扭矩转速区间在1600转-4400转/分,所以发动机想要爆发最大扭矩,转速必须要拉到1600转分以上。而在之前的低转速工况时并不能输出最大扭矩。
电动机低转速就可以输出最大扭矩,电动机前半段工作在恒转矩的工况下,同样的两辆车启动,内燃机需要一个短暂的延迟来把转速提高,这期间动力就会有延迟感。而电动机启动后不需要转速支持,低转速也可以输出高扭矩、所以动力几乎延迟很小,几乎是瞬间爆发出最大扭矩、车辆起步明显快与燃油车。而急加速也是如此,燃油车动力仍然会有一定延迟,因为变速箱需要降档,这时候动力就会慢一拍。而电动汽车变速箱只是一个单速的减速箱而已,不需要换挡,所以提速更快一些。这就是同功率同扭矩电动机提速比内燃机快、动力表现更强的原因,提速快就会给人以动力强的感觉。
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