汽油的密度是0.72kg/L，燃燒熱值是46mJ/kg，那么一升汽油燃燒釋放出的總能量是多少？
最先進(jìn)的18650鋰電池，儲電量為3100mAH，重量約為46克，工作電壓約3.7v，那么每公斤電池的儲電量有多少？
據(jù)說體育老師由于兼授數(shù)學(xué)課，已經(jīng)不堪重負(fù)，所以還是直接給出結(jié)論。使用老百姓喜聞樂見的能量單位“度”來衡量，一升汽油燃燒熱量為9.2度，但發(fā)動機(jī)的熱效率最高大約40%左右，所以實際上一升汽油能釋放的最大能量約為3.7度，而一公斤鋰電池的儲存能量為0.25度。
如果您偶爾也聽到過“電池儲能密度”這個詞匯。這結(jié)論也許能有個較為直觀的印象，為什么說電池儲能是電動車無可規(guī)避的硬傷。電池的儲能效率與傳統(tǒng)燃料相比，實在是少的可憐。這就好比你吃掉整整一冰箱的黃瓜，得到的熱量也許還不如一小碟冰淇淋。
最近遇到很多人問我電動車的事情，義務(wù)掃盲之時，常常會聊到混動?；旌蟿恿ζ嚐o論從技術(shù)和市場角度，都已較為成熟。純電動車則是比較新的熱點，吸引眼球的潛力巨大，實際市場前景，則有些前途未卜。
電池容量，電動車不得不面對的硬傷
回到剛開始的數(shù)學(xué)題，化學(xué)電池儲能密度比傳統(tǒng)燃料低了不止十倍。
其實特斯拉使用的就是18650鋰電池，和筆記本電腦上用的完全一樣。常說的6芯筆記本電池就是由6節(jié)18650電池組成，若以此類比，特斯拉的電池就是7000多芯，高配版85kwH的電池組由7000多節(jié)小電池組成。電池加上輔助結(jié)構(gòu)，重544公斤，儲存85度電。
直觀上理解，544公斤電池=23升汽油（約16.5公斤）。但電動系統(tǒng)的效率很高且穩(wěn)定，內(nèi)燃機(jī)則隨路況情況波動巨大，綜合而論，這544公斤電池大致相當(dāng)于30~40升汽油。
特斯拉的電池組重量一定是精心優(yōu)化過的。無限制的增加電池會進(jìn)一步增加車重，或影響整車布置。即便如此，續(xù)航里程只能做到差強(qiáng)人意。Model S P85的理論續(xù)航里程為500公里，但僅僅是理論值，在城市綜合路況，實測的續(xù)航大致上在350到400公里之間。而普通轎車一箱油，跑市區(qū)500公里，或跑高速800公里，然后還能放心開著車去找油站，并不算過分的要求吧？
從本質(zhì)上講，汽油是發(fā)生燃燒反應(yīng)直接消耗掉，能量釋放比較猛烈。電池則是通過較為溫和的化學(xué)反應(yīng)來儲存和釋放能量，可以反復(fù)充放。其它一些課題，比如燃料電池、超級電容儲能，也都是試圖提升儲能密度，但目前還沒什么本質(zhì)上的進(jìn)展。
純電動車和混合動力車，從本質(zhì)上，都是改善能量利用效率
對汽車的運(yùn)轉(zhuǎn)，除了能量儲備，另一個關(guān)鍵就是能量利用率。
以目前內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，一升汽油雖然“應(yīng)該”釋放出3.7度左右能量。但是，由于效率降低而“浪費”掉的能量要占去很大一部分。
由于車型、駕駛習(xí)慣和路況有很大差異，不可能有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。但大致上在城市路況，傳統(tǒng)汽車發(fā)動機(jī)浪費掉的能量要占總能量的一半。這些浪費，主要來自起步、換擋和大腳油門，此時發(fā)動機(jī)的熱效率急劇下降，稱為發(fā)動機(jī)的“惡劣工況”，惡劣工況在總行駛時間中比例很低，但造成的浪費卻極為巨大。
相反，最優(yōu)工況就是以恒定速度運(yùn)行，此時熱效率可以達(dá)到發(fā)動機(jī)的最高水平，一升汽油中的3.7度能量全部發(fā)揮出來。因此，70km/h定速巡航的油耗，比上下班堵車的油耗要明顯降低，不管排量是大是小，普通轎車在這個工況都能達(dá)到很低的油耗水平。
其實電動和混合動力，都是試圖改善惡劣工況下的發(fā)動機(jī)效率低下的問題。
純電動的做法非常徹底，干脆就把發(fā)動機(jī)干掉，純靠電池電機(jī)驅(qū)動車輪，始終保持很高的效率；混合動力，則是在惡劣工況時用電“幫助”發(fā)動機(jī)，進(jìn)入平穩(wěn)工況后將控制權(quán)交還給讓發(fā)動機(jī)，并反過來給電池充電。
順帶說一說，新近的“發(fā)動機(jī)起停”技術(shù)，也是針對怠速停車和起步工況所做的改善，停車時熄火省油，起步時使用電機(jī)幫助發(fā)動機(jī)拖到較為平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速。
所以，電動和混動，穩(wěn)定工況和惡劣工況的效率波動不大。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，高速路況和堵車路況的效率可以相差兩倍以上。實際的效果大致如下：
特斯拉，典型的電動車，544公斤電池組，理論續(xù)航（定速巡航）500公里，城市路況350~400公里。
典型的混合動力汽車，約50L油箱，電池組重幾十公斤，油耗保持在百公里4~6L范圍，堵車還是跑高速相差不大。
典型的內(nèi)燃機(jī)中級車，約70L油箱，70km/h定速巡航油耗可做到百公里5~7L，堵車路況，立刻飆升到百公里12L甚至更高。
千萬別被忽悠了，地球上的汽油到底還能燒多少年？
“地球上的汽油只夠燒40年！”這樣的字眼您肯定是見過的。第一次看到時，二三子腦海中浮現(xiàn)出一張“未來水世界”的電影畫面。天哪，能源枯竭、核戰(zhàn)爭、社會體系崩塌，這一切都將在我有生之年發(fā)生，太可怕了！
但仔細(xì)查一下就發(fā)現(xiàn)有點不對勁，2000年說石油只夠用40年，2010年還是夠用40多年，到了2014年，咱的石油還夠用53年。
其實，這個年數(shù)實際上是全球原油“儲采比”，也就是以當(dāng)前探明儲量除以當(dāng)年開采量計算出來的年數(shù)。探明儲量并非恒定不變，因為每年都有新增探明儲量，而且地球的未探明儲量遠(yuǎn)大于探明儲量。這就好比家里有800元儲蓄，這天開銷花了100塊，照這樣下去，8天以后就要餓死了，結(jié)果第二天打工掙了200塊，開銷變成了90塊，再算一算，則還能維持10天。儲采比的概念是一樣的。鑒于斷章取義和不懂裝懂乃是各大門戶網(wǎng)站的本職工作，也就不應(yīng)該怪他們誤導(dǎo)老百姓，凡事還要靠自己多查資料。
全球原油儲采比，在1980年時大約為30年，1990年到2010年一直維持40多，這幾年反而進(jìn)一步增加為50多年。一方面科技進(jìn)步使得探明儲量增長，另一方面全球各國節(jié)能環(huán)保的努力，一定程度上緩解了能源問題。
由于未探明儲量是個未知數(shù)，誰也不能準(zhǔn)確估算原油資源到底能用幾年。放開來燒是顯然不行的，但有節(jié)制的燒一燒，50年遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止。很遺憾，諸位有生之年恐怕是看不到未來水世界了。
也很好理解，倘若汽油真的只夠用三五十年，大眾豐田這些汽車廠商還在穩(wěn)如泰山的開發(fā)和改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)，不是腦子進(jìn)水了嗎？
不知道您是怎么想的，二三子比較喜歡混合動力，無論從理念還是實現(xiàn)方法，都比較巧妙。而電動汽車，炒作一下概念，搞來點政策扶植，也未嘗不可。若要真的改變整個行業(yè)，還需要等待更好的契機(jī)。
投資者們也千萬不要被特斯拉鼓舞的太過了，馬斯克賣的產(chǎn)品，更多的是概念、是玩具，但咱中國人還是停留在買汽車的時代。
