電動汽車的運動學優勢

電動汽車的運動學優勢

采用大眾高爾夫的兩款車型eGolf和GTD進行試驗，其中eGolf裝有85kW的電動機，另一輛GTD裝有135kW的渦輪增壓發動機及6擋自動變速器。兩車均行駛在平坦的高速公路上，開始時以較低的恒定車速行駛，之后最大限度地踩下加速踏板，當車速達到100km/h時釋放加速踏板，將得到的兩輛車動力學特性參數的對比圖來說明電動汽車的運動學優勢。

兩車的加速性能對比見圖1。從圖1可知，eGolf提前1s達到最大加速度，GTD在大部分時間內都產生較大的加速度，不過在2.2s和4.2s兩次換擋時，加速度受到影響。

兩車的速度對比見圖2。從圖2可知，GTD需要5s速度才超越eGolf，但是其最終提前2s達到100km/h的車速。

eGolf的相對位移見圖3。從圖3可知，即使eGolf只在前3s內維持較大加速度，但在前7s時間內，eGolf都行駛在GTD前面。

圖1　eGolf和GTD的加速度對比圖

圖2　eGolf和GTD的速度對比圖

圖3　GTD于8.2s達到100km/h時eGolf相對位移圖

圖4　eGolf和GTD的功率對比圖

兩車的功率對比見圖4。如下式，車輛的功率P取決于汽車的質量m、速度v和加速度a。所以，以車速v作為自變量來對比車輛的功率。

從圖4可知，在低速范圍內，功率線性增長，主要是由于恒定的驅動力或轉矩，這取決于輪胎抓地能力。在高速范圍內，車輛的功率由電動機和增壓發動機產生的最大功率決定。在更高速范圍內，功率的微弱下降是由于摩擦所致。

刊名：European Journal of Physics（英）

刊期：2015年第36期

作者：Jan-Peter Meyn

編譯：楊曉帆