傳統的燃油汽車有一套很複雜的運作原理,有數千個運動部件通過皮帶和齒輪相互連線,除了需要不斷上油和冷卻外,還必須連續吸入空氣以與汽油混合來實現燃燒產生動力。
燃油汽車的引擎大且重,而電動汽車的電動機卻以指數方式讓工作變得更簡單。相比於發動機來說,電動機顯然要輕巧得多,可直接安裝在車軸上,這樣就消除了燃油汽車中許多設計的複雜性。
對於燃油汽車而言,電機是其最複雜且最重要的零部件,但電機對於純電汽車來說最不復雜的零部件之一,也不是最重要的。
在燃油發動機中,為了得到最佳扭矩,你需要將發動機的轉速提高到每分鐘1,500-6,000轉,然後換檔才能達到所需的速度。而電動機能立即達到最大扭矩;而且電機無需任何齒輪即可實現所需的速度。燃油汽車在換檔時,都會增加其複雜性並降低動力。這也就解釋了為什麼燃油汽車的效率只有30%,而電動汽車的效率卻有80%。
假設要將兩輪驅動的燃油汽車變成四輪驅動的話,需要將動力從位於汽車前部的引擎傳遞到汽車的後部,動力必須經過更多上了油的金屬零件才能傳遞到後輪上,因此損失動力並增加油耗是顯而易見的。
四輪驅動的電動汽車則有著截然不同的解決方案:只需在後軸上安裝另一個西瓜大小的電動機,即可將汽車的動力加倍。
雖說第二個電動機增加了車輛本身的重量和成本,但並沒有增加汽車的複雜性,並且會導致更好的動力效率。另外,第二個電動機還提升了車輛的續航里程,並且電動機在車輛制動時會通過再生制動來產生電能。當需要減速時,不用踩剎車,只要放開“油門”踏板即可。此時,汽車繼續按慣性向前並帶動電動機給蓄電池充電。
特斯拉電動汽車由於將電池平放在車軸之間,所以看上去很像一個滑板。這樣的設計帶來了以下幾大好處。
首先,沒有了大而笨的發動機傳動裝置意味著沒有東西會從汽車的中央向下凸出,因此車廂內部有更多的空間。
其次,由於沒有了發動機,像特斯拉這樣的純電汽車可在前引擎蓋下面設計成儲存空間。如果發生前面碰撞,這個空間就會吸收很多碰撞力量。而在燃油汽車中,則是發動機吸收了能量,然後將其直接傳導到機艙中,從而對駕駛員和前排乘客產生不利的影響。
第三,電池組大大降低了特斯拉的重心,改善了駕駛體驗,並降低了汽車翻轉的可能性。
第四,由於電動機能產生更大的初始扭矩,因此電動汽車比燃油汽車啟動更快。
第五,由於電動機的電磁作用,並且摩擦力很小,所以不需要給電機上油。還由於電動機的零部件很少,因此電動汽車比燃油汽車的維修次數要少得多。
第六,由於電動汽車不需要燃油汽車用來冷卻發動機的散熱片,所以它不需要進氣格柵將冷空氣吸入,因此電動汽車具有更好的空氣動力學效能,從而再次提升其動力輸出的效率。
據統計,美國每年售出約1700萬輛汽車,美國現在汽車保有量約1.8億輛。如果從現在開始,電動汽車的銷量能佔一半(850萬輛),並在接下來的10年中以這種速度持續增長的話,那麼到2029年,美國道路上的電動汽車總數仍將僅為車輛保有量的一半。
中國2018年的汽車保有量約為1.9億,新能源(包括燃料電池汽車、混合動力汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等)保有量261萬輛,只佔汽車總量的1.09%。