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9000磅的电动悍马表明我们不能忽视电动汽车的效率

2022年6月21日
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与汽油燃烧的汽车不同,电动汽车的尾气排放为零,但它们仍然要对温室气体排放负责。随着电动汽车销量激增,政策制定者和倡导者应该探索提高电动汽车效率、减少汽车对环境影响的方法。

没有汽油发动机的纯电动汽车(我们将称为ev)从电网获得动力。在美国,大约60%的电力是通过燃烧化石燃料产生的。在电网完全无碳之前,电动汽车发电会产生排放,即上游排放。

电动汽车每英里的排放量比同等大小的汽油动力汽车要低,但也不是零。雪佛兰Bolt EV的二氧化碳排放量约为92克2)当考虑到电网的排放时。(有限公司2计算是基于全国平均水平,但全国各地电网排放差异很大。)以汽油为动力的雪佛兰迈锐宝每英里产生超过320克的二氧化碳。比较大型车辆在美国,原版悍马H1的二氧化碳排放量为889克2新的悍马电动汽车每英里排放341克,这表明巨型电动汽车对环境的危害仍然比小型传统汽车更严重。

电动汽车对环境的影响不仅仅是每英里产生的电力。制造过程中还会在几个阶段释放温室气体,被称为车辆的隐含排放。特别是电动汽车(带有重型电池组)使用的矿物需要被开采、加工并转化为电池。追求更大的行驶里程和更大的车辆要求增加电池尺寸,也增加了隐含排放量。开采用于电池的矿物对环境有重大影响,并可能产生负面的社会影响,包括证据确凿的钴是许多电动汽车电池的重要矿物,其开采引发了人权侵犯。更高效的电动汽车需要更少的电池才能达到相同的续航里程,这意味着更少的排放和与开采矿物相关的问题。

监管机构必须解决电动汽车能效问题

大多数司机都很清楚他们的汽油动力汽车的燃油效率,政策制定者最近也要求新车提高燃油效率。但电动汽车的效率往往被遗忘。随着电动汽车的激增,其效率应成为政策制定者的优先考虑事项。就像汽油动力汽车的效率对环境和消费者有很多好处一样,提高电动汽车的效率也有很多好处。行驶一英里所需的电力越少,发电产生的排放就越少,司机就能节省更多的钱。更高的效率也意味着汽车制造商可以减小电池尺寸以实现相同的续航里程,从而减少采矿和减少隐含排放。

美国环境保护署(Environmental Protection Agency)应该探索将电动汽车效率纳入燃油效率和温室气体标准的方法,首先要考虑电动汽车的上游排放。目前,监管机构会计算汽油车的排放量,并为汽车制造商设定要求,但电动汽车不会产生CO2排放。这意味着销售一辆悍马电动汽车可以抵消高污染汽油车的销售,并增加整体排放。考虑到上游排放将意味着销售更高效的电动汽车将更有利于汽车制造商满足他们的监管要求。所有电动汽车对环境的影响并不相同,我们的车辆法规应该反映这一点。

电动汽车效率的驱动因素是什么?

电动汽车的效率,就像汽油动力汽车的效率一样,在很大程度上受到电机和传动系统的效率,以及车辆的重量和空气动力学的影响。能量在从电池到马达再到车轮的过程中会损失掉。损失的数量因车辆而异,导致整体效率的差异。效率也会因车辆类型(轿车、跨界车、皮卡车)和重量而有很大差异。较小的车辆往往效率更高,因此减小尺寸和重量(以及改善空气动力学)可以提高效率。

效率通常以每100英里行驶的千瓦时(kWh)来衡量,可以通过改进工程或减小车辆重量和尺寸来提高。技术的改进可以减少电池和车轮之间的能量损失。降低电动汽车的重量,包括电池重量,可以减少所需的电力。电动汽车得益于再生制动,即从制动中捕获能量并将其返回到电池中,极大地提高了效率。这也是电力驱动系统备受关注的原因之一效率翻倍作为内燃机系统。

更高效的电动汽车已经存在

目前的电动汽车市场是多样化的,汽车的尺寸、重量、行驶里程和效率都各不相同。我们用的是美国经济经济委员会的GreenerCars数据库分析可用的车辆,并显示各种选择,包括效率水平。有了更好的技术和更轻的车辆,汽车制造商可以提高效率。图1显示了即使相同重量的电动汽车在效率上也有很大差异。

图1。电动汽车效率与重量

我们发现,一般来说,更轻的车辆效率更高,但即使重量大致相同,也存在更高效的车辆。在5000到5500磅的常见重量中,有些车辆的效率从市场上最好的近25千瓦时/100英里到最差的近48千瓦时/100英里不等。具有卓越效率的车辆可以拥有更高效的发动机、更好的空气动力学或更好的再生制动系统。不过,一般来说,重量越重效率越低,因为移动一辆更重的汽车需要更多的能量。

电池组可能是电动汽车重量的重要组成部分,但对于特定的电池化学成分来说,更大的电池意味着更长的续航里程,这是许多消费者想要的特性。汽车制造商可能希望只减少车辆的非电池重量,以保持较高的续航里程。因此,我们也检查了与车辆重量(不包括电池组)相比的效率,如图2所示。

图2。电动汽车效率与非电池重量

即使在检查非电池重量时,效率也存在很大差异,包括最常见的非电池电动汽车重量在3000到4000磅之间。在这个重量范围内的车辆的效率范围从25到45千瓦时/100英里。减少非电池重量,通常是通过减小整体尺寸,可以大大提高效率。在保持体重不变的情况下,每100英里提高5千瓦时的效率将减少16克二氧化碳的排放2-效率为35千瓦时/100英里的车辆减少14%。

所有电动汽车都不是生而平等的,所以让我们不要像对待他们一样对待他们

政策制定者和汽车制造商应该更加关注电动汽车的效率,并强调其对买家的重要性。提高电动汽车的效率可以减少驾驶和制造车辆的排放,增加行驶里程,降低成本。减轻重量,增强空气动力学,改进电动机,减小电池尺寸都可以提高电动汽车的效率。目前的汽车温室气体标准不包括电动汽车的上游排放,错过了激励提高效率、节省资金和减少温室气体排放的机会。

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燃油经济性 高效车辆技术
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