为何不使用燃气涡轮发动机作为燃油增程型电动车辆的发电机？
关于为什么燃气涡轮发动机不被广泛用于增程电动汽车（EREV）中的发电机，这确实是个有趣的问题，背后涉及一系列技术、经济和实际应用层面的考量。简单来说，虽然燃气涡轮机有着独特的优势，但它与EREV发电机所需的特性并不完全匹配，反而带来了一些棘手的难题。
首先，我们要理解燃气涡轮发动机（燃气轮机）的核心工作原理。它吸入空气，压缩后与燃料混合燃烧，产生高温高压燃气，然后驱动涡轮叶片高速旋转，而涡轮又通过传动轴带动发电机发电。这个过程非常类似于喷气式飞机的发动机，只不过这里产生的动力是被用来发电，而不是直接产生推力。
那么，为什么这样的技术在增程电动车上没有成为主流呢？我们可以从以下几个方面来细致地分析：
1. 效率的“甜蜜点”问题：
燃气轮机最擅长的是在高负荷、高转速的工况下运转，此时它的热效率可以达到相当不错的水平，甚至与一些高效的内燃机相当。然而，增程电动汽车中的发电机，其主要任务是为电池充电，或者在电池电量不足时直接驱动电机。这意味着发电机的工况往往是动态变化的。
低负荷效率低下： 增程电动车的大部分时间，发电机只需要提供相对较少的电力来补偿消耗或缓慢充电。在这种低负荷、低转速的工况下，燃气轮机的效率会急剧下降。它的设计更倾向于持续稳定地输出大功率，而不是频繁地在宽广的负荷范围内高效工作。
瞬态响应慢： 当驾驶员需要加速时，电动车的电池组会提供强大的瞬时动力。增程器作为辅助，也需要能够快速响应，增加发电量。燃气轮机从启动到达到最佳工作转速需要一定的时间，其瞬态响应速度相对较慢，无法像活塞式发动机那样迅速地调整输出功率。这会影响到整个车辆的动力表现和驾驶感受。
2. 尺寸、重量与集成难度：
虽然燃气轮机的功率密度（单位体积或重量的功率输出）很高，理论上可以实现紧凑的结构，但将整个系统集成到乘用车空间中，仍然面临挑战。
附件系统： 除了核心的涡轮和压缩机，燃气轮机还需要复杂的附件系统，包括燃油泵、润滑系统、冷却系统（虽然比活塞机少很多，但仍需要），以及一套能够将涡轮输出轴与发电机连接的传动装置。
启动系统： 燃气轮机需要一个独立的启动系统（通常是电动机）来驱动压缩机和涡轮，直到它们能够自持运转。
集成到乘用车架构： 乘用车的发动机舱设计非常紧凑，需要考虑 NVH（噪声、振动与声振粗糙度）的要求。燃气轮机的高转速会带来独特的噪音和振动特性，将其有效隔离并集成到现有乘用车架构中，需要大量重新设计和工程投入。
3. 成本与制造成本：
燃气轮机通常采用先进的材料和复杂的制造工艺，以承受高温高压。这导致其制造成本相对较高。
高精度制造： 涡轮叶片、燃烧室等关键部件需要使用耐高温合金，并进行精密加工，这些都增加了成本。
研发成本： 将燃气轮机专门为乘用车发电机应用进行优化和验证，需要巨额的研发投入。
维护成本： 虽然燃气轮机零件较少，但其高转速、高温的工作环境对润滑油和一些关键部件的寿命提出了很高要求，维护成本可能也不低。
4. 燃油经济性与排放：
尽管燃气轮机在特定工况下效率不错，但在乘用车普遍面临的低速、低负荷以及频繁启停的工况下，其整体燃油经济性并不占优势。
低速怠速消耗： 即使不输出功率，燃气轮机也需要维持一定的转速来保持运转，这会造成怠速时的燃油消耗。
排放控制： 燃气轮机的燃烧过程与活塞式发动机不同，虽然可以实现相对清洁的燃烧，但要满足汽车严苛的排放标准，尤其是在低负荷下的 NOx 和碳氧化物排放，仍然需要复杂的后处理系统。
5. NVH（噪声、振动与声振粗糙度）问题：
这是燃气轮机在乘用车领域面临的另一个主要障碍。
高频噪音： 燃气轮机的高转速会产生高频的“啸叫”声，这种声音非常尖锐，容易引起乘客的不适，尤其是在相对安静的电动车座舱内。
振动隔离： 虽然其运动部件相对平稳，但高转速本身带来的振动需要非常有效的隔离措施才能达到乘用车的舒适性标准。
6. 市场接受度与用户体验：
消费者对汽车的噪音、振动和驾驶体验有着极高的期望。燃气轮机的独特声音特性和相对缓慢的响应速度，可能会让用户感到陌生和不适应，甚至影响其对车辆性能的判断。
7. 已有成熟的替代方案：
目前，用于增程电动车发电机的主流是小型化、高效的活塞式发动机（通常是直列三缸或四缸汽油机）。这些发动机经过多年的发展，已经非常成熟，能够实现较好的燃油经济性、排放控制和 NVH 水平。同时，它们的制造成本、维护成本以及与现有汽车平台的集成度都更具优势。
一些尝试与未来的可能性：
当然，并非没有尝试过将燃气轮机用于汽车发电。例如，一些公司（如布鲁克菲尔德动力、罗尔斯·罗伊斯等在商用车和航空领域有积累的公司）确实在探索和开发用于电动汽车的微型燃气轮机。他们可能会针对性地解决上述的一些问题，例如：
优化设计以适应低负荷工况： 通过特殊的燃烧室设计、变截面涡轮技术等来提高低负荷下的效率。
集成先进的 NVH 控制系统： 通过隔音材料、减振器、甚至主动降噪技术来改善声学舒适性。
采用更先进的材料和制造工艺来降低成本。
总结来说：
虽然燃气涡轮发动机以其高功率密度和相对简单的机械结构（相比活塞机）而闻名，但它在作为增程电动车发电机时，其效率在低负荷工况下的显著下降、瞬态响应慢、NVH 特性不佳、制造成本高昂以及与现有乘用车平台集成难度大等问题，使得它在目前来看，相比于已经高度成熟和成本效益更优的小型活塞发动机，并不具备明显的优势。当下的市场更倾向于利用经过长期优化、能够更好地适应日常驾驶需求的内燃机作为增程器的选择。
首先，我们要理解燃气涡轮发动机（燃气轮机）的核心工作原理。它吸入空气，压缩后与燃料混合燃烧，产生高温高压燃气，然后驱动涡轮叶片高速旋转，而涡轮又通过传动轴带动发电机发电。这个过程非常类似于喷气式飞机的发动机，只不过这里产生的动力是被用来发电，而不是直接产生推力。
那么，为什么这样的技术在增程电动车上没有成为主流呢？我们可以从以下几个方面来细致地分析：
1. 效率的“甜蜜点”问题：
燃气轮机最擅长的是在高负荷、高转速的工况下运转，此时它的热效率可以达到相当不错的水平，甚至与一些高效的内燃机相当。然而，增程电动汽车中的发电机，其主要任务是为电池充电，或者在电池电量不足时直接驱动电机。这意味着发电机的工况往往是动态变化的。
低负荷效率低下： 增程电动车的大部分时间，发电机只需要提供相对较少的电力来补偿消耗或缓慢充电。在这种低负荷、低转速的工况下，燃气轮机的效率会急剧下降。它的设计更倾向于持续稳定地输出大功率，而不是频繁地在宽广的负荷范围内高效工作。
瞬态响应慢： 当驾驶员需要加速时，电动车的电池组会提供强大的瞬时动力。增程器作为辅助，也需要能够快速响应，增加发电量。燃气轮机从启动到达到最佳工作转速需要一定的时间，其瞬态响应速度相对较慢，无法像活塞式发动机那样迅速地调整输出功率。这会影响到整个车辆的动力表现和驾驶感受。
2. 尺寸、重量与集成难度：
虽然燃气轮机的功率密度（单位体积或重量的功率输出）很高，理论上可以实现紧凑的结构，但将整个系统集成到乘用车空间中，仍然面临挑战。
附件系统： 除了核心的涡轮和压缩机，燃气轮机还需要复杂的附件系统，包括燃油泵、润滑系统、冷却系统（虽然比活塞机少很多，但仍需要），以及一套能够将涡轮输出轴与发电机连接的传动装置。
启动系统： 燃气轮机需要一个独立的启动系统（通常是电动机）来驱动压缩机和涡轮，直到它们能够自持运转。
集成到乘用车架构： 乘用车的发动机舱设计非常紧凑，需要考虑 NVH（噪声、振动与声振粗糙度）的要求。燃气轮机的高转速会带来独特的噪音和振动特性，将其有效隔离并集成到现有乘用车架构中，需要大量重新设计和工程投入。
3. 成本与制造成本：
燃气轮机通常采用先进的材料和复杂的制造工艺，以承受高温高压。这导致其制造成本相对较高。
高精度制造： 涡轮叶片、燃烧室等关键部件需要使用耐高温合金，并进行精密加工，这些都增加了成本。
研发成本： 将燃气轮机专门为乘用车发电机应用进行优化和验证，需要巨额的研发投入。
维护成本： 虽然燃气轮机零件较少，但其高转速、高温的工作环境对润滑油和一些关键部件的寿命提出了很高要求，维护成本可能也不低。
4. 燃油经济性与排放：
尽管燃气轮机在特定工况下效率不错，但在乘用车普遍面临的低速、低负荷以及频繁启停的工况下，其整体燃油经济性并不占优势。
低速怠速消耗： 即使不输出功率，燃气轮机也需要维持一定的转速来保持运转，这会造成怠速时的燃油消耗。
排放控制： 燃气轮机的燃烧过程与活塞式发动机不同，虽然可以实现相对清洁的燃烧，但要满足汽车严苛的排放标准，尤其是在低负荷下的 NOx 和碳氧化物排放，仍然需要复杂的后处理系统。
5. NVH（噪声、振动与声振粗糙度）问题：
这是燃气轮机在乘用车领域面临的另一个主要障碍。
高频噪音： 燃气轮机的高转速会产生高频的“啸叫”声，这种声音非常尖锐，容易引起乘客的不适，尤其是在相对安静的电动车座舱内。
振动隔离： 虽然其运动部件相对平稳，但高转速本身带来的振动需要非常有效的隔离措施才能达到乘用车的舒适性标准。
6. 市场接受度与用户体验：
消费者对汽车的噪音、振动和驾驶体验有着极高的期望。燃气轮机的独特声音特性和相对缓慢的响应速度，可能会让用户感到陌生和不适应，甚至影响其对车辆性能的判断。
7. 已有成熟的替代方案：
目前，用于增程电动车发电机的主流是小型化、高效的活塞式发动机（通常是直列三缸或四缸汽油机）。这些发动机经过多年的发展，已经非常成熟，能够实现较好的燃油经济性、排放控制和 NVH 水平。同时，它们的制造成本、维护成本以及与现有汽车平台的集成度都更具优势。
一些尝试与未来的可能性：
当然，并非没有尝试过将燃气轮机用于汽车发电。例如，一些公司（如布鲁克菲尔德动力、罗尔斯·罗伊斯等在商用车和航空领域有积累的公司）确实在探索和开发用于电动汽车的微型燃气轮机。他们可能会针对性地解决上述的一些问题，例如：
优化设计以适应低负荷工况： 通过特殊的燃烧室设计、变截面涡轮技术等来提高低负荷下的效率。
集成先进的 NVH 控制系统： 通过隔音材料、减振器、甚至主动降噪技术来改善声学舒适性。
采用更先进的材料和制造工艺来降低成本。
总结来说：
虽然燃气涡轮发动机以其高功率密度和相对简单的机械结构（相比活塞机）而闻名，但它在作为增程电动车发电机时，其效率在低负荷工况下的显著下降、瞬态响应慢、NVH 特性不佳、制造成本高昂以及与现有乘用车平台集成难度大等问题，使得它在目前来看，相比于已经高度成熟和成本效益更优的小型活塞发动机，并不具备明显的优势。当下的市场更倾向于利用经过长期优化、能够更好地适应日常驾驶需求的内燃机作为增程器的选择。
网友意见
GE LM2500 25060kW功率，效率才37%；GE T700涡轴，1700kW，效率就30%左右了；功率再小点，效率就很惨了。
所以，不用的原因很简单，小型燃气轮机效率太低。
这个早就有啊。苏联的导弹发射车。空了找资料更
类似的话题
-
关于为什么燃气涡轮发动机不被广泛用于增程电动汽车（EREV）中的发电机，这确实是个有趣的问题，背后涉及一系列技术、经济和实际应用层面的考量。简单来说，虽然燃气涡轮机有着独特的优势，但它与EREV发电机所需的特性并不完全匹配，反而带来了一些棘手的难题。首先，我们要理解燃气涡轮发动机（燃气轮机）的核心工............. -
.......
-
IBM 当年推出个人电脑（PC）时，没有使用自家的 POWER 处理器，这是一个非常重要且具有深远影响的技术和商业决策。究其原因，可以从多个层面来详细分析：1. POWER 处理器的历史定位与发展阶段： 面向高端计算： IBM 的 POWER 处理器（最初称为 ROMP，后来演变为 POWER .............
-
你这个问题问得非常有意思，而且触及到了计算机科学发展历史和实际应用的关键点。确实，从语言的直观性上说，中文拼音似乎比英文更贴近我们大多数人的母语习惯。但要把拼音直接作为计算机语言的关键字，这背后涉及很多层面的考量，远非简单的“方便”或“不方便”能够概括。我尝试着从几个主要方面来给你掰扯掰扯，尽量说得.............
-
中国在发展第三代核电技术时，为何没有选择先进沸水堆（ABWR），而是集中力量发展压水堆（PWR）系列，这是一个非常值得深入探讨的问题。这背后涉及技术选择、安全理念、经济性、国际合作以及国家能源发展战略等多个层面的考量。首先，我们需要明确，中国在核电发展初期，确实也引进和建设过沸水堆（BWR），例如秦.............
-
汽车的车身覆盖件，尤其是像前翼子板、发动机盖这些主要负责美观和防护，但并不直接承受主要载荷的部分，确实存在一个有趣的权衡问题：为什么不像我们期望的那样，一味地追求最轻的材料呢？这背后涉及到的考量，远比想象中要复杂得多，是一个技术、经济和社会多方面因素交织的决策过程。首先，咱们得明确一点，所谓“非受力.............
-
这个问题问得非常好，它涉及到计算机内部处理文本的底层原理和不同编码的优劣势。简单来说，计算机不是“不直接使用 UTF8 进行存储”，而是更准确地说，计算机在内部更倾向于使用一种统一的、能够表示所有字符的抽象表示，然后根据需要将其转换为不同的字节序列表示（编码），而 UTF8 就是最常用的一种字节序列.............
-
朝鲜战争中，美军并没有像二战那样大规模地使用空降兵，这其中有着多方面的原因，而且这些原因相互关联，共同影响了美军的战略决策。要理解这一点，我们需要从当时的战争性质、地形地貌、空中优势以及后勤保障等角度来深入剖析。首先，战争的性质和目标是决定空降兵使用规模的一个关键因素。朝鲜战争初期，战争的目标并非是.............
-
有些公司确实会对 C++ 标准模板库（STL）的使用有所限制，甚至在某些项目中完全禁止。这背后的原因并非一概而论，而是由多种因素交织而成，涉及到项目需求、团队能力、性能考量、安全性和维护性等方方面面。让我来为你详细剖析一下。 一、性能与资源控制的极致追求在一些对性能有着极其严苛要求的领域，比如嵌入式.............
-
咱们国家的铁路车钩，为啥没像某些国家的铁路那样，普遍采用那种圆圆的、厚厚的“饼状”缓冲器呢？这事儿可不是随便决定的，背后有挺多门道，跟咱们铁路发展的历史、技术选型、经济性，还有对安全和舒适性的考量都有关系。我给你掰扯掰扯，尽量说得透彻点。首先，得明白“饼状缓冲器”是啥玩意儿。你说的这种，通常指的是那.............
-
.......
-
OWL选手在枪位英雄选择上，确实更偏爱麦克雷（现已改名“战神”）和查莉娅（曾用名“半藏”），而艾什的出场率相对较低。这背后的原因并非单一，而是涉及了英雄机制、地图适应性、团队配合以及当前版本环境等多个层面的综合考量。首先，我们得从英雄本身的定位和核心技能说起。战神 (原麦克雷)：稳定输出与精准控制的.............
-
很多时候，当我们看到一些路由器在硬件配置上似乎绰绰有余，却只搭载了厂商自家的、功能相对有限的固件时，总会忍不住想：为什么他们不直接刷入像 DDWRT 或 OpenWrt 这样功能强大、开源的第三方固件呢？这背后的原因其实相当复杂，远不止是简单的“技术上是否可行”那么简单，更多的是一系列商业、法律和市.............
-
关于为何在有核国家中，只有中国和印度承诺不首先使用核武器（No First Use, NFU），这是一个非常值得深入探讨的问题。这背后涉及两国独特的历史、地缘政治、核战略思想以及国际关系等多种因素。首先，我们需要明确什么是“不首先使用核武器”（NFU）政策。简单来说，它是一个承诺，即在任何情况下，首.............
-
诺曼征服英格兰（1066年）后，威廉一世及其继承者并没有强行要求所有英格兰人都改说古法语，而是采取了更为务实和渐进的语言政策。这其中原因复杂且多层面，并非简单的“入乡随俗”，而是出于政治、社会、文化以及实用性的考量。首先，我们必须理解诺曼人当时所处的地位和他们面临的挑战。诺曼征服并非一次轻松的接管，.............
-
这是一个非常有趣的问题，它触及了虚构世界中物理规则的巧妙应用与想象力的结合。我们不妨从几个关键点来剖析一下为什么钢铁侠能凭空飞翔，而大白似乎还需要“辅助装备”。首先，得从 技术原理和设计理念 上说起。 钢铁侠的飞行： 钢铁侠的动力核心是位于胸口的“方舟反应堆”，这是一个极其强大的能源装置，能够提.............
-
这问题问得挺实在的！确实，现在NVMe这么火，大家对它趋之若鹜，但很多文件系统（比如咱们熟悉的UFS）还是在用SCSI指令，这背后是有历史、有技术，也有一些现实考量的。咱们就掰开了揉碎了聊聊这个事儿。1. UFS是个“老资格”文件系统，它的诞生背景和SCSI的渊源首先得明白，UFS（Unix Fil.............
-
这个问题背后，其实牵扯到很多层面的考量，绝非一句“没引进”就能概括的。腾讯和网易，作为国内游戏行业的巨头，对于《使命召唤》这样的顶级IP，肯定是有过深入研究和评估的。他们之所以没有将《使命召唤：战区》的国服推到台前，原因很复杂，其中既有外部环境的因素，也有自身战略上的选择。首先，我们得明白，《战区》.............
-
这个问题很有意思，它触及到了现实农业生产中的一个核心矛盾：安全与产量。想在不使用农药的前提下实现全年高产，确实是一个挑战，而且需要改变家人的固有观念，这更是难上加难。要获得外部支持，关键在于证明你的方法不仅可行，而且能在经济上带来长远的好处。咱们从几个方面来聊聊，怎么把你的“物理防虫治病”方案，包装.............
-
好，不靠谱，我这就来告诉你怎么不用循环创建个长度100，每个元素都是下标的数组。不过这事儿吧，得看你想用啥工具，不同的工具方法会差得挺远。咱们就挑几个常见的，仔细给你掰扯掰扯。咱们主要讲讲在Python和JavaScript这俩语言里怎么做。你要是想在别的语言里干这事儿，也可以参考一下思路，或者直接.............
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有