汽车动能的利用价值与意义

2023年11月24日发(作者：法拉利所有车型图片及价格)

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汽车动能的利用价值与意义

张凯军

河南省郑州市公共交通总公司 河南省郑州市 450052

摘 要： 汽车产业是推动我国国民经济迅速发展的关键产业之一，但是随着环保意识的增强及能源危机的显现引发

全社会的广泛关注。作为新能源技术纯电动汽车的研究越发成为解决能源危机的重要途径。近年来中国新

能源汽车发展迅速，成为技术创新和产业升级的亮点领域。但是，目前在电动汽车技术中对电池技术的开

发研究仍然没有在续航里程和充电难上找到令人满意的解决方案，这也使得纯电动汽车的推广普及受到制

约和限制。本文大胆提出了依靠汽车行驶中的惯性动能理论利用安装在车轮上的发电机发电的解决方案，

它的出现在一定程度上提高了汽车惯性动能能量的利用率，对于克服解决纯电动汽车的动力电池组续航里

程和充电难问题有着一定的现实意义。

关键词：动力电池组 能量守恒 降速增扭 惯性动能

Utilization Value and Signi? cance of Automobile Kinetic Energy

Zhang Kaijun

The automobile industry is one of the key industries that promote the rapid development of my country\'s national economy. However, with the

Abstract

：

increase in environmental protection awareness and the appearance of the energy crisis, it has attracted widespread attention from the whole

society. As a new energy technology, the research of pure electric vehicles has increasingly become an important way to solve the energy crisis.

In recent years, China\'s new energy vehicles have developed rapidly and have become a bright spot for technological innovation and industrial

upgrading. However, the current development and research on battery technology in electric vehicle technology has not found satisfactory

solutions in terms of cruising range and charging dif? culties, which also restricts the popularization of pure electric vehicles. This article boldly

proposes a solution relying on the theory of inertial kinetic energy in vehicle driving and using generators installed on wheels to generate

electricity. Its appearance has improved the utilization rate of vehicle inertial kinetic energy to a certain extent, and is useful for overcoming the

power of pure electric vehicles. The cruising range and charging dif? culty of the battery pack have certain practical signi? cance.

Key words

：

power battery pack, energy conservation, speed reduction and torque increase, inertial kinetic energy

配套装置；但是，依然采用的是降速增扭原

燃油通过发动机做功产生的能量变成驱动汽

车行驶的动能；可是，汽车行驶起来后的惯

性动能却无法再由发动机转换成燃油，汽车

1 燃油车与纯电动汽车的结构区别

那么公知的燃油汽车的行驶依靠的是由

发动机、离合器、变速器、传动轴、驱动桥

到车轮，最终使汽车行驶起来的。汽车的载

荷及速度需要发动机的功率匹配及降速增扭

实现的，也就是汽车由静止到行驶起来需要

一个过程，这个过程也是汽车行驶阻力最大

和油耗最高的阶段，但是随着车速的提高行

驶阻力和油耗都在下降。当然，这与路况与

环境有很大的因果关系。道路平坦行驶阻力

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100马力。显然无法将质量重达1.3t的车辆

迅速行驶起来，而是与车载传动系统的完美

结合，通过降速增扭的过程，也就是利用变

速器通过降速增扭传动原理逐渐的变换档位，

一级一级的减小传动比逐渐将汽车行驶起来。

因各个车型的变速器档位各不相同，它们的

传动比也有差异。小型汽车各档的传动比一

般1档是3.7；2档是2.1；3档是1.4；4档

是1；5档是0.8的左右。通过降速增扭原理

我们已经接受认可了这种驱动的方式，并且

普遍的应用到各个领域。但是我们今天并不

是研究降速增扭原理的，而是探究较大质量

的物体通过降速增扭运动起来达到一定的速

度以后所产生的动能。

人类在不断的探索中发现，质量越大的

物体，速度越高惯性动能也就越大，质量、

速度和动能成正比。例如：质量在2t以下小

型汽车，一般情况下车速在100km/h时的刹

车距离在40米左右；然而质量在20t左右的

卡车，一般情况下车速在80km/h时的刹车

距离就在60米左右。通过对比可以看出相同

的速度质量越大产生的惯性动能也就越大，

假如质量在20t左右的卡车，车速为100km/

h时的刹车距离将达到90米左右。这充分说

明了，质量越大的物体，速度由0km/h到速

度为80km/h时消耗的能量也就越大。同理，

也不难理解质量越大的物体产生的动能也同

样越大。有经验的司机朋友都有同感，当在

公路上行车时只要从后视镜中看见大货车的

身影时，会尽早变道离开大货车所在车道，

因为是为了安全。如果尾随你的大货车不停

地鸣喇叭和闪动远光车灯，你要赶紧躲开，

因为它的惯性动能非常的巨大，制动距离又

比较长，非常容易造成事故隐患，这应该是

司机朋友的共识。叙述到这里，都了解了汽

车行驶起来后是具有非常大的惯性动能的，

那么，现实中这些动能都到哪里了呢？很遗

憾啊！都白白浪费掉了，人类并没有充分加

以利用！

4 惯性动能的利用价值与意义

人们通过大量研究实验验证，实际上汽

车起步时油耗最高，行驶中需要的输出功率

是相对比较低的，油耗也较低，这与汽车的

质量有关，质量越大汽车起步时油耗越高，

同样惯性动能也就越大。同理飞机也一样，也就像汽车上多坐了几个人，会增加一部分

起飞时最费油，而起飞后油耗就会下降；因的行驶阻力及增加一些功耗，但是相对于惯

为物体具有一定的速度后也就具有一定的惯性动能的浪费是非常有意义的。以2t的小

性能量！汽车的驱动动力源功率再大也不可汽车为例：通过计算当车速40km/h时，动

能将静止的汽车一下子迅速行驶到较高速度，能约为310000J；当车速60km/h时，动能

而是需要通过降速增扭慢慢的把车辆速度提约为460000J；当车速80km/h时，动能约

高起来，我们可以理解为动力源的所有能耗为620000J；当车速120km/h时，动能约为

都转移到了汽车行驶的惯性动能上。如果，930000J。根据这些规律我们完全可以实现智

将汽车的惯性动能充分利用，完全可以重新能化控制，在汽车车速40km/h-120km/h

转化为另外一种能量加以利用。在一定的条之间根据惯性动能的大小，智能控制汽车车

件下，物体的惯性动能同样可以产生相同的轮发电机在功率10％-100％之间发电，并加

能量，除去一些消耗因素该物体的惯性动能以存储再利用，可以解决纯电动汽车续航里

至少可以利用70-90%。所以，纯电动汽车是程短和充电难的问题。

可以利用惯性动能进行能量再生利用的。

例如：以2t的小汽车为例：速度假定

100km/h，动能约为770000J。这巨大的惯性

动能人们却没有加以利用这是多么大的浪费

啊！如果是5t、10t、15t、20t的汽车，产生

惯性动能将更大。

以轿车为例：在50km/h的速度挂空挡

滑行距离一般可达600米左右。通过实验，

汽车的惯性动能的最佳利用率是在40km/

h-120km/h的范围，且车速越高惯性动能的

利用率也就越高，且对行驶阻力的影响也越

小，待车速降到40km/h以下时汽车的惯性

动能的利用率反而很低。通过实验普通小型

汽车时速120km/h时车轮转速约为1000转

左右；时速100km/h时车轮转速约为800转

左右；时速60km/h时车轮转速约为600转

左右；时速40km/h时车轮转速约为300转

左右；我们恰恰可以利用低速阻力小、高速

功效高的无铁芯永磁发电机发电，这种无铁

芯永磁发电机当转速达到300转/分钟时就

可以达到额定功率功效。了解了这个特性我

们就可以充分利用汽车在40-120km/h的车

速范围内，利用安装在车轮上的无铁芯永磁

发电机通过智能化控制使之可在发电功率的

10％-100％范围内发电工作，充分利用惯性

动能回收能量加以存储和利用，来解决纯电

动汽车的动力电池组续航里程有限及充电难

的问题。

虽然利用惯性动能进行能量的再生利用

会增加一些汽车的行驶阻力，通过实验验证

汽车行驶中是通过传动机构的降速增扭后，

驱动汽车行驶起来的，体现在行驶的汽车上

时代汽车

5 结束语

综上所述，行驶中利用汽车的惯性动能

发电可行且有效，是纯电动汽车利用再生能

源提高续航里程最有效的途径。未来燃油车

退市指日可待！本文提出的被人们遗忘的《惯

性动能》的再利用，也为纯电动汽车科研、

推广、普及提供了新思路、新方向的参考。

本文的新观点算是抛砖引玉，供行业内业者

群策群力，为新时代纯电动汽车未来的发展

共谋鸿途！抢占新能源汽车创新的制高点，

赢得2025中国创造的先锋！希望我们自主品

牌的车企可以两条腿走路，一方面继续研发

新型高能、高效的动力电池；另一方面关注

采用惯性动能再生发电能源的利用及研发功

效更高的发电机上。

科学无止境，墨守成规，科学就没有未

来！

作者简介

张凯军： （1969.08.06—），男，汉族，河南许昌人，

学历：大专。研究方向：汽车 纯电动

汽车。职务：教师。职称：助理工程师。

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