电动化浪潮席卷全球,这会成为小型车的末日吗?
微型车仍旧淘汰,其他尺寸的市占率大致如下
汽车尺寸和驱动系统有什么关系?
这是一个很有意思的问题,可以分为三个阶段解读。
- 内燃机之自然吸气
- 内燃机之涡轮增压
- 电驱
在自然吸气发动机(NA)作为家用代步汽车主要选项的阶段里,小型、微型车的保有量很高,紧凑级车就算大块头,现在看来的普通中型车几乎是曾经的大型车,比如汉兰达就有过这样的“人设”。
为什么在自然吸气的技术阶段中,汽车的整体尺寸偏小呢?
原因用四个字即可概括:
- 技术原始。
自然吸气是内燃机的进气方式,通过活塞往复运行所产生的负压力和排气压力吸入空气;内燃机的运行本质是依靠吸入的空气中的氧气与燃油进行化学反应,也就是燃烧,燃烧产生的热能可以转化为动力。
但是内燃机不论在冷启动阶段还是热车之后都无法做到充分的、完全的燃烧,因为做功时间很短,空气中的氧气浓度也很低,常压标准只有20.94%,随着海拔的升高还会一点点的缩减。
自然吸气技术吸入的正是普通压力的空气,对应的氧浓度就会这么一点点的减少;所以NA机头的燃烧充分性是非常差的,燃油中的能量有多数没有“发挥作用”,而内燃机本身的损耗就非常大,进排气、冷却和摩擦都会损耗动力,热效率只有平均30%左右。
所以自然吸气发动机的特点就是损耗过大,动力较差,但是制造成本低;普通的2.0L NA只有100kw/200N·m左右的标准,只适合驱动紧凑级车,中型车需要用到2.5-3.0升的机头,然而动力也只是够用而已。
涡轮增压技术普及后,主流代步车的尺寸经历了第一轮的加大。
Trubo·涡轮增压器其实就是个空气压缩机,是以转速极高的涡轮扇叶在进气道里增加吸力,同时能够把吸入空气的体积压缩变小;空气中的各种分子是有间隙的,压缩可以理解为挤压分子间隙,让相同的空气里能塞进来更多的各类分子,其中当然包括氧分子。
等量的燃油与更多的氧气进行反应,在相同的时间周期内,可以实现的是让燃油更充分的燃烧;说白了就是能转化出更大的扭矩,扭矩大则加速快,扭矩大还会让功率高,功率高则整体加速节奏也会提升,这就是富氧燃烧的优势。
反之,在动力需求不变的前提下, 用小排量发动机即可实现更强的动力,这又能实现节油;只是小排量涡轮增压机的动力究竟能有多强呢?曾经的黄金排量其实是2.5L NA,能兼顾节油和代步,动力标准大约125kw/235N·m;现在的1.5T优秀发动机可以达到130-150kw/300N·m,动力实际超过了曾经的3.0L-V6 NA。
在油耗降低的前提下,紧凑级车也不显得油耗高了,油耗足够低的小微型车虽然能更加节约,但汽车一定是尺寸越大、空间越大,空间越大、体验越好,所以紧凑级成为家用车的主要选项,中型车变得很常见,中大型车也不稀罕了。
电驱技术的普及会让主流车的尺寸更大,原因无需赘述,简而言之有两点。
- 电动机效率高,约为内燃机的≥3倍
- 电便宜
- 动力强
电动机的结构很简单,没有磨损、高温、润滑等问题或需求,依靠电流转化的磁场驱动转子运转,过程中的损耗极低,最高效率可以达到97%;所以电动机非常节能,而在节能的同时又因为电能是可以永续利用的能源,能够无限再生,那么电的价格就会很低;目前的紧凑级电驱代步车的每公里开支可以不足一毛钱,比同级别燃油车节省10倍左右,有了如此低的成本,似乎用中大型车也不会感觉奢侈,而此时的DPI又逐步增长到了具备购买中型或中大型车的标准线,所以汽车的尺寸还会加大。
电机依靠电流转化动力,电流传输速度仅次于光速,于是在触碰电门踏板的瞬间,电动机就能爆发出最大扭矩,低扭爆发力不是内燃机可比,即便是多重增压机也比不过;电动机由于没有磨损的问题,转速可以轻松达到15000-20000转,高转速等于功率。
所以电动汽车的性能也足以支撑车辆尺寸的进一步加大,未来的汽车可能会“越来越胖”。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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