电动汽车与燃油汽车关于能量消耗的比较

电动汽车与燃油汽车关于能量消耗的比较

摘要: 随着人类社会石油资源供应的短缺，燃油汽车的能量供应逐渐受到人们的关注，而新生的电动汽车与传统的燃油汽车哪个更节能，成为人们关注的一个焦点。本文就电动汽车与燃油汽车的能量消耗做了一下计算比较，使用生命周期的评价办法及模型，根据它们在行驶相同距离后，计算所需要的能量，比较电动汽车与燃汽油车的耗能情况。

关键字: 电动汽车燃油汽车节能

Abstract:With the supply of human society, the shortage of oil resources, There is a growing concern about energy supply automotive fuel shortage. New electric vehicles and conventional fuel vehicle which is more energy-saving, become a focus of attention. In this paper, electric vehicle and fuel vehicle are to do a little calculating energy consumption comparison. Using the life-cycle approach to the evaluation and model. After they travel the same distance, the energy which they consumption needs to calculation. Then compare the electric vehicle and fuel energy consumption of gasoline situation.

Keyword: electric vehicle fuel vehicle saving energy

1、前言

随着全球能源危机的不断加深，石油资源日趋枯竭，尤其我们中国的石油资源相对匮乏，早在1993年中国已成为石油净进口国，并且随着我国汽车保有量的不断攀升，汽车已逐渐成为石油消耗的第一大户。同时随着人口的进一步增加与资源的不断消耗，中国面临的能源与环境问题十分严峻。电动汽车作为新型清洁能源汽车的出现，将降低中国对石油产品的依赖，大幅减少温室气体排放并有效降低城市污染，是中国建设资源节约型、环境友好型社会的重要技术途径。

各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，发展电动汽车将是解决这两个技术难点的最佳途径。以下将对电动汽车和传统汽车在能源消耗等方面进行详细对比分析。

2、电动汽车与传统汽车在能耗方面的比较与分析

2.1 生命周期的评价办法及模型

生命周期评价（LCA）是一种研究某种产品、工艺从原料开采到生产、运输和销售、使用、报废回收直到竟如环境并消失的整个生命周期系统的方法。

为全面评价电动车与传统汽车的能耗指标，采用“油井“到“车轮”（WTW，Well to Wheel）

的评价办法，主要从微观角度研究车用燃料的能源使用问题，包括两个主要阶段：从“矿井”到“加油机”（WTP ，Well to Pump ）和从“加油机”到“车轮”（PTW ，Pump to Wheel ）。前者的研究对象是车用燃料的上游生产阶段：包括能源开采、能源输运、燃料生产、燃料输运、分配和储存以及燃料加注过程。后者的研究对象是车用燃料的下游使用阶段：从加油机到车轮（PTW ）模块，这是能源的最终使用过程，也是电动汽车和燃油汽车的运行过程。 2.2 计算过程

对能源消耗评价，在燃料采集加工运输阶段，将功能单位统一设定为在加油（气、氢）机、充电口，低热值为1MJ （兆焦耳）的燃料。车行驶100km 的全生命周期能耗=汽车100公里燃料耗量×（单位燃料燃烧的能耗+生产单位燃料所导致的能耗）。由此，为了比较电动汽车与传统燃油汽车的节能效应，通过车辆行驶每百公里所消耗的能量和汽车能源转化效率这两个方面进行比较。 2.2.1 WTP 过程的能量消耗

我们知道：1度电完全转化可产生6

3.610⨯J 能量； 1kg 标准煤完全燃烧能产生7

3.410⨯J 能量； 1kg 汽油完全燃烧能产生7

4.410⨯J 能量。

目前，我国有由于发电厂发电效率与发电厂的规模类型有关，其发电效率也不同（我国发电厂是靠煤炭驱动涡轮机发电，美国等地发电厂是靠燃油驱动涡轮机发电）。

表一 国家电厂的发电效率

表二 2000～2005年线损耗

根据表一2010年我国各类电厂的发电效率综合为43.9%，再根据表二最近我国输电线电量年线损耗，按2005年的算起，是7.18%。则电量的WTP 过程能量转换率为：

143.9%(17.18%)40.75%P =⨯-≈ （1-1）

产生1度电所需要的能量是：

6

611

3.610Q 8.8310J J P ⨯==⨯ （1-2）

所需要煤的质量为：

1

7

2603.410

Q m g =

=⨯ （1-3） 我国原油开采能量效率为90%左右，其中：汽油炼制效率为90.71%，柴油炼制效率为91.46%。那么炼制1L 汽油，WTP 过程能量转换率为：

290%90.71%81.64%P =⨯≈ （1-4）

若使用93号汽油（93号汽油密度是0.725g/ml ），则需要的能量是：

7

722

10.725 4.410 3.9110Q J J P ⨯⨯⨯==⨯

(1-5)

2.2.3 PTW 过程的能量消耗

首先，电动车与燃油车从能量来源上考虑：

电动车的能量来源是自身携带的电池，它直接消耗的是电能；而燃油车则是烧油，车上配有燃油机（发动机），靠燃油为车供能，它们的驱动过程是：传统汽车是将燃油在燃烧室中燃烧之后产生热能→机械能,通过曲柄连杆机构→传动系统→驱动轮转动；而电动汽车则是由蓄电池释放出化学能→电能→机械能,通过控制系统→调节电机转速→驱动轮转动。这是两者在结构组成和工作原理上的本质区别。

下表列出了某种电动汽车与燃油汽车的参数，根据其参数，可计算行驶一百公里所消