开幕
电动汽车爱好者经常提出两个完全合理的问题:“为什么大多数电动汽车的最高速度都受到电子限制?”和“为什么续航里程比类似的内燃机汽车低?”。
解决这些问题需要检查各种推进燃料的能量密度,当然还有通常驱动电动汽车电机的高压电池组中存储的可比能量。

汽油和柴油的能量含量
让我们从当今世界上两种最流行的燃料的能量含量开始。一升汽油的能量含量为 9 kWh,而一升柴油的能量含量接近 10 kWh。从这些数据来看,一辆典型的紧凑型汽车,油箱容量为 40 升,如果是汽油,则意味着它携带 360 kWh 的能量,如果是柴油,则相当于 400 kWh。
高压电池能量含量
如今,紧凑型车辆中的典型高压电池携带 50-80 kWh 的净能量。 Net 是这里的关键字,因为高压电池的总能量不可用于动力传动系统。包装中有必要的顶部和底部缓冲器。顶部缓冲器总是低于底部缓冲器,因为高压电池组的深度放电可能是灾难性的,因此制造商对底部缓冲器更加慷慨。一般来说,缓冲越高,电池的使用寿命就越长。对于制造商来说,这是一个非常难以解决的问题,因为更大的缓冲区意味着可用于移动车辆的净能量更少,因此他们被迫使用更多模块来增加缓冲区,这反过来又增加了汽车的重量和空间要求。缓冲问题非常重要,因此厂家建议日常使用时,电池电量应保持在20-80%之间。这样,我们只需调整我们的充电习惯就可以增加顶部和底部缓冲区。
推进方式比较
在下表中,我们比较了同一辆车的三种推进方式——汽油、柴油和电力,以及“燃料”之间的等效能量含量。 我们以标致 208 为例,但这些数字与其他多种燃油版本的汽车相似。我们将所有燃料转换为千瓦时,以便于直接比较。
| 型号 | 油箱能量含量(kWh) | 能耗WLTP(千瓦时/100公里) | 范围(公里) |
| 标致 208 1.2 PureTech 130 PS EAT 8 | 396 | 47.7 | 830 |
| 标致 208 1.5 BlueHDi 102 PS | 410 | 40 | 1025 |
| 标致 e-208 136 PS | 45 | 15.4 | 292 |
总结
凭借当今的电池技术,内燃机车辆中的典型油箱所携带的能量几乎是典型电池的十倍。另一方面,卓越的效率正在帮助电动汽车。从上表中我们不难看出,在行驶相同距离的情况下,电动汽车所需的能量几乎是同等内燃机汽车的三倍,这是可以预料的,因为电动机的效率高达 94%,而现代涡轮增压和燃油直喷、汽油和柴油发动机的效率高达 38-40%。 那么电动汽车需要多少能量才能达到相当的续航里程呢?参考上表,我们需要 128 kWh 来匹配汽油车型,158 kWh 来实现与柴油车型相同的续航里程。实际数字甚至更高,因为如果我们在车上安装这种电池,重量损失将是巨大的,耗电量也会增加。因此,使用当前的电池技术几乎不可能达到与内燃机汽车相同的续航里程。然而,早期证据表明固态电池可能会显着弥补这一差距。他们还应该大力帮助解决另一个相关问题——充电。
您可以在下表中查看不同燃料之间的充电功率比较。
| 燃料类型 | 充电/补充功率 (kW) | ||
| 汽油 | 13,500 | ||
| 柴油机 | 15,000 | 电动 | 270 |
| 电动 | 270 | ||
| 电动 | 270 |
当今最先进的电动汽车的充电功率高达 270 kW。 50 升油箱的等效“充电”功率为 13,500 kW(汽油)和 15,000 kW(柴油)。因为ICE车辆的“充电”时间约为2分钟。同样,“充电”速度的差异对于内燃机车辆来说是巨大的。

显然,当您不使用汽车时,通过整晚为电动汽车充电可以在一定程度上缓解这种情况 - 这是内燃机汽车无法做到的。此外,由于电动汽车的“油箱”小得多,充电时间的实际差异并不像充电率差异那么大。 尽管如此,我们显然需要更快的充电选项,而且幸运的是这些选项并不遥远。