迷思:電動車用較小馬達可以延長里程?

以能量守恆定律而言,如果忽略零件、耗損、與效能,假設車重與電池容量完全一樣,不管是電動車用的是大馬達小馬達或是燃油車用的是大引擎小引擎,每公里所耗費的電能或是燃油似乎是一樣的,所能跑的總里程也一樣只是跑的快慢不同。但是實際上並非如此。

這裡的說明牽涉到馬達的結構設計,小馬達的鐵芯 (iron core) 短所以纏繞線圈多產生的電阻熱損耗 (copper loss) 就會高。另外小馬達扭力小,所以在車重與電池容量完全一樣之下,以同一車速而言與減速齒輪的齒輪比 (gear ratio, 輸出齒輪齒數與輸入齒論齒數的比) 就高,整體效能 (efficiency) 自然較大馬達差,所以用小馬達反而會造成總里程降低。但是這是在同車重和同電池容量下的比較。在實務車輛設計上,小馬達當然會用在小車搭配小容量的電池,因此總車重也會降低,每公里的耗電或耗油就低,雖然電池容量小或是油箱小但是總里程仍可與用大馬達或大引擎的大車相似。舉個例子,Tesla不會為用Nissan Leaf的110kW馬達去取代Model S這樣的大車使用的310kW馬達,因為可能除了重拖甚至減少里程之外沒有任何好處。

所以這個迷思的結論:延長電動車的里程的方法,簡單的說,只有增加電池的容量。當然因為增加電池容量就增加車重,在設計上會在車重、電池容量、馬達功率之間考慮最佳的平衡點。

發表者:李麥克

興趣廣泛,希望一天是48小時。自幼喜歡拆解家電零件安裝到其他可用的電器上面,興趣廣泛永遠有學習新知的渴望。一輩子都充滿對英文閱讀與各種工程科學 (STEM) 學習的渴望。 小時候閉起眼睛模擬雙手正在控制方向盤並加油或踩離合器換檔的快感成了我的免費虛擬電玩,年輕時迷上電視影集霹靂遊俠後 (仍熟悉的"老哥"稱呼?),更開始對汽車產生了各種幻想。有幸此生見證了電動車的崛起與可預見的自駕車的未來並親歷其中,即使是在人生的下半場。在讀了來自克羅埃西亞電動超跑Rimac C_Two的故事,後產生了取個李麥克筆名的靈感,既有自己的姓又與Rimac諧音同時又可將自己投射到霹靂遊俠中的主角。 自2012年特斯拉推出Model S後即開始累積電動車方面的學養。更於2018年在浸淫軟體工程領域二十餘年與後期的3D感測與自駕車應用新創公司數年後,因著對電動車的狂熱開始對特斯拉(Tesla)是如何成功的好奇而"誤入歧途"一頭栽進對電動車的研究。於是在同年前往英國攻讀英國第一屆電動車工程碩士學程並於次年取得人生繼台灣與美國碩士學位後的第三個電動車工程碩士(MSc with distinction in Electrical Automotive Engineering)。目前開設電動車相關技術與各類電腦資訊教學課程(程式設計等),電動車專長領域為動力系統(Electric Drive)。 嗜好:英語閱讀、電動車、程式設計、顧問、教學、網球、小號、爵士鼓、吉他

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