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  • 1 # 使用者1467150309694

    單位燃料轉化為電能的公式可以表示為:電能=燃料密度*熱效率*發電效率。不過驅動車輛的可以是機械能,所以燃料等價多少電能和發出多少電能是有一些區別的。

    舉個例子,理想 ONE 是國內比較容易查到純電和汽油續航的車型,NEDC 下大概以 40.5kWh 電池行駛 180 公里,以 45L 汽油行駛 620 公里。可以計算 1L 汽油大概相當於 3.1kWh 電能。

    先假定題主說的是鋰電池的電能和燃料的對比。鋰電池其實有兩個電能計量,一個是電池實際儲存的電量,一個是充電電量。區別是,前者是車內實際可用電量,後者是車主需要付費的電量。一般實際電量是充電電量的九成上下,損耗部分主要變成熱量損耗了。燃料加註的損耗可以忽略不計,所以電池充電要額外多出一成的費用。不特殊說明的話,下文預設對比為電池實際電量。

    電池加(同步)電機的驅動效率很高,而且效率變化相對較小,可以作為一個“穩定”的參考標準。燃料要先“燃燒”,轉成機械能或者電能(轉化比例定義為熱效率),再驅動車輛。各種燃料按質量和體積的能量密度差異巨大,各種燃料的“燃燒效率”差別也很大。

    汽油內燃機的熱效率變化大,雖然最高熱效率一般有 35~40%,但實際高效區間約 30-40%(中、高速),低效區間甚至不到 20%(低速、怠速),有倍數差距。混動優勢就是可以透過電池做快取,提升內燃機的實際熱效率。平均以 30% 的實際熱效率計算,汽油能量密度為 9kWh/L,則汽油每升可以轉化機械能為 2.7kWh(大家可以對比電價和油價了)。30% 的熱效率,接近好的混動車的平均效率,或者普通燃油車高速效率。如果要轉成電能,還有一個九成的轉換比例。

    氫燃料電池其實是催化劑化學反應,並不是通常意義的燃燒,熱效率很高,高達 50~60%(但缺點是消耗催化劑還比較貴)!燃料電池直接輸出電能,等於說 100% 的“發電效率”。燃料電池由小模組堆疊而成,每個小模組輸出功率不大,所以基本能做到全功率的高熱效率。氫的能量密度大約是 40kWh/KG,以 50% 熱效率算,也有 20kWh/KG。

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