汽车可以一边跑,一边给电瓶充电,为啥电动汽车不行?
电动车可以一边跑、一边充电的想法多美好啊,电动机一边带动车轮前进、一边带动发电机充电,结果这台电动车就可以永远行驶了,这台电动机、就叫做用动电动机,也就是永动机;是不是很厉害,居然通过新能源的研发、让我们研发出了永动机?实际上永动机是不存在的,因为能量在转换、及传递的过程中,必然会出现损耗!
根据能量守恒定律、能量不能凭空产生,所以不存在一类永动机,其次能量的转换、传递存在能量损耗,所以不存在二类永动机;而题目中所假设的这台既可以电能转换机械能、又能把机械能转换为电能的机器就有些永动机的味道了!而永动机不存在,那么我们能判断出的一点就是,能量越传递、越少,而不可能把消耗的完全回收!
汽油机在消耗燃油汽油就是化学能(待转换化学能),而内燃机通过消耗燃油获取能量,这部分能量绝大部分用于驱动车辆、少数部分用于给电瓶充电,所以这是化学能转换机械能、电能的过程,在这个过程中、能量被不断损耗掉(各个环节都在损耗),直观的结果就是油箱见底、而我们不得不花钱、加油,所以这就是内燃机燃烧汽油的过程!电动机同样是这个道理,如题目所言、造出一台电动车,这台电动车运行时电机既可以驱动车辆、又分出一部分充电,做到这一步是可行的,但电能可以回收多少、不好说;举一个简单的例子,两块电瓶(参数一致)、一空而一满,现在让满电的电瓶拖动电机、给空电的电瓶充电,若满电的电瓶电量百分百,那么满电的电瓶电量彻底放空后,充电电瓶的电量最多80%(不精确,只是举例子),剩余的20%已经在能量传递中损耗了,若不损耗、那便是永动机、不存在!所以上边的例子、只是电能直接转换电能的过程,在这个过程中、消耗的电量都没办法完全回收,那么增加一路能量消耗,电瓶的电能既要负责驱动车辆、又转换电能给电瓶充电,可转换回的能量太少了、微不足道,百分百的电瓶容量、通过这种办法回收10%都难;只要不能百分之百回收(百分之百回收、就属于永动机),那么电瓶电量就会越来越少、直到完全消耗干净,到了这时候、还不是得找充电桩充电么?所以理想虽然美好,但这种操作是完全无视物理的,换句话说在这个位面不存在能一边行驶、一边自充电的电动车(摆脱充电桩的存在),因为那就属于永动机范围了,而这个位面不存在永动机!
汽车可以一边跑,一边给电瓶充电,为啥电动汽车不行?
这个问题实在是……
汽油车电瓶里充的电来自汽油,所以可以行驶充电。电动车的电来自电池,行驶消耗也来自电池,虽然滑行的时候可以利用车轮反拖电动机,把动能转化成电能充入电池,但别忘了这个动能本来不就是电池里的电能换来的吗?这个充电过程只能叫做动能回收,能减少电能消耗,但不能凭空再生啊,而且还有效率损失。从0加速到60再通过动能回收减速到0,加速过程的耗电量肯定超过动能回收的充电量啊。不然岂不成了永动机了?或者在车头前方固定一个磁铁就以为能让车持续行驶。
要想实现1+1>2的能量利用,目前唯一的方案就是高效混合动力,通过发动机和电动机优势互补地工况分配达到用油省油、用电省电的效果。
汽车可以一边跑,一边给电瓶充电,为啥电动汽车不行?
说一下我个人经验,许多年前,听说有人研究出来自发电电动车,我用下班业余时间玩了一年多,最后以失败结束。
我 开始用农用车上的永磁发电机做实验,用电动车的轱辘带永磁发电机。
失败的原因是(1)电动车转速太慢,根本发不出电。(2)永磁发电机转起来太沉,电动车没有力气全速前进。(3)如果使用变速加速器,使永磁发电机能转到千转以上,我觉的是不可能的事,因为电动车未必能带动这个千转以上的永磁发电机。(所以这一项没有做实验。)
我又用逆变器做实验,用逆变器接在蓄电池上,逆变出电压220伏,接大功率充电机,这样是可以充进电,但是电动车没有增加行驶里程,反而行驶的里程更短了。结果又失败了,(那时年龄还小,不知道电的损耗)。
我用大功率升压变压器又做了一次实验,又买了一个电动车上的电轱辘,把买来的电轱辘改装交流发电机,安装在电动车上,代替电动车前轱辘。于是我用升压变压器,接在发电的电轱辘上。喜的是输出电压高达三四百伏,经过多次测试,可以接在蓄电池上使用,于是在升压变压器的输出端接上整流器,正负极分别接在蓄电池的电极上。骑行试验还是没有增加行驶里程,再一次失败!
在以后的日子里才发现(升压变压器以及发电机,它们的确能变出很高的电压,那时却忘记它们发出的电流)。即使能发出足够的电流,很高的电压,也不能使电动车增加行驶里程。因为发电机要借用蓄电池的电!
你们对此有什么看法?欢迎评论!
汽车可以一边跑,一边给电瓶充电,为啥电动汽车不行?
答:汽车的能源是汽油,而电动汽车的能源就是电瓶或锂电池。
1⃣️汽油机只要一经电瓶点火发动后,上面的小发电机就被传带旋转起来,立即输出约为电瓶电压1.3倍电压进行充电,当电瓶满电荷时达14.4V后,此时的充电电流即为涓流,发电机因为输出电流减小了,做功就减了,也就减轻了汽油机的负担,会有微小的节油。你的汽车就是这样为电瓶充电的,如果停车使用电瓶过多,不勤开车即会使电瓶亏电。
2⃣️电动汽车本来就是靠自带相应功率的蓄电池为能源,而且电瓶或锂电池一旦放电到最低限度时就不能再续航,就是电量越用越少。
3⃣️有人想出了点子,为什么不在车上装个发电机充电呢、你可知如果烧汽油发电,机太小了不够充电,加上费用及噪音,这个方法是不合算的。
4⃣️如果用电动车走动的惯性带动发电机,那会因为增加行车的阻力,一是减速,二是多耗电瓶的电,因为这个方法突不破守恒定律,所以损耗了一度电也只能得到半度电来充电。
5⃣️物理学家,电器设计师都懂得这个基本定律,你也就看不到哪辆电动汽车上还安装什么充电机,只有到充电桩或者回家充电才能快速有效又省钱。
谢谢!
汽车可以一边跑,一边给电瓶充电,为啥电动汽车不行?
题主所说的汽车应该是指燃油汽车,而所说的电动汽车应该是指纯电动汽车。
纯电动汽车是指以蓄电池所储存的电能为能量来源,而以直流电动机作为将电能转化成动能的转化机械的汽车,纯电动汽车的能量系统里面除了这两个部件以外没有其他的能量转化部件。所以纯电动汽车在你踩油门提供电能行进的过程中,只能完成蓄电池供电驱动电动机旋转,然后带动汽车行走的功能。
但是纯电动汽车并非在任何时候都不能给蓄电池充电,因为纯电动汽车所使用的电动机是直流电动机,直流电动机功能是可逆的,当直流电机电源端子被加上电能以后它可以将电能转化成动能,这时候直流电机的主轴就会旋转起来,能够带动汽车行进,这时候它成为直流电动机,而当直流电机通过其他方式驱动它的主轴旋转的时候,电机钻子会在定子线圈内旋转,通过切割磁力线就能够在线圈中产生电能,这时候这台电机就成为了直流发电机。这是直流电机的这种可逆性当你驾驶纯电动汽车松开油门,不向电机供电的时候,行进中的汽车提供的动能就能够拖动电机的主轴旋转而产生电力,这些发出来的电可以反向给蓄电池充电。
虽然直流电机具有两种可逆的功能,但是这两种功能是不能同时进行的,也就是说,要么做发动机,要么做发电机,不能同一时间既是发电机又是电动机。这就是纯电动汽车为什么在供电行进中不能向蓄电池充电的原因。
而燃油汽车的供能方式是和纯电动汽车不一样的,所谓燃油车,就是指通过燃烧汽油或者柴油提供动能,燃油车最核心的部件是燃油发动机,发动机的作用是通过燃烧汽油或者柴油,将它们的化学能转化成动能,而燃油发动机提供这些动能,一方面能够让汽车行进,同时,它还能够将一部分能量提供给汽车上的发电机发电给蓄电池充电,在燃油车上也有蓄电池还有一台纯电车上没有的发电机。
既然燃油车所消耗的是燃油,为什么它还需要配备发电机和蓄电池呢?这是因为燃油车的燃油发动机在启动和运行过程中,都需要通过蓄电池提供电能进行点火。但在燃油汽车里面蓄电池所提供的电能只是一种辅助的作用,这里的蓄电池并不提供电能让车行进,而是将燃油的化学能转化成动能过程中所必不可少的一种辅助功能,类似火柴,否则燃油就不能持续燃烧。
通过了解上述两种汽车的供能方式的不同,可以看出燃油车发动机实际上在运行中是可以同时干两个事,一是驱动汽车行进,二是同时可以驱动发电机给蓄电池补充电能。纯电动汽车由于配备的只有一台电机,所以他只能同时干一个事,要么提供动能驱动汽车,要么将汽车的动能转化成电能给蓄电池充电,而这种充电只是一种能量的回收,是把蓄电池提供电能让汽车获得的多余动能转换成电能回收,减少能量浪费。再就是两种车型上的蓄电池的作用也是不一样的,纯电动汽车的蓄电池是汽车动力的来源,而燃油车上面的蓄电池只是一种提供发动机点火的辅助能源。
当然,除了纯电动汽车以外,还有一种混合动力汽车,这种车除了有燃油车的发动机外,还有纯电动车上那种直流电机,所以混合动力汽车是燃油车与纯电动车的结合体,它比燃油车多了能提供动力的电池和电机,比纯电动汽车多了一套油箱油管和燃油发动机。所以混合动力汽车也是可以在行进中给汽车蓄电池充电的。
(图片来源于网络)
汽车可以一边跑,一边给电瓶充电,为啥电动汽车不行?
能量守恒|用什么来转化出电动汽车的电能?
电动汽车能不能在行驶中实现“自充电”?
这是不少“民科”最为疑惑又最想突破的难题,燃油车可以一边跑一边给电瓶充电,电动汽车为什么不行!其实这是个常识性的问题,用四个字来概括就是“能量守恒”。
能量既不会品控出现,也不会凭空消失。
能量只会一一种形式转化为另一种行驶,或从一个物体转移到另一个物体,能量的总和是不变的。
电动汽车的行驶依靠的是电能转化的机械能,电能从电池组输入到电动机的绕组,从而形成电磁场;电磁场与永磁体或另一组绕组的磁场互斥,以此驱动电机的转子运转,最终通过减速器来驱动车轮。电机的运转是以消耗电能为代价,电能通过电机转化为机械能,也就是动力;发动机的概念是以消耗某一种能源为代价,转化出机械能的机器,电机也是发动机,电机的运行的基础是“消耗”。
发电的基础也是消耗!
电动机和发电机的结构其实相同,驱动电机可以作为电动机使用,但是并不能“一边驱动一边发电”,这是两个不能同时进行的任务;所以电动汽车想要发电就必须加上发电机,可是用驱动电机带动发动机,概念是不是“用电来发电”呢?其实就是这样了。
此时不算驱动电机的损耗,即便只用电来发电,这个过程就会有一定程度的损耗;也就是说用电池组带动发电机运转来发电,结果只能是越来越少。
通过风力发电机行不行呢?
曾经有人试制过风力发电的电动汽车,然而上路之后就不再提了……风力发电依靠的是行驶中的高速气流驱动涡轮运转,带动电机转子运转来发电;发电机的运转是有阻力的,不相信的话就去感受一下手摇发电机吧。那么发电机的运行阻力则必然是车辆行驶中的阻力,这个阻力会一定程度克服掉驱动电机输出的功率,车速会减慢;想要提升车速就要提升驱动电机的输出功率,耗电量增加了,而增加的损耗总会超过发电机所转化出的电能,这也是没有意义的。
电动汽车没有“边充电边跑”的能力,充其量只能实现在滑行过程中由车轮带动转子运转来发电,这是“都能回收”;其他方式似乎只剩下“架空接触网”了,也就是在车顶安装受电弓,行驶时将受电弓撑起来与电网接触,改为直接由电网为电机和设备供电的模式,不过这是普通的增程模式而已。
最后需要讲的是“氢燃料增程电动汽车”,这种技术就有些尴尬,制氢的清洁方式只有电解水,电解水制氢的耗电量很大,制备一公斤的氢需要消耗60度左右的电;而一公斤的氢在车辆的化学发电器(氢燃料电池)上只能反应出大约20度电,损耗非常大,所以这种技术一直无法普及,没有用专用车道配合驾控接触网的模式理想。
不过这种技术也说明了“用电发电”是不可取的模式,电动汽车解决里程焦虑的方式只有一个,那就是加大动力电池组的容量;但最重要的是加速降低动力电池的制造成本,让主流车的续航里程重合与超越燃油车才能实现平替。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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