1L汽油用专用的发电机,大概可以发3度电,用车子的发电机大概只能发0.23度电。
如果只算充进电瓶去的电,只有0.1度左右了,发电成本几乎是民用电的100倍。
国家有标准的,GB 17930-2016《车用汽油》规定:汽油在20℃环境下,每毫升应该在0.72到0.775克之间。
取中间值0.75算,1L汽油差不多0.75kg,汽油的热值差不多是44000KJ/kg。
用0.7kg算一下,1L汽油总热值是33000KJ,1度电的热值是3600KJ,所以1L汽油的热值相当于是9.1度电。
能发多少电,取决于发电机组效率
汽油不能百分百转化成电能用汽油发电,是不可能100%全部变成电了。
就好像你吃下去的东西,又不可能全部变成身上的肉,总有一些东西去到了一些“不可描述”的地方。
汽油发电,简化一些环节来说的话,主要就是把化学能转化成了机械能,然后机械能再转化成电能。
在这个过程当中,大量的能量都是被消耗掉的。
能发多少电取决发电机组效率我们平时说的汽油发电机其实是发动机和发电机组成的机器。
汽油是先在发动机里面燃烧,产生了动能,就驱动了曲轴,然后曲轴再带动电机里面的转子进行发电。
所以说,1L油能发多少电,主要是看发动机和发电机的转化效率。
发动机效率能够达到40%发动机转化效率,其实是指发动机的热效率。
现在一些发动机的热效率,能达到40%左右了。
比如说:丰田的Dynamic Force发动机,热效率是41%了;马自达Skyactiv-X,热效率43%;国产的长安蓝鲸NE发动机也是有40%的。
发电机效率可以达到90%发电机的种类就比较多了:无刷交流发电机、永磁交流发电机、带泵交流发电机,发电效率都不太一样的。
我们参考电动汽车增程器所用的发电机来算,因为增程器的发电机本来就是用来给电动车充电的,相对就比较有参考性一点了。
湖南大学有论文:《电动汽车增程器燃油效率优化控制》、《电动汽车增程器能量管理策略研究》、《增程式电动汽车功率流优化策略》,3篇。
里面是有讲到:发电机效率等高线图,看一看,可以发现,这类发电机的效率一般都在90%左右。
理想情况下可以发3度电左右最后用发动机效率40%,再乘以发电机的效率90%,再乘以9.1度电,算出来,1L汽油能发3.276度电。
实际上发电可能会更低但实际上1L汽油的发电量会更少,因为发电机和发动机各自效率最高的转速和扭矩区间不一样的。
比如说:发动机效率最高的转速区间,2000、2500、3000,但是发电机有可能要在5000转以上。
就导致刚才那说的那两玩意儿,没有办法在最佳的效率区间,同时出现在这里,一起工作。
就算是通过齿轮组,让它们尽可能保持在各自最经济的转速区间,但是扭矩有可能没办法统一,而且齿轮组本身也消耗掉1%的能量。
这个就有点像是羽毛球混合双打,虽然各自都是冠军,但是一起打,不一定拿得了第3名。
因为打法不同,套路不一样的,就有可能导致配合上出现问题,而且也需要时间磨合。
刚才湖南大学的期刊论文,3篇,是吧?继续参考。
增程器效率等高线图里面发现:发电机和发动机一起工作,最高效率一般只有30%。
所以说,实际上1L汽油,差不多只能发2.73度电。
如果1L汽油放在普通燃油车上算,能够发的电就更少了。刚才那个还是给电动车充电的,专门干这个事情的。
虽然说,听起来不一样,都是发动机先转,然后带动发电机,然后发出了一点电来用,但是汽车发电机功率小很多,一般就是200W左右。
增程器的前面讲的,一般是在100000W左右,你看,听起来都相差很多,是吧?
可以发0.23度电因为平常汽车发动机做的功,主要是用来克服轮胎阻力,就是让车子往前面开的,只有很少一部分用来给发电机发电的。
所以说,我们还是按照怠速的时候来算,比较稳妥一点,因为这个时候发动机也没什么其它负荷,主要的工作就是带动发电机发电,油耗也比较少。
所以说发电效率不算低了,甚至可以说是挺高了。
国家标准先看一下:QC/T 729-2005《汽车用交流发电机技术条件》上面讲:车子怠速可以提供14V 40A左右的电流。
也就是说:怠速1小时,可以发0.56度电。
之前,我用1.5L雪佛兰科鲁兹实测过的,怠速了1个小时,油耗2.4L。
所以说,1L油大概可以怠速个25分钟。
算下来,普通燃油车怠速的情况下,1L汽油可以发0.23度电。
电瓶可以充0.117度电不过,这个0.23度电还不能完全充到电瓶里面去。
陕西科技大学有论文《蓄电池储能效率的测试与分析》上面有个说法:蓄电池充电的时候,可接受的电流是有限制的,有些电还是会被浪费掉。
我之前视频有1篇《原地怠速10分钟,电瓶能充多少电》,上面给大家已经算过了。
如果不算启动时候的电瓶消耗,怠速10分钟,电瓶可以充3.6AH的电量。
那么,1L汽油可以怠速25分钟,算算,就是充9AH的电。
汽车电瓶电压一般是12V到14V之间,按中间13V来算,13V乘以9AH等于117WH,也就是0.117度电。
所以说,算下来,普通燃油车在怠速的时候,1L油只能发0.117度。
按照现在92号汽油,6块3毛钱,毛算算,发1度电多少钱?53块钱!都快抵上大家半个月电费了。
所以说,现在民用电价才5毛钱,对不对?成本相差了100倍。
相比起来1L汽油能发多少电,更多的朋友有可能还是关心汽油标号的这个事。
这个车子本来加92的,我想对它好一点,我想它发电发多一点,加个95号行不行?
是不是加了95号动力就会变好?有的说:“不是的,加95是省油。”有的说:“你错了,加95是为了干净!”92和95到底相差在哪里?
我多花的钱到底值不值得?
有的人非常满意。有的人说:“这就是浪费钱!”到底谁说得对?依据在哪里?
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2022年底,各大汽车厂商都开始了年底大盘点。根据中国汽车工业协会数据,去年1月到11月新能源汽车产量高达625.3万辆,销量更是做到了606.7万辆的高数据,市场占有率甚至达到了25%。
而其中最值得一提的是,在纯电车、增程式混动电车、插电式混动电车三种主流的新能源汽车中,增程式混动电车的销售量一骑绝尘,仅1月到5月的销量就实现了同比增长221%,是上半年增速最快的新能源细分类别。
不了解何为增程式混动的小伙伴,可能听说这种动力模式就是“用油发电,用电驱动 ”,乍一看,还多了一道的能源损耗,夹在“燃油车”和“纯电动车”当中,显得十分不伦不类。
为何它能卖得那么好?选汽车的时候,又该如何选择呢?
什么是增程式混合动力电车呢?
增程式混合动力电车,就是一种在电池电量充足的时候可以使用纯电动车模式,当电池电量不足时又可以使用内燃发动机来发电提供电池能量的“双模式”电动车 。
最大的优点就是成本低、既能带来电车的舒适体验又能拥有低油耗的补能优势。
这种电车的工作原理 其实也很简单。首先,增程式混动电车是插电混动电车的一种,插电混动电车是指拥有电动机和发动机两套动力系统的电车。而增程式与其他插电混动的不同则是在于增程式带有增程器,而其他插电混动电车多是直驱式。
增程器说白了就是“发电机组”,底座是车子,发电机组由电动机和发动机组成,采用的是串联共存的方式。意思就是如果车辆的电池组没电了,那发动机加电动机发出的电就可以驱动电池带动车辆,多余的电量也可以储存在电池组里。
等到电池组充满以后就会自动切换到使用储存的电量,停止发电机组的使用。因为发动机并不直接驱动车轮,所以这样既能减少发动机的磨损,又能降低电动车司机常有的“里程焦虑” 。
因为有发动机存在,所以它可以避免用户看着快没电时到处寻找充电桩的焦急,哪怕就是遇到堵车,耗油也不会太多。除此外,增程式电动车还有着行驶时发动机噪音极小近乎于没有等优点。或许这也是它被大部分消费者青睐的原因。
但是,几乎一提到增程式电动车,就会立马有人提出疑问:
「它和燃气车有什么区别?」
「它和普通电动车有什么区别?」
「它和混合动力电动车又有什么区别?电动车还分插电的和增程的?」
「还有个燃料电车,它们又有什么关系?」
【1】本质上的不同——能源动力
首先大家要明确的最基本也最重要的一点就是,是动力来源区分出了这些类型汽车的不同 。比如,众所周知的是燃油汽车是通过汽油、柴油、天然气等化石能源来驱动发动机的;电动汽车则是通过电能电动机提供驱动力的。
而汽车又分为纯电动汽车和混合动力电动车。纯电动车的动力来源全部都是以电能提供,通过充电储存在电池组里。其他的则正如上文中提到,混合动力电车中的插电式主要是通过外接充电提供动力,当然也有油箱、油路、发动机等传统汽车的加油设备;
而增程式电动车也是以充电为主 ,但它的汽油燃油则不是直接驱动的能源,而是转化成电能之后再驱动车轮。
增程式电车这样“双保险 ”一样的模式保证了更长的续航里程以及更低的油耗。
【2】增程式电动车的工作模式,各有千秋
增程式电动车的优势在工作运行时显露无疑,尤其是它可以根据不同的路况和电池状态调整出五种工作模式来,其中每一种工作模式里的功率不同,耗电与耗油也不同。
【纯电动车行驶模式】
纯电车模式是在电池组电量充足时开启的,这个时候的辅助动力装置系统就会关闭,只由动力电池提供驱动电机运转的能量 ,当然这个能量还要用来够用车辆最初的起步过程、后来的加速阶段和爬坡过程,以及后期的发动机空挡状态运转的阶段,甚至还要用来向空调、音响等设备供电。
这种模式下损耗的就是电量,而不损耗油量,一定程度上减少了对化石燃料的依赖,也算是达成了缓解了能源危机。
【辅助动力系统单独功能模式】
当电池电量不足时,就会进入APU(辅助动力装置)系统单独“工作”的状态。尤其是当剩余电量到达原先设定的能量最小值(一般是30%)时,辅助动力系统就会像受到“召唤”一样开始启动 。发动机带动发电机发电,产生的电能一部分会投入到车辆运转行驶中,另一部分则会给电池进行充电。
一旦电池充满电之后,辅助动力系统就会停止工作,又转为纯电动行驶模式,由动力电池供能车辆行驶。
【混合驱动模式】
混合驱动模式则更加好理解了,这个模式最适合的就是在城市路况之下,就是当车辆遇到爬坡、加速行驶等需要大功率的时候,动力电池会和辅助动力系统一起“用力”,呼哧呼哧将车子给开上坡去。这个时候的双驱动模式就像是两个互帮互助的好帮手,彼此“扶持”着完成任务。
【3】比燃油车省油,比电动车减少充电桩依赖,还绕开了高油耗问题
然而纵使有这么多有点,增程式混动电车也依然深陷“讨伐”风波中。前有华为余承东放话华为要参与制造增程式电动车华为智选SF5,后有“魏”牌汽车CEO李瑞峰发博表态“打铁还需自身硬,增程式混动技术落后是行业共识,再大的嘴,也不能大放厥词。”
但不可否认的是,在现阶段这个纯电车劣势明显,充电桩还未全民普及、电池材料瑕疵明显的今天,进可电动退可燃油的增程式一定是目前最适合的产品,因为它不仅满足出行需求,还在经济与使用便利上都做到了兼顾和平衡 。
【比燃油车更省油】
首先最基础的一点就是,增程式电车在遇到发电机补充电能的时候是保持在稳定的功率之上的,也就是说它不会向燃油车那样一会儿油门一会儿刹车地造成能源的大量损耗。而在市内行驶或者其他非高速的路上行驶时,其他的混合动力电车依然会出现前面提到的燃油损耗问题,而这个时候的发电机则还是保持在稳定功率之上,相较而言,还是增程式电车更省油 。
如果说许多人仍然觉得增程式电动车的电池容量小,需要不停地插电充电或者通过辅助系统补充能量的话,那如今面世的许多新款汽车则可以让消费者免去这后顾之忧:在市区内基本可以保证全程用电就够了,用油也除非是上了高速找不到充电桩的情况下。
【为什么要多此一举:烧油-充电-再驱动】
按道理来说,省油就是大部分用车人最大的期望了。可为什么在增程式这种市区省油“神器”出现之后,却被很多人抨击成为“脱裤子放屁——多此一举 ”呢?基于上文中以及提到过的工作原理和各种工作模式,我们可以进一步形象生动地这样理解:
打个比方说,增程式电动车的发动机吃一碗饭,就能将这一碗饭全部转化为50%的“力气”;而燃油车吃一碗饭,只能将一碗饭转化成25%的“力气”。这个用专业术语叫做“热效率” ,发动机的热效率越高,就说明可以越少的油发挥越大的左右。
这也是许多燃油车的发动机厂商想发设法优化离合器、变速箱来匹配发动机的原因,因为要省油干大事啊!
而增程式混动电车就很好地解决了这个问题,因为人家把它给绕开了!就是说,到了需要发动机上场的时候,它只负责上场发电就好了。至于路况好不好,有没有其他的输出功率和扭矩影响,都跟发动机没有关系。发动机永远只需要老老实实地给电池或者电机供电就好了 ,其他的都交给电动机。这种情况下,驾驶可以一直保持电动供能行驶的一致性。
【减少充电桩依赖】
最后也最重要的一点就是,减少对充电桩的依赖。众所周知,混合动力电车要想发挥出最好的行驶质感,就需要一直保持充足的电量。然而大部分的混合动力电车的续航都只能保持在60到100千米左右,这就需要基本的每天充两次电 。要在市区内找得到充电桩倒也好,要是上了高速那就真的是捉襟见肘了。
根据乘用车市场信息联席会2020年的数据统计,目前国内的新能源电车数量已经超过了110万台,而充电桩的数量却只增加了仅仅46.2万台,连电车数量的一半都没有。
尤其现在的私人充电桩很少,大家都是使用的公共充电桩,但是大部分公共充电桩又都间或会出现损坏、不匹配、燃油车占位等情况,即使没有这些情况也会需要排队。
所以这种充电桩供远远小于求的情况下,“可油可电”的增程式电动车是最适合也最好的选择:稳定、多选择、有后路!
虽然许多人觉得增程式是电动车技术里最落后也最应该被淘汰的一种类型了,但目前根据市场与政府官方的风向来看。2023年的增程式电动车依然能打。
2020年11月,国务院就印发了《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,其中清楚明白地写有“发展新能源汽车要同时布局纯电、插混(含增程式)、燃料电池三条技术路线”。
简而言之,重视电车,但同时也要大力发展插混及增程式电动车齐头并进发展。这就说明,官方根据统计数据以及调研发现,增程式电车还是大有市场可为,前路可走的 。
从大名鼎鼎月销几万的理想ONE到东风旗下的岚图Free、比亚迪的Dm-i、吉利的雷神混动Hi·P和长城的柠檬混动,甚至今年领克也表示要推出增程式版本汽车……这些足以说明无论是兴起的造车新势力还是老牌汽车制造厂,都没有在放弃增程式电车的市场,并且眼看着就有越干越起劲的苗头。
虽然有无数的业内人士和车友调侃增程式的“尴尬处境”,但不得不说的是,如今的增程式车型在新能源市场不仅没有边缘化,反而有着星星之火正在燎原的架势。如此看来,满足需求、适应市场才能走得更远,这也才正是增程式被选择的原因与实力。
参考资料:
孙桐桐:增程式电动车口水战背后 产品是否被需要才是关键,每日经济新闻牛小欧、翟亚男:增程式电动车或成下一风口,华夏时报魏岚,增程式到底是不是“伪新能源”?新能源汽车报骆光炬、邓晓亭、鲁植雄等:发动机管理策略对增程式电动车燃油经济性的影响研究,内燃机工程. 2020,41(04)芮辰晅:增程式电动车的结构原理及实际工况分析,内燃机与配件. 2020,(07)蒋豪、毕仕强:电动车增程式技术发展探索,产业与科技论坛. 2021,20(01)潘荣星:基于增程式电动汽车发展现状及趋势研究,内燃机与配件. 2021,(22)赵三明:增程式电动车将是未来公交车的最佳选择,中国工业报刘澄谚:中国工程院院士杨裕生:增程式电动车才是未来汽车主力,中国能源报田大鹏:日产e-POWER智充电动技术 重新定义“增程式电动车”概念,中国汽车市场. 2019,(08)相关问答
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