Por que os carros elétricos vencem corridas de arrancada, mas perdem em velocidade máxima?

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Você espera no sinal vermelho. A locomotiva a diesel ao meu lado grita seu motor em direção à linha vermelha. Estou rindo. Você está sentado em um Tesla Model S. A luz fica verde. Pise no pedal. À medida que você desaparece no horizonte, o motorista do caminhão a gasolina olha pelo espelho retrovisor. Esta é uma metáfora clássica. Mas destaca a verdadeira verdade mecânica. No início, os carros elétricos eram populares. Eles podem não controlar a última milha.

A diferença não é mágica. Isso é física. Está no sistema operacional.

快和快的区别

赛车迷知道其中的区别。 快是指加速。 这是从静止状态到特定速度(例如 0 到 60 英里/小时)的时间。 快是指最高速度。 这是汽车在直道上可以维持的最大速度。

电动汽车更快。 他们尚未证明自己在长距离上速度更快。

考虑一下发射。 电动机立即提供最大扭矩。 扭矩是旋转力。 这是推动汽车前进的动力. 它需要换档。

电动汽车中没有传统的变速器。 电机直接连接到车轮。 电力传输是即时的。 没有滞后。 没有变速。 加速是线性且残酷的。

燃气汽车具有更复杂的动力系统。 发动机将动力发送至变速器。 变速箱换档以使发动机保持在其功率范围内。 这个过程需要时间。 它会产生加速度差距。 还有能量损失。 燃气发动机大约 15% 的功率被浪费在传动系统部件上。 这称为传动系统损失。

Ganhe um sprint com uma eficiência de 0-60

A potência pode ser enganosa. Carros a gasolina e elétricos podem ter a mesma potência. O uso de carros elétricos está aumentando. Por que? Menos peças móveis. Reduz o atrito. É mais eficiente.

Essa eficiência significa velocidade fora da linha.

Veja o Tesla Model S P100D 2017 com o modo Ludicrous atualizado como exemplo. Tesla não divulgou números oficiais de potência. Na Road & Track, testamos nossas bicicletas em um dinamômetro. No solo, sua potência era de 588 cavalos. Isto é inferior à potência do motor por razões de eficiência, mas é importante para a aceleração.

A Motor Trend testou o mesmo carro. O tempo de 0-60 foi de 2,275 segundos. Na época, foi o carro de produção mais rápido já testado. A aceleração é difícil. A gravidade é muito forte.

Mas aqui está o problema. Se a Tesla competir com a Ferrari LaFerrari, o Porsche 918 e a McLaren P1, o supercarro acabará por alcançá-la. Esses híbridos movidos a gasolina têm velocidades máximas mais altas. Excelente desempenho aerodinâmico em altas velocidades. Seus motores podem sustentar potência a mais de 240 quilômetros por hora. Os motores da Tesla são levados ao limite. Isto não se aplica a carros a gasolina.

Uma época em que o gás natural ainda era popular

Se você não pode comprar um supercarro, considere o Dodge Challenger SRT Hellcat. Este é um carro musculoso. Está com ruídos. Isso é ineficaz. É rápido em outro sentido.

O Hellcat tem um motor V8 superalimentado de 6,2 litros. Produz 840 cavalos de potência. 0-60 em 3,4 segundos. É mais lento que um Tesla. No entanto, tem uma velocidade máxima de 303 mph. O Tesla P100D tem um pico mais baixo. Ele não consegue sustentar essa velocidade por muito tempo sem superaquecer ou atingir os limites eletrônicos.

Os motores a gás têm uma ampla faixa de potência. Ele pode girar em alta velocidade. Eles podem manter a velocidade. Os motores elétricos possuem excelente torque instantâneo. Ainda temos que alcançar resistência sustentável em alta velocidade em um pacote deste tamanho.

Carros elétricos vencem corridas de arrancada. Ele vence a luz. Ganhei as primeiras 200 jardas. Mas os automóveis a gasolina, com as suas complicadas caixas de velocidades e motores barulhentos, ainda mantêm a coroa da velocidade pura e sustentada. A conversa ainda não acabou. Basta mudar de faixa.

A aceleração é onde os veículos elétricos (EVs) dominam atualmente. Atingir sessenta milhas por hora leva apenas alguns segundos. Mas manter esse desempenho em altas velocidades revela uma falha fundamental nas atuais caixas de câmbio de velocidade única nas quais a maioria dos EVs depende. A indústria está despertando para o fato de que o torque bruto de lançamento não é suficiente.

Os engenheiros agora estão explorando transmissões multivelocidades para veículos elétricos.

Por que os veículos elétricos precisam de engrenagens

A falta de uma transmissão tradicional mantém as velocidades máximas artificialmente baixas. Um redutor de velocidade única faz maravilhas para o torque de baixo custo, mas luta com a eficiência em velocidades de rodovia. O motor precisa girar incrivelmente rápido para acompanhar, o que esgota a bateria e limita a velocidade máxima.

Uma transmissão dedicada atua como intermediária. Ele gerencia o fornecimento de energia e protege o alcance da bateria. O objetivo é simples. Deixe o carro andar rápido por longos períodos sem desperdiçar energia. Deve ser tão capaz a 160 km/h quanto a 32 km/h.

O alcance da bateria é o Santo Graal. A maioria dos EVs atinge entre 250 e 310 milhas. Uma caixa de câmbio avançada poderia ampliar esse alcance. Isso mantém o sistema simples. Intervém apenas quando necessário para otimizar a eficiência em altas velocidades.

Arma secreta de Tesla?

Existem rumores sobre o desenvolvimento de uma nova transmissão elétrica pela Tesla. A evidência? O tempo projetado de 1,9 segundo de zero a 60 para o próximo Tesla Roadster. Esse tipo de aceleração sugere um trem de força mais complexo do que a atual configuração de velocidade única.

Até que isso aconteça, o Model S Plaid mantém a linha com seu sprint de 2,3 segundos. É rápido. Mas não é eficiente em velocidade.

O Mito da Curva de Torque

Aqui está a verificação técnica da realidade. Um motor elétrico produz a mesma quantidade de torque, independentemente da velocidade. Os motores a gasolina têm uma curva de torque. Eles atingiram uma faixa de potência de pico.

Na maioria das vezes, um VE não utiliza todo o torque disponível. Não é uma limitação da bateria, mas da engrenagem. Assim como um carro a gasolina não pode usar toda a potência para a qual foi classificado, um EV não pode utilizar todo o seu potencial de torque sem a ajuda mecânica certa.

Combustão interna vs. elétrica: o colapso

O debate entre gás e eletricidade muitas vezes ignora as nuances dos casos de uso.

Os carros elétricos são melhores que os carros a gasolina?
Em termos de sustentabilidade, sim. Mas os carros a gasolina ainda mantêm a vantagem em potência bruta e autonomia total.

O que é melhor para o meio ambiente?
Os VE produzem menos emissões de escape. Os motores a gás emitem fumaça e dióxido de carbono. O impacto ambiental dos VE é positivo, assumindo que a rede não é inteiramente alimentada por carvão.

Quais são as compensações?
Os VE oferecem custos operacionais mais baixos e zero emissões locais. Eles não possuem o desempenho de alta velocidade e a flexibilidade de alcance dos motores de combustão interna tradicionais.

Por que ficar com gasolina?
Os carros a gasolina têm melhor desempenho em altas velocidades sustentadas. Os motores são mecanicamente mais simples de fabricar e manter em alguns contextos. Eles não requerem infraestrutura de carregamento.

Um VE é econômico?
Sim. Com o tempo, o custo mais baixo de eletricidade e manutenção torna a aquisição de VEs mais barata. O preço inicial é muitas vezes mais elevado, mas as poupanças a longo prazo acumulam-se.