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电动时代的“安全声明”,是否会成为速度的“黑域”?

2018-11-29 10:30 来源: 车业杂谈

电动时代的“安全声明”,是否会成为速度的“黑域”?

在刘慈欣的科幻小说《三体》中,人类为避免三体文明或其他高阶文明带来的打击,提出了三种计划,其中之一便是黑域计划。黑域计划是将太阳系改造成一个低光速区域,即将区域内的光速降低到第三宇宙速度16.7km/s。当光也不能脱离太阳引力的束缚后,太阳系将变成一个低光速黑洞,让高阶文明失去打击的必要性,《三体》中称之为“安全声明”。黑域计划确实安全,但同样将人类的速度锁死在了16.7km/s以内,这与正在蓬勃发展的电动汽车市场何其相似。

厂家在推出其纯电动产品时,往往会大肆宣传其零百加速如何如何快,对其极速却选择性忽略。电动汽车的代表特斯拉ModelS,零百加速仅需2.7秒,秒杀大部分超跑,可是极速呢?250km/h!这是一台20万的高尔夫GTI就能达到的速度。而普通的电动汽车极速只有130km/h左右,甚至比不过神车五菱宏光。

电动时代的“安全声明”,是否会成为速度的“黑域”?

随着火力发电比例的下降,电动汽车确实会越发环保,但是否会将人类囚禁在速度的“黑域”中呢?首先我们要聊聊电动汽车是怎么动起来的。

电动机与内燃机的本质区别

内燃机大家都知道,都是通过燃烧燃料来对活塞做功,从而推动曲轴转动。转子发动机虽然结构不同,但原理也是将燃烧的热能转换为机械能。所以理论上,只要气缸内的爆燃次数越多,即内燃机转速的不断提升,内燃机所能输出的扭矩也就越大。不过到一定转速后,其内部的机械阻力和其他因素会制约这种扭矩的持续提升。提升燃效和气缸数都能提升汽车的扭矩表现,比如布加迪跑车的W16发动机就配备了恐怖的16个气缸。

电动时代的“安全声明”,是否会成为速度的“黑域”?

目前市面上的电动机种类不少,常见的有永磁同步电机、交流感应(异步)电机,以及多用于商用车的开关磁阻电机。虽然名称各不相同,结构上相差也较大,但它们都是运用了同一个原理:电流磁效应,即通电线圈在磁场中会受到力的作用。在功率额定的前提下,电动机的输出扭矩是与其转速成反比的。所以,当电动汽车起步时,由于电动机转速为0,它的扭矩输出为最大值,而随着转速的提升,扭矩输出则逐渐下降。

电动时代的“安全声明”,是否会成为速度的“黑域”?

通过电动机与内燃机原理的对比,我们可以看出,为什么电动汽车的零百加速“谁都比不过”,而速度再往上提的话,却“谁都比不过”。而影响电动汽车极速的,不仅于此。

反电动势

电动机与发电机并没有太大差别,发电机是通过外部的动能使转子在磁场中转动,从而产生电流。而电动机随着转速的攀升,也会产生发电机这种发电效应,只不过这样发的电可不是来帮忙的。发电效应产生的感应电动势与电动机电压极性相反,物理学上称为反电动势。

电动时代的“安全声明”,是否会成为速度的“黑域”?

电动汽车跑得越快,这种反电动势的作用就越明显。这与内燃机的机械阻力有什么区别?打个比方,一个人在向前跑,内燃机的机械阻力是慢慢给这个人加担子,而电动机的反电动势则是多了个人拉着他往后跑。

退磁效应

目前民用电动汽车应用最多的就是永磁同步电机,如何避免永磁体退磁也是车企们头疼的一个地方。永磁体要用到很多昂贵的稀土材料暂且不谈,它其实也是很脆弱的。

电动时代的“安全声明”,是否会成为速度的“黑域”?

最明显的,如果永磁体的外部环境温度超过了该材料的最高工作温度,将会造成不可逆退磁。以前大学常见的“热得快”是利用电流通过电阻产生热量,而电流在电动机中流动同样会产生热量,如果热得永磁体受不了,电动机的性能将会大打折扣。这也在阻碍着电动汽车极速的提高。

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