电动机与内燃机：哪个更高效？

Victor Alós Yus @sepelaci 29 May 2020 5 min.

内燃机目前是汽车行业的标准配置，但电动机凭借其各项特性正逐步占据市场优势。

内燃机是汽车行业的标准，因此整个市场都以它为基础。内燃机的工作原理是：燃料进入发动机，在火花的作用下与氧气燃烧，从而转化为能量，驱动活塞运动，并通过传动系统将动力传递到车轮，使车轮转动并带动车辆前进。以上是大致的工作过程。

内燃机的一个重要问题是：除了产生动力之外，燃料中还有一部分转化为热能并以热量的形式损耗掉。此外，燃烧还会产生废气和颗粒物等物质。正因如此，内燃机的口碑逐渐下滑，这也促成了电动机的出现与普及。电动机是一种更清洁的动力系统，没有直接的废弃物排放，如今正逐步在市场上占据一席之地。

不同的计量单位

两种动力的能耗计量方式不同：燃油车与电动车的能耗单位各不相同，因此在比较两者的能耗时容易产生混淆。对于化石燃料车辆，通常以每百公里耗油多少升来表示。

对于电动机，则使用多种单位，例如kW、kWh以及kWh/100公里，普通用户并不熟悉这些单位，这使得对比变得更加困难。尽管如此，我们还是会尝试对两者进行对比，并以简单易懂的方式加以说明。

内燃机

内燃机使用的燃料储存在与之对应的油箱中，因此加油十分方便：只需开到加油站，接上油枪加满即可，毫无难度。但是内燃机的能源效率如何呢？

需要知道的是，每升汽油所储存的能量（按体积计）为9.3 kWh；柴油密度更大，每升约为10.1 kWh。若按质量计算，汽油对应12.2 kWh/kg（千瓦时每千克），柴油则为12.7 kWh/kg。这两个参数可用于与电力驱动系统进行性能和能耗的比较。

关于内燃机，还有一个重要数据：目前最先进的内燃机汽车，在最理想的情况下，效率可达40%至45%。也就是说，只有这部分能量能被转化为可利用的动力，这一数据在比较时值得注意。

电动机

电动机需要将电能储存在电池中。因此需要划出更多空间用于储存电能。充电过程如我们所知也更耗时。但作为回报，电动机的效率要高得多，能够超过90%。这样，用更少的千瓦时就能行驶更远的距离。

至于能量的储存，这取决于电池的大小，与燃油箱的容量道理相同。作为对比，一个44升的汽油箱约可储存422.4 kWh，而41升的柴油箱则可达到438.7 kWh。目前高容量电池通常可达到50 kWh，这使其明显低于内燃机的同类竞争者。

能耗对比

正如我们所见，电动车更高效地利用能量，因此在相同的能耗下能行驶更远的里程。以Peugeot 2008 PureTech 130 CV（96 kW）为例，其WLTP综合油耗为5.8 l/100 km；而标致2008 BlueHDi 130 CV（96 kW）的油耗为4.9 l/100 km。换算成能耗，汽油版相当于55.68 kWh/100 km，柴油版则为51.94 kWh/100 km。

对于一辆配备50 kWh电池的汽车，其能耗为16.1 kWh/100公里，数值低得多。这款50 kWh电池汽车的续航里程约为320公里（WLTP工况）。至于加油成本，汽油或柴油的花费远高于为电池充电的费用。

以44升的油箱计算，油价每升1.10欧元，一般来说加满一箱需要48.4欧元，但其续航里程可达700公里左右。当然，这一数字取决于车型和发动机。对于电动车，为50 kWh电池充电的费用根据所选电价不同，可能在1.90至7欧元之间。

电力的能源成本要低得多，这对选择此类车辆颇具吸引力。根据所选电价，每100公里的成本约为0.55至2.04欧元，而在最理想的情况下，传统发动机每100公里的燃油成本则超过5.5欧元。