多一次能量转换反而更省油，这符合科学吗——说说混动车是如何省油的

多一次能量转换反而更省油，这符合科学吗——说说混动车是如何省油的发表日期 : 2020-06-09 14:20 作者：automaster 浏览(10) / 回复(0)现在市场上的混合动力汽车分为两种类型，一种是插电的，需要外接电源来给动力电池充电，然后汽车在行驶中优先使用动力电池的电能驱动汽车，电能消耗殆尽之后再启动燃油发动机驱动汽车，这种混合动力汽车称为PHEV，很多国产的混合动力汽车都采用这种模式；另一种是不需要插电的，汽车在行驶中发动机启动，通过一个发电机给动力电池充电，然后由动力电池驱动汽车，特殊情况下可发动机和电动机共同驱动汽车，这种混合动力汽车称为HEV，典型代表是丰田的THS系统，比如卡罗拉/雷凌混动、凯美瑞混动、雷克萨斯混动等，本田的i-MMD系统，比如雅阁混动、CRV混动等；通用的Vortec系统等。研制混合动力汽车的目的就是为了省油。对于PHEV大家很好理解，有外接电源补充能量，自然就省油了。但是对于HEV很多人却心存顾虑，有个特别不能理解的点就是：这种车型没有外界能量补充，所有的能量来源都是燃油发动机，发动机燃烧汽油驱动发电机给动力电池充电，然后动力电池再给电动机提供电能，驱动汽车行驶。在这种模式下，发动机的能量转换了几次才提供给汽车，这个过程中必然会有能量损耗，这种情况应该比燃油发动机直接驱动汽车更费油才对，可是为什么会说混合动力汽车省油呢？这也不符合能量守恒定律啊？

但事实却是：这种混合动力汽车更省油，我们以同级别的车型为例来对比，卡罗拉1.8燃油版百公里油耗是7.1升，而卡罗拉混动版百公里油耗是4.1升；凯美瑞2.5燃油版百公里油耗是8.1升，混动版是5.7升；本田雅阁1.5T燃油版百公里油耗是6升，混动版是4.2升；本田CRV2.5燃油版百公里油耗是6.6升，混动版是4.8升；其它的混合动力车型与此类似，都是混动版百公里油耗大大低于燃油版。这究竟是为什么呢？难道能量守恒定律在这里失效了吗？其实并不是，混合动力汽车之所以更省油，最根本的原因就在于：发动机只要工作，就一直工作在最经济的工作区间。而普通的燃油版发动机，发动机经常在非经济区间运转，很大一部分油耗被白白浪费掉了。下面我们来详细的分析一下这个问题。大家知道，汽车发动机的热效率其实是非常低的。普通的汽油发动机，最高热效率一般只有37%左右，柴油机热效率能高一些，大约在40%左右。目前汽油机热效率最高的是丰田公司旗下的一款发动机，热效率可以达到41%。不过大家必须明确一点，那就是发动机并不是时时刻刻都处于最高热效率区间工作的。在绝大多数的时候，发动机都是工作在不经济区间的，比如城市拥堵路况、低速蠕行、频繁的起步停车、超高速行驶等，在这些路况条件下，平均热效率一般只有25%左右。大量的燃油实际上并没有用来驱动汽车，而是以热能的形式浪费掉了。

有人说那为什么不能让发动机始终工作在最经济的区间呢？这主要是因为，汽车在行驶过程中，路况是千变万化的，对发动机的动力需求也是随时变化的，这就需要发动机随时调整动力输出，以满足汽车行驶的需要。如果想要让发动机始终工作在最佳的经济区间，必须有一个绝对理想的变速箱，能够随时调整传动比，不论车轮转速如何变化，发动机转速都不变。但是很遗憾，这样的变速箱，目前还没有，即使在可以预见的未来，这种变速箱也很难制造出来，不论是结构、成本还是体积、重量都很难在汽车上应用。目前最接近于这种结构的其实是CVT变速箱，它可以随时调整传动比，这也是很多CVT变速箱更省油的原因之一。但是CVT变速箱调整范围有限，超过一定范围，还是需要发动机调整转速。此外，它的传动效率也不够高，很多能量在传递过程中流失了。而混合动力汽车，就可以做到让发动机始终工作在最经济的工作区间。这主要是因为，在混合动力汽车上，有动力电池这个“蓄水池”，它事实上起到了一个理想变速箱的作用。当外界阻力小于发动机输出动力的时候，多余的动力以电能的型式存储在动力电池中；当外界阻力大于发动机输出动力时，发动机与动力电池共同驱动汽车，发动机还是处于理想工作状态，不足的能量由动力电池补充；而在最不经济的走走停停、低速蠕行的路况下行驶时，干脆直接关闭发动机，只让动力电池驱动电动机工作。这样，只要发动机启动，就一直工作在最经济、热效率最高的工作区间，油耗自然就降下来了。

比如某款车型，它的燃油版在综合路况下行驶一百公里，消耗了6升汽油，综合热效率为25%，那么这段路实际需要的燃油量是6×25%=1.5（升）。如果是混动版车型，它的发动机热效率始终在40%，电能转化效率是95%，那么它需要消耗的燃油是1.5÷40%÷95=3.95（升）。这就是混合动力汽车比燃油车更省油的根本原因。此外，一般混合动力汽车的发动机并不直接驱动汽车行驶，所以它的发动机可以采用热效率更高的阿特金森循环方式运行，也可以降低发动机排量，使用摩擦阻力更小的三缸发动机，等等。由于汽车绝大多数工况下需要的功率并不高，所以发动机也不用做得很大，功率也不用调得很高，不足的能量用动力电池来补充就好了，而普通的燃油版就没有这样的优势。比如有一款混合动力汽车，是一款中型SUV，但是只搭载了一台1.2T的三缸发动机。经常有人询问，这么大的车，用这么小的发动机带的动吗？其实这个发动机根本不是用来驱动汽车的，而是用来发电的，只要动力电池足够用，汽车的动力性就能够得到保证。而同样级别的燃油版车型，发动机至少是2.0T的，这也是混合动力汽车更省油的另一个不可忽视的因素。

不过混合动力汽车最适合的行驶路况是城市拥堵路况，在这种情况下发动机很少启动，绝大多数时间都是由电力驱动，节油效果是非常明显的。但是如果在畅通路况下，比如城郊工况，高速工况等，燃油版车型的发动机也可以在最经济的工作区间运行，此时发动机的热效率差不多，它的节油效果就不那么明显了。此外，大家还有算一笔经济账，那就是混合动力汽车在购买时比燃油版的价格更高，这个差价需要多少汽油才能弥补回来，你要根据自己的驾驶习惯计算一下。还有二手车的保值率问题，一般这种混合动力汽车都不保值，在出售时会打很大的折扣，这一点也要有心理准备。如果你买这款车要使用很长时间，并且行驶的里程较长，行驶的路况较为拥堵，购买这种混合动力汽车还是值得的，不需要充电，只要正常加油就可以了，也没有里程焦虑症，就目前来说，这是最合理的一种油电混合方式，个人还是非常推荐的。