汽車為什麼不用電傳動？

01-19

即由內燃機帶動發動機發電，再由電動機驅動車輪。

不問有沒有，就問為什麼的都是耍流氓。

混合動力

舉個最近的例子，寶馬i3增程版

電傳動系統的優點對現代汽車來說不是很對口。

（意思是內燃機發電，電動機驅動，那種用電池的純電動汽車不算）

電機的優點有兩個，一是體積小（相對內燃機），方便安置，二是可以通過非機械方式調整轉速，變速區間大，幾乎不需要變速箱，只要一組減速器就可以了。

而軍艦和坦克最早採用電傳動也是因為這個理由，因為涉及到裝甲防護的問題，對結構有硬性要求，動力系統布置與乘員位置、防護設計三者總有矛盾。老坦克那種發動機後置變速箱前置的模式造成了很多嚴重的問題，也逼得保時捷博士想到了電機這個點子。20年代軍艦就動過電傳動的想法，主要是因為渦輪機要靠前，方便集中防禦，用電傳動可以節省驅動軸的空間。

但是對汽車來說，結構上的要求就少了很多，大部分汽車廠都是成本至上，總之是怎麼省事怎麼來，最後連傳動軸都省了，發動機和主動輪都放車頭，客戶不爽的都去買跑車了。電傳動能省變速箱的重量，但又加上了電動機的重量，還不如用老的。

電傳動這些年起死回生主要還是因為混動汽車的出現，內燃機是作為一個超級電池存在的，採用電傳動無非是因為現在的電池不給力。如果以後充電一次能跑500公里，大概電傳動又要死了。

至於說電傳動的損耗，其實倒不是很明顯，電機的能量利用效率比內燃機高得多，損耗雖然比機械變速系統大，但是考慮到原本內燃機系統的缺點（比如怠速損耗），整體上還是比較經濟的。『

另外，電動汽車幾乎沒有什麼技術是全新的，大部分都是清朝就已經實用化的技術，然而成本效益比始終不理想，難以推廣。

不，前蘇聯有一個叫 7907 的重型軍用車就是全電傳動。這車子設計出來是運輸導彈用的……

嚴格來講這不是一種傳動方式。電機只能算作驅動單元，不是傳動單元。

這樣的設計在混合動力車上是有的，通常叫做range extender。

它的優點是可以讓內燃機一直在最優轉速工作。

缺點是佔用了空間，增加了車重，提高了成本，降低了動力。

綜合考慮的話未必會比普通汽車更經濟。

串聯式混合動力車，典型案例BMW i3，Chevy Volt

Chevrolet Volt

你能想到的汽車製造商肯定能想到，肯定有他的局限性，寶馬最近推出的I3和I8都是這種電動加內燃機的方式。民用車不需要這樣子，因為內燃機成熟穩定，電動成本高，續航短。混合成本更高。但這會是未來的方向，大家主要把精力集中在純電動上了。混動只是為了過度和排放之類的宣傳問題

如果用電傳，由於能量在傳輸過程中多了一道轉換，效率不會更高只會更低。

火車用電傳不是因為電傳優秀，而是因為它更適合火車的運行

1、方便起步
火車牽引負荷非常之大，尤其是在列車起步時。如果採用像汽車一樣的機械傳動，使用離合器漸漸增大摩擦力的方式逐漸增大扭矩，顯然是不合適的，這樣，離合器片用不了幾次就燒了。而內燃機車採用電力傳動，是利用發動機發出3相交流電，在經整流器輸出直流電，供給行走部上的驅動電機驅動車輪旋轉。驅動電機一般採用的是直流串勵電機，這種電動機的性質較軟，外阻力越大，旋轉越慢，輸出扭矩就越大，這樣正好適應列車的起步特點。我們在坐火車時，覺得火車起步往往都是不知不覺的，就是這個原因。
2、適合牽引
我們知道，同樣都是內燃機，柴油機比汽油機的性質要「硬」所以，柴油機都要裝有可以自動調節供油量的「調速器」才能保證不會因為阻力的變化而熄火。但即便是這樣，當阻力增大時，儘管增加了供油量，增加的只是柴油機的功率，但是，輸出扭矩並沒有明顯的增加，為了保證不熄火，駕駛員必須及時「減擋」。而火車不能使用離合器，自然也就不能使用變速器了，否則，變速齒輪很容易損壞。而正如上所說，直流串勵電機的性質軟，外阻力越大，旋轉越慢，輸出扭矩就越大，這樣，也就同樣適用於機車的牽引。
3、適合傳動

與汽車不同，火車的輪子是裝在可以旋轉的轉向架上的，如果採用機械傳動，試想，勢必會造成轉向架總是向一側偏轉，影響火車的安全。
火車在早期，確實採用過機械傳動，但現在早已不用了。電力傳動往往用於貨運機車，一些小型的客運機車也採用液力傳動，原因與電力傳動相同。
有些大型的柴油貨運汽車或工程機械上，在傳動部分上裝有「液力耦合器」或稱「液力變矩器」，其作用，與火車的液力傳動作用差不多。更有一些工程機械，還採用了電力傳動。
現在還出現了一些交流電力傳動的方式，其目的，是相同的。

http://wenwen.soso.com/z/q115183958.htm

內燃機車沒有用內燃機直接帶動車頭運轉是因為沒有合適的變速器，就像汽車一樣，發動機的扭矩如果不經過變速器的放大是根本不足以驅動車輛前進的！內燃機車因為拉動超過2000t的貨物，製造合適的變速器不容易，製造出來也是體積過於龐大，結構及其複雜！並不適用。所以內燃機都是帶動發電機發電然後帶動電機驅動機車前進！電機就不存在需要用變速器的問題。電機即使轉速過低也不會熄火。當然也有不用電機驅動的內燃機車，稱為「液力驅動」。我國產的「北京」系列內燃機車就是液力傳動方式。但是液力傳動方式都在被逐漸淘汰！

如果汽車改用電傳動，那麼就要加上一台發電機加一台電動機，以普通家用轎車80kw左右功率為例，阿里巴巴上一台80kw的發電機價格在5萬——8萬左右，電動機在1萬到兩萬上下。而且起碼要配兩台電動機分配在主動輪上，造價實在太高。

汽車的離合器變速箱發展了這麼多年已經很成熟了，可考慮較高，改用電傳動的話沒有任何經驗，風險較大成本較高，不實用（電傳動的優勢在汽車上不明顯，尤其實在現在的無極變速出現了之後）。

小松930E-4型電動輪式礦用自卸車

增程式混合動力。

但是能量轉換都逃不過轉換率。

在城市內，車子常啟停，怠速，發動機工況不理想，有電池做緩存，讓發動機保持最良好的工況，這樣能量即使經過電能轉化，還是划算的。

但是在高速上巡航，發動機本身就在理想工況下工作，再經一道電能轉化肯定就不划算。

還是豐田和本田的混動比較理想，可以在需要的時候讓發動機直接介入動力系統。

豐田得混動不能電樁充電，本田的記得可以電樁充電。

http://m.iqiyi.com/w_19rrf9ojlx.html

軍武次位面虎P之腿，對這種設計的誕生、演進、優缺點和應用有詳細的講述

我也來舉個例子，德國Fraunhofer IVI Dresden研發的超長巴士，混合動力（不是完全的機－電－機轉換），帶有一套儲能系統，光用電池裡面的電單次可以跑5km。這種設計對於城市中的公交是很實用的，因為頻繁起停，發動機怠速時間長，有優化的空間。

業餘愛好，充電手電筒鑽替代發動機，帶動稀土永磁無鐵芯盤式發電機發電，發出三相交流電，其電壓、電流、頻率隨原動機變化，無需中間變頻器，直接供電給電動機，圖示電動機為徑向稀土永磁內轉子、定子為有鐵芯三相繞組。試驗時，1、電鑽正、反轉，電動機正、反轉；2、電鑽正轉，電動機正轉，改變一下三相接線任意一相，電動機反轉。發明了一種燃油電動車，已申請發明專利進入公告後實質審查階段，論文投稿後尚未發表。理論計算，家用小型轎車用摩托車發動機改裝功率足夠，B級車用1.0排量50kw功率的發動機改裝功率足夠，應用到大型車輛應該更合適，長途行駛發動機可在最佳工況下運行，節油效果顯著。個人沒條件實驗，請教專業人士，謝謝！

電動機是一種能量轉換效率很高的機器，相比內燃機30%多的工作效率，電動機通常都在85%以上，而且功率越大，工作效率也越高，而大型電機的效率甚至可以達到98%。

通常計算，「一輛50馬力的乘用車計算能量轉換配置，因為1馬力=0.736kw，所以要再 0.736kwX50=36.8kw換算成電力36.8X30% [有用功] 等於11.04kw」。這裡「36.8X30% [有用功]」是否內燃機30%多的工作效率在作怪？反過來，同樣重量（把發動機換成動力電池及電動機等）及外形，13kw（13X85%=11.05kw）電動機為牽引裝置的電動車可與50馬力的內燃機乘用車相媲美，也驗證了以上計算。

是否內燃機30%多的工作效率在作怪？也不盡然，還有就是工頻發電機及工頻電動機思維的牽制。為簡單計算方便，忽略損耗，帶動同功率的純阻性電器，發動機、發電機與同功率的純阻性電器可以了，但電動機屬感性電器，汽車要頻繁啟停，一般來說，啟動電流要三倍以上的工作電流，所以發電機功率至少三倍於電動機功率，發動機及發電機的功率浪費，以及增加的發電機功率製造成本的增加，阻止了電傳動用於普通汽車上的思維開發。

電傳動應用於普通汽車上，還鬚髮動機製造業與電機製造業聯動開發，稀土永磁無鐵芯電機是一種全新產品，市場正處於培育之中，推廣應用還面臨不少困難。一是社會認知度不高，大多數用戶對該技術不了解，對產品的工作原理、應用效果、可靠性還持懷疑態度，二是標準規範滯後。可喜的是，一些山寨老年代步車進入市場後，帶動了相應的「增程器」的開發，我有信心設計這種「基於電傳動原理設計的電動車」能為全球的汽車製造業樹一塊里程碑。

最近又做了些實驗，限於條件，選擇了工頻三相非同步電動機（0.37kw，1440rpm）和工頻三相永磁電動機（115rpm）作為驅動電機用，用普通工頻單向台鑽電動機作為原動機，原動機加調速開關可從低速到額定轉速1400rpm間無級調速，發電機仍然是上面的稀土永磁無鐵芯盤式發電機，原動機與發電機轉軸各加台鑽的五級塔盤，通過皮帶傳動有級變速。我的實驗數據，發電機發出變頻、變壓、變功率的三相電，應該比變頻器輸出更純凈，最高頻率達到123hz，工頻三相非同步電動機空載轉速最高達到3665rpm，工頻三相永磁電動機在頻率60hz以下可變頻啟動，額定轉速115rpm，頻率達到60hz時空載轉速達到140rpm。個人理解，必須發動機、發電機、電動機三者之間合理匹配，利用油門踏板來調節發動機轉速，來控制發電機發電，發出變壓、變頻、變功率的純凈的三相交流電，直接供電動機驅動車輛運行。因為電動機的轉速與供電頻率成正比，轉速和扭矩又與功率相關，車輛變速運行中需要多少功率的電能可以完全由油門踏板來控制，根本不需要變頻調速中的成本高的控制器及後續的維修費用。該設計解決了純電動汽車的續航問題，雖然行駛中做不到零排放，但油耗明顯降低從而來達到節能減排。較歐美日發達國家熱衷的混合動力汽車的開發又更上一個大台階。

已有初步設計方案，等待電機專業行家設計匹配的發電機與電動機，如下述：

發動機的設計是有針對性的，用於帶動發電機的發動機一般被稱作通用動力內燃機，其動力特性是這樣的，功率轉速低，但是扭矩特性為非線性，在額定轉速下，發動機已經基本獲得最大功率和最大扭矩，如果此時發電機帶上負載，阻力加大，因為此時的內燃機扭矩已經接近最大，動力特性硬，失速不明顯，此時穩速機構輕輕作出反應自動稍稍加大油門，發動機扭矩就會呈非線性迅速加大恢復到額定轉速，發電機穩定輸出穩定頻率的額定電壓，負載功率大小要與發電機功率匹配，在一定的範圍內，負載小燃油省，但節油效果並不明顯，負載過小，反而導致發動機燃油燃燒不充分，在節油效果不明顯的基礎上還對發動機加重損害。

而機動車用的發動機特性正好和通用機械相反，首先發動機需要有一個很寬的調速範圍（從怠速約600rpm到近8000rpm，而通用發動機僅僅是1200到3400rpm），其次是扭矩的柔軟性，這樣在駕駛過程中油門和車速的控制就是呈線性控制，駕駛員可以很方便的通過調節油門即可得到不同的動力需求，通過不同檔位的切換就能很簡單的控制車輛的車速。

發動機雖然好像都是提供動力，但是針對的使用環境不同會有很大的適應設計，如果用機動車用的發動機帶動發電機（我這裡用稀土永磁無鐵心三相交流盤式發電機）發電，整個動力特性（功率和扭矩）是從怠速600rpm到8000rpm這個範圍基本是線性增加的，發出的電，其電壓和頻率是恆定V/F比的。如果接上額定滿負荷負載，發電機電磁阻力馬上在曲軸上反應出來，但是此時的發動機扭矩僅僅是標定值的一半都不到，這樣發動機就會因為阻力而迅速失速，發動機馬上熄火，而我用在這是如何做到發動機不熄火的呢？

中頻電機具有重量輕、單位重量比功率大、尺寸小、帶負載時轉速穩定、電特性較硬、適用於超載使用、可變頻節能運行、結構簡單、堅固耐用、維修方便等優勢。對普通非同步電動機來說，在設計時主要考慮的性能參數是過載能力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機，由於臨界轉差率反比於電源頻率，可以在臨界轉差率接近1時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不再需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。中頻電動機設計初期，供電電源就是來自中頻發電機，由調節發電機轉速來改變頻率來調速，後來由於電力電子技術的高速發展，由變頻器供電，用在這裡，電機設計對加大匝間絕緣及對非正弦波電源的適應能力問題都不要過多考慮，只要同時設計發電機與電動機的V/F比相適應就行。

引用許多論文上的一段話「一台水泵電機功率為55KW，當轉速下降到原轉速的4/5時，其耗電量為28.16KW，省電48.8%，當轉速下降到原轉速的1/2時，其耗電量為6.875KW，省電87.5%」。我這裡設計用中頻電動機驅動汽車，車輛起步時電動機耗電很小，發電機電磁阻力在曲軸上的反應不會導致發動機熄火。

我國稀土礦藏全球第一，研發稀土永磁電機具有得天獨厚的優勢，得益於風力發電行業的研究，低速、低壓、大電流的稀土永磁無鐵心盤式發電機研發較多，但稀土永磁電機高速更具優勢，深圳安托山特種電機有限公司在研發稀土永磁無鐵心盤式發電機和稀土永磁無鐵心盤式電動機方面較早，有利用5.5kw、60kw的稀土永磁無鐵心盤式中頻發電機作為柴油電站的核心部件的產品，利用該類型發電機能減輕一大半以上的重量、可變頻變功率發電來大幅節能，但其設計用途導致它最終通過控制器輸出工頻電源。他們的55kw稀土永磁無鐵心盤式電動機產品，設計時也是用控制器驅動。

國際能源署(International Energy Agency, IEA) 預測到2030年，仍將有90%的乘用車使用發動機作為其動力來源。我國《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》，第四階段的限值是要在2020年實現5L/百公里油耗的目標。這個指標，純汽油車很難達到，基本上需要跨到混合動力汽車領域，運用我的設計方法，實際上就是成熟的電傳動汽車的技術升級及在小中型車輛上的拓展運用，能輕易達到實現5L/百公里油耗的目標。發電機加電動機的重量與減去的變速箱的重量相差不大，發動機的小排量化使整車重量大大減輕，其綜合成本不一定高於現有燃油機動車，但電機的響應速度非變速箱能比擬的，更重要的是節能環保。

現有電動自行車輪轂電機、電動汽車電機都是需控制器驅動的，因為他的動力源是動力電池，需要變流，其發展迅速是由於有需求就有市場。我的設計理念如果能被業內專家接受的話，設計適合特定場合專用匹配的發電機與電動機，其設計應該更簡單。

《機械時代》里是這樣說的，如果火車像汽車一樣用內燃機直接驅動的話，還需要一組龐大的變速箱以應付不同的轉矩、速度與裝載，除此之外還需要一大堆齒輪以致得用一節獨立的車廂來裝，而用電機的話不僅可以省去這節冗雜的車廂而且還只需要通過改變電流就可以加速或減速。

這種車早有了吧

我覺得汽車採用電傳動值得一試，尤其是在我國，在世界汽車技術達到非常成熟的今天嘗試一種新的途徑何嘗不是一種適合我國國情的新方法。電傳動的造價不一定那麼高，電機可以設計在機殼上面只是多加了銅線而已，電動機也可以設計在輪轂上面，如果是能量消耗大，（首先要知道複雜的變速箱能量消耗也是很大的，磨損也是很嚴重的）那就在設計精密程度上下下功夫，再者說磨損大大降低了，操控性能大大提升了，並且大部分傳動和操控原件被電子產品所代替又減少了不少成本，還有如果採用電傳動，發動機的成本會大大降低可能會成倍降低。試想一下如果我國發明了一種這樣的汽車就會出現一種結構簡單（無非就幾個單元）耐磨損、操控優越、價廉物美的新系列，會對世界汽車帶來巨大衝擊也說不準。-----------汽車模型愛好者個人觀點

礦山大型卡車就用這個，而家用車用這套系統太笨重，所以不用。

PS：現在的家用車上的混合動力和電傳動不是一種系統。

按照正常的理解，這樣的效率應該太低了。首先根據能量守恆原理，從一種能量傳遞到另一種能量的過程中會有能量損失，這種損失往往比同種能量的傳遞損失要大；其次，汽車的動力源與驅動輪之間的距離一般不太，經過變速之後的動能損失是可以接受的，而火車上動力的傳動距離太大了。

個人理解，歡迎討論和指點。

如果「汽車」的定義必須要包含內燃機，那這樣的汽車使用電傳動的確實不多。至少在現階段，電傳動只會增加整車的複雜度，而收益卻並不理想（對比GM Volt和豐田 Prius就能很明顯的感受到這點）。當然，一個例外是超大扭矩的大型工程器械。對於這些工程器械，一來空間和複雜度的制約遠小於民用汽車；二來，也是更重要的一點是，對於大扭矩的傳遞，電傳比機械傳動優秀太多，因為電傳耐久度更高，二來作為終端的電機的扭矩特性曲線也要比內燃機理想。

如果放寬「汽車」的定義，你會發現現代的新能源汽車，尤其是不依附於傳統汽車平台，而且從一開始就為新能源而設計的車輛，清一色是電傳動的。例如寶馬i3，再如Tesla Model S。

歸根結底，這是因為電傳動的是建立在汽車動力系統電氣化的基礎上的，而理想的動力電氣化的汽車構架和傳統的汽車是不相同的。