电动车将一统天下——在思亚石油论坛上的主题演讲

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2017年11月底，受思亚能源咨询公司的邀请，在丽斯卡尔酒店的石油论坛上做《电动车发展是否已并入快车道》主题演讲，附上现场演讲音频，演讲的ppt做成图片格式附在后面，大家可以在看完下面文字后，点击音频配合PPT阅读。

我所研究的通用跨学科研究方法理论简单来说是这样：先要找到一切科学最基本的共通之处。科学有两大基本的方法——数学和测量。数学作为科学的基础基本没有异议，大家都一致认可。但对测量在过去却并未形成良好的共性认知，因为最初是把是否有实验基础看作是近代科学的标志。这个看法存在表面上很细小，却影响巨大的偏差。科学的基础是测量而不是实验，实验只是一种精致的测量，但相当多的测量却并不是实验。社会学、天文、气象、地质、矿产等领域很难采用实验方法。即使是物理学领域，也不是所有理论都是通过实验来验证，广义相对论最初就是通过天文测量来验证的，牛顿力学最初的突破也来自于弟谷的天文测量。因为过去未能充分认识到测量是一切实证科学的基础，因此各个学科并没有去采纳统一的测量学，这使得在不同学科里的测量基础缺少系统的通用测量学理论支持，从而支离破碎、残缺不全、概念不统一甚至存在很大偏差。相比之下，无论是在水利工程、经济学、船舶还是天体研究领域，微积分的数学理论都是一样的。这是导致不同学科间形成巨大鸿沟的关键原因所在。《实验、测量与科学》一书获得的、相当于普通测量学的研究结果是适用于一切科学领域的。但一般在单一学科之内，可能看不太清这一研究体系的价值，不依赖于它的专家们也可以工作。但对跨学科研究来说，一旦我们建立了一切科学的统一研究方法，也就很容易打通一切学科之间的联系。因此这一研究体系特别适合于解决跨学科或交叉学科的问题。

为什么增程式混合动力能量效率比燃油车更高?

关于电动车有很多新的技术细节问题，我们此处通过讨论其中一个来体会一下电动车的优势有多大。在增程式混合动力车中，还是采用燃油发动机，但不是直接驱动车轮，而是让它发电，再通过电动马达去驱动车轮。这样做主要目的之一是增程，但这里存在一个很奇怪的问题，在这么转换了一道之后，燃油的能量效率居然更高了，其原因何在？

原来，在燃油车里，发动机的功率、扭矩、能量效率三者是很难一致的，下图是燃油发动机的工况图。从中可以看到，在它的工作区间，功率和扭矩都不是最佳的。为了匹配不同车速和不同扭矩及功率需要，发动机要通过复杂的多种不同档速比例的齿轮箱进行变换，以使得发动机能尽可能工作在其最佳区间内。但即使这样，它也很难是稳定在最佳的能量效率位置。

引入齿轮箱以后，能量效率也会有20%甚至45%的损失。

燃油车齿轮箱的效率测试

但在增程式电动车里，燃油发电机可以一直用固定的转速工作在最佳能量效率的状态。电动马达在很宽的转速范围内，扭矩和功率都可以达到最佳。它一般装备的只是固定齿轮比的变速器，其效率远比汽车的齿轮箱高，很容易达到90%以上，比燃油车的齿轮箱高10到30个百分点。

另一个更为重要的特性是：电动车可以进行能量回收。燃油车不能说在刹车时，居然能把汽车的动能变回汽油再送返油箱里。但电动马达在刹车时却可以变成发电机，发电后存回到电池里。通过这种能量回收，电动车可以节省约15%甚至更多的能量。工信部就要求下一代的电动车能量回收能达到25%。尤其在城市路况下，一脚油门一脚刹车不停变换时，最能发挥电动车能量回收的优势。