为什么油车在高速上可以长时间跑120以上,而电车却不行呢?
油车在高速上能长时间保持120公里/小时以上的高速巡航,而电动车却难以做到,这背后的缘由是什么?今天就来探讨一下这个现象。
当汽油车以120公里/小时的速度行驶时,其发动机的转速通常落在2000到3500转/分钟的理想区间,此时热效率能达到35%,油耗增加幅度仅为5%到8%。然而同级别的电动车在相同速度下,电机转速会飙升至12000转/分钟以上,电池放电功率激增300%,续航里程却大幅缩水超过40%。
这组数据的差异究竟隐藏着怎样的技术逻辑?将从动力系统、能量管理和物理规律三个层面来剖析这场油电在高速场景下的较量。
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燃油车的心脏是内燃机,但真正让它在高速巡航中游刃有余的是底盘下的变速箱。以大众EA888发动机为例,当车速达到120公里/小时,七速双离合变速箱会自动挂入最高档位,发动机转速稳定在2200转/分钟左右,正好处于涡轮增压器的最佳工作范围。
这种智能的"降档保转速"策略使得燃油车在高速行驶时既能保有充沛的动力储备,又能将燃油消耗控制在合理水平。数据显示,主流2.0T燃油车在120公里/小时巡航时,百公里油耗约为7.1升,仅比90公里/小时的工况高出22%。
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反观电动车,其动力系统显得直接而高效,但也有其局限性。特斯拉Mode13后驱版搭载的永磁同步电机在静止状态下就能释放出430牛·米的峰值扭矩,这让它在城市起步时如虎添翼。但在高速行驶时,这种特性反而成为短板。一旦车速超过100公里/小时,电机必须通过大幅提升转速来维持动力输出,导致电磁损耗呈几何级数增长。
测试表明,Model3在120公里/小时工况下,电机效率从低速时的92%骤降至78%。同时,为克服增加四倍的空气阻力,电池放电功率需要从20千瓦猛增至80千瓦,这就像要求一名短跑选手去完成马拉松,体力消耗是巨大的。
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燃油车的能量供给系统是人类文明在供能领域的一个杰作,一个55升的油箱可以储存大约480千瓦时的化学能,发动机的热效率转化过程犹如一个精密的能量筛选器,在高速巡航时35%的能量转化为驱动车辆的机械能,40%通过废气散失,剩余25%用于维持发动机自身的运转温度。
这种按需分配的机制赋予了燃油车在高速工况下惊人的续航稳定性,只要油箱未空理论上可以持续行驶。电动车的能量管理机制则截然不同,以比亚迪汉EV为例,其76.9千瓦时的电池组在NEDC工况下续航605公里,但当车速提升至120公里/小时后续航里程会锐减至约360公里。
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这种断崖式的续航衰减源于多重因素,首先是电机在高速下的效率下降,其次空气阻力与车速的平方成正比,120公里/小时的风阻是90公里/小时的1.78倍,最后电池组的内阻会随温度升高而增大。
当车速持续超过100公里/小时,电池温度会在短时间内从25摄氏度上升至45摄氏度,此时电池管理系统(bms)会强制降低放电功率以确保电池安全。数据显示Model Y在120公里/小时工况下电池放电功率限制可能导致动力输出衰减15%至20%,这也是许多电动车车主反映高速超车时动力不足的原因。
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在高速场景下物理定律的制约尤为明显,当车速从90公里/小时提升至120公里/小时,空气阻力会从约320牛顿激增至570牛顿,增幅高达78%。对于燃油车而言这种阻力增加可以通过提高发动机转速来抵消,就像骑自行车时即使风阻加大,只要踩踏频率提高就能维持速度,而电动车则容易陷入"转速陷阱"。
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以小鹏P7为例,其后桥永磁同步电机的最高转速可达1600千瓦,但在120公里/小时工况下电机实际转速已接近14000转/分钟,逼近物理极限。此时电机内部的铜损和铁损急剧增加,效率大幅下滑。
更关键的是这种高速旋转还会引发电池的连锁反应,大电流放电导致电池温度攀升,温度升高又迫使BMS系统限制放电功率,最终形成电量消耗加速、电池发热功率受限、车速下降的恶性循环。有车主在120公里/小时巡航时实际行驶里程远低于表显续航,这正是物理定律对电动车高速性能的严峻考验。
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燃油车与电动车在高速表现上的差异本质上是两种技术路线的必然结果。燃油车历经百年发展,其动力系统、能量管理和热管理技术已经非常成熟。电动车作为新兴技术虽然在城市通勤中优势明显,但在高速工况下仍需攻克电池能量密度、电机效率和热管理三大技术难关。
然而随着固态电池、800伏特高压平台以及智能风阻管理等技术的逐步成熟,未来电动车的高速续航能力必将迎来质的飞跃,届时油电在高速对决中的局面或将被彻底改写。
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