汽油发动机热效率40%，电动车电的效率大概有多少?
汽油发动机的热效率40%，这在现代汽油发动机里算是相当不错的水平了。那电动车的“电效率”又大概是多少呢？这事儿说起来就得从几个环节来说了，不像汽油发动机那么单一。
咱们先拆解一下电动车从“用电”到“驱动车轮”这个过程中的效率：
1. 电池到电动机的传输效率：
首先，电力从电池里出来，要经过一套复杂的电力电子系统，主要是 逆变器 (Inverter)。电池输出的是直流电 (DC)，而电动机（大部分电动车用的是交流电机）需要交流电 (AC) 才能工作。逆变器的工作就是把直流电转换成频率和电压可调的交流电来控制电动机的转速和扭矩。
这个转换过程本身就会有能量损耗，主要来自功率半导体器件（比如MOSFET或IGBT）的开关损耗和导通损耗。
现在的逆变器技术已经非常成熟，效率很高，一般都能做到 95% 到 98%。也就是说，从电池端输出的电能，有95%98%能够以交流电的形式传输给电动机。
2. 电动机的效率：
电动机是将电能转化为机械能的关键部件。汽油发动机是通过燃烧燃料产生热能，再通过活塞、曲轴等机械部件转化为动能；而电动机是直接通过电磁感应原理产生旋转力矩。
电动机的效率也非常高，尤其是在中高负载运行时。常见的电动车用永磁同步电机（PMSM）效率可以轻松达到 90% 以上，很多时候甚至能超过 95%。
损耗主要来自铜损（电机绕组的电阻发热）、铁损（磁场变化在铁芯中产生的涡流和磁滞损耗）以及机械损耗（轴承摩擦等）。
需要注意的是，电动机的效率不是恒定的，它会随着转速和负载的变化而变化。在非常低的转速或非常低的负载下，效率会下降。但即使在这些情况下，也通常比汽油发动机在低负载时要高效得多。
3. 传动系统（减速器）的效率：
电动机的转速通常很高（比如几千甚至上万转/分钟），而驱动车轮需要的转速相对较低。所以电动车需要一个减速器来降低转速、增大扭矩。
这个减速器通常比传统燃油车的变速箱结构简单很多，没有那么多复杂的齿轮和液压系统。一般就是一个或者两个固定齿比的齿轮组。
因此，减速器的效率也非常高，通常在 95% 以上。损耗主要来自齿轮的摩擦。
把这几个环节的效率乘起来，我们可以估算一下电动车从“电池输出电能”到“驱动车轮”这个过程的整体效率：
粗略估算： 假设逆变器效率97%，电动机效率95%，减速器效率97%，那么从电池到车轮的效率大约是：0.97 0.95 0.97 ≈ 0.895，也就是 89.5% 左右。
但这还不是故事的全部。我们要和汽油发动机的40%热效率做对比，得把“能量来源”也考虑进去。
汽油发动机的40%热效率，指的是汽油燃烧产生的化学能，有多少转化成了最终输出给车轮的机械能。
电动车的“源头”是电池里的电能。但电池里的电能又是怎么来的呢？是通过 充电器 从电网充进去的。所以，我们还需要考虑充电过程的效率。
充电过程的效率：
交流充电 (AC Charging)： 大部分家用充电桩或者公共慢充桩使用的是交流电。电动车自带的 车载充电器 (OnBoard Charger) 负责把电网的交流电转换成直流电，然后充入电池。
这个车载充电器的效率也相当高，通常在 90% 到 95% 之间。损耗主要来自电力电子元件。
直流充电 (DC Charging)： 快充桩内部就包含了大功率的ACDC转换器，直接将电网的交流电转换为高压直流电，然后通过充电枪直接充入电池。这个过程理论上可以绕过车载充电器，效率更高。直流快充的效率可以达到 95% 到 98%。
所以，如果我们考虑从电网到车轮的整个链条：
对于交流慢充： 假设电网到车载充电器的效率是93%，车载充电器到电池的效率是95%（电池内部化学转换和管理也有损耗，我们暂且合并算进去），电池到车轮的效率是89.5%。
总效率 = 0.93 0.95 0.895 ≈ 0.79，也就是 79% 左右。
对于直流快充： 假设电网到快充桩转换再到电池的效率是97%，电池到车轮的效率是89.5%。
总效率 = 0.97 0.895 ≈ 0.868，也就是 86.8% 左右。
对比来看：
汽油发动机的 40% 热效率，指的是燃料能量转化到车轮的机械能。
电动车的 79% 87% 的效率，指的是电网的电能（或者说最终储存在电池里的电能），转化到车轮的机械能。
关键的区别在于：
汽油发动机的效率瓶颈在于 热力学循环 本身。燃烧燃料产生高温高压气体，通过膨胀做功，但很多能量以废热的形式散失了（排气、散热等）。即使是最高效的汽油发动机，其理论极限（卡诺效率）也受到工作温度的限制。
电动车的效率瓶颈则在于 电力电子转换 和 电磁转换。这些过程的损耗相对较低，并且更容易通过技术进步来提升。
总结一下：
如果你问的是从“电池里储存的电能”到“驱动车轮的机械能”的效率，那么电动车大约能达到 85% 到 90% 的水平，这个数值非常惊人，是汽油发动机的2倍以上。
如果还要算上充电损耗（从电网取电到储存于电池），那么从电网到车轮的总效率大约是 75% 到 85%，这个数字依然远超汽油发动机。
这解释了为什么电动车在相同的能量消耗下，续航里程更长，也更节能。而且，电动车的能量回收系统（刹车时将动能转化为电能存回电池）更是进一步提升了整体的“行驶效率”，这是汽油车完全无法比拟的。
当然，这一切都是在理想状态下的估算，实际使用中，电池的衰减、环境温度、驾驶习惯等都会对最终效率产生影响，但大方向上，电动车的能量转化效率要远高于汽油发动机。
咱们先拆解一下电动车从“用电”到“驱动车轮”这个过程中的效率：
1. 电池到电动机的传输效率：
首先，电力从电池里出来，要经过一套复杂的电力电子系统，主要是 逆变器 (Inverter)。电池输出的是直流电 (DC)，而电动机（大部分电动车用的是交流电机）需要交流电 (AC) 才能工作。逆变器的工作就是把直流电转换成频率和电压可调的交流电来控制电动机的转速和扭矩。
这个转换过程本身就会有能量损耗，主要来自功率半导体器件（比如MOSFET或IGBT）的开关损耗和导通损耗。
现在的逆变器技术已经非常成熟，效率很高，一般都能做到 95% 到 98%。也就是说，从电池端输出的电能，有95%98%能够以交流电的形式传输给电动机。
2. 电动机的效率：
电动机是将电能转化为机械能的关键部件。汽油发动机是通过燃烧燃料产生热能，再通过活塞、曲轴等机械部件转化为动能；而电动机是直接通过电磁感应原理产生旋转力矩。
电动机的效率也非常高，尤其是在中高负载运行时。常见的电动车用永磁同步电机（PMSM）效率可以轻松达到 90% 以上，很多时候甚至能超过 95%。
损耗主要来自铜损（电机绕组的电阻发热）、铁损（磁场变化在铁芯中产生的涡流和磁滞损耗）以及机械损耗（轴承摩擦等）。
需要注意的是，电动机的效率不是恒定的，它会随着转速和负载的变化而变化。在非常低的转速或非常低的负载下，效率会下降。但即使在这些情况下，也通常比汽油发动机在低负载时要高效得多。
3. 传动系统（减速器）的效率：
电动机的转速通常很高（比如几千甚至上万转/分钟），而驱动车轮需要的转速相对较低。所以电动车需要一个减速器来降低转速、增大扭矩。
这个减速器通常比传统燃油车的变速箱结构简单很多，没有那么多复杂的齿轮和液压系统。一般就是一个或者两个固定齿比的齿轮组。
因此，减速器的效率也非常高，通常在 95% 以上。损耗主要来自齿轮的摩擦。
把这几个环节的效率乘起来，我们可以估算一下电动车从“电池输出电能”到“驱动车轮”这个过程的整体效率：
粗略估算： 假设逆变器效率97%，电动机效率95%，减速器效率97%，那么从电池到车轮的效率大约是：0.97 0.95 0.97 ≈ 0.895，也就是 89.5% 左右。
但这还不是故事的全部。我们要和汽油发动机的40%热效率做对比，得把“能量来源”也考虑进去。
汽油发动机的40%热效率，指的是汽油燃烧产生的化学能，有多少转化成了最终输出给车轮的机械能。
电动车的“源头”是电池里的电能。但电池里的电能又是怎么来的呢？是通过 充电器 从电网充进去的。所以，我们还需要考虑充电过程的效率。
充电过程的效率：
交流充电 (AC Charging)： 大部分家用充电桩或者公共慢充桩使用的是交流电。电动车自带的 车载充电器 (OnBoard Charger) 负责把电网的交流电转换成直流电，然后充入电池。
这个车载充电器的效率也相当高，通常在 90% 到 95% 之间。损耗主要来自电力电子元件。
直流充电 (DC Charging)： 快充桩内部就包含了大功率的ACDC转换器，直接将电网的交流电转换为高压直流电，然后通过充电枪直接充入电池。这个过程理论上可以绕过车载充电器，效率更高。直流快充的效率可以达到 95% 到 98%。
所以，如果我们考虑从电网到车轮的整个链条：
对于交流慢充： 假设电网到车载充电器的效率是93%，车载充电器到电池的效率是95%（电池内部化学转换和管理也有损耗，我们暂且合并算进去），电池到车轮的效率是89.5%。
总效率 = 0.93 0.95 0.895 ≈ 0.79，也就是 79% 左右。
对于直流快充： 假设电网到快充桩转换再到电池的效率是97%，电池到车轮的效率是89.5%。
总效率 = 0.97 0.895 ≈ 0.868，也就是 86.8% 左右。
对比来看：
汽油发动机的 40% 热效率，指的是燃料能量转化到车轮的机械能。
电动车的 79% 87% 的效率，指的是电网的电能（或者说最终储存在电池里的电能），转化到车轮的机械能。
关键的区别在于：
汽油发动机的效率瓶颈在于 热力学循环 本身。燃烧燃料产生高温高压气体，通过膨胀做功，但很多能量以废热的形式散失了（排气、散热等）。即使是最高效的汽油发动机，其理论极限（卡诺效率）也受到工作温度的限制。
电动车的效率瓶颈则在于 电力电子转换 和 电磁转换。这些过程的损耗相对较低，并且更容易通过技术进步来提升。
总结一下：
如果你问的是从“电池里储存的电能”到“驱动车轮的机械能”的效率，那么电动车大约能达到 85% 到 90% 的水平，这个数值非常惊人，是汽油发动机的2倍以上。
如果还要算上充电损耗（从电网取电到储存于电池），那么从电网到车轮的总效率大约是 75% 到 85%，这个数字依然远超汽油发动机。
这解释了为什么电动车在相同的能量消耗下，续航里程更长，也更节能。而且，电动车的能量回收系统（刹车时将动能转化为电能存回电池）更是进一步提升了整体的“行驶效率”，这是汽油车完全无法比拟的。
当然，这一切都是在理想状态下的估算，实际使用中，电池的衰减、环境温度、驾驶习惯等都会对最终效率产生影响，但大方向上，电动车的能量转化效率要远高于汽油发动机。
网友意见
汽油机百分之四十的热效率，指的是特殊状态下的最高值。基本上是个恒定工况下的数字。但是汽车在使用的时候，汽油机几乎不可能一直维持在这个状态。所以汽车本身的机械效率会比这个数字低很多。类似的举个例子，燃气轮机的热效率可以达到接近百分之五十，但这同样是特定工况下的数字，换个别的工况，数字可能就一塌糊涂。以至于使用燃气轮机的M1坦克和T-80坦克相比其他使用柴油机的坦克，都是出了名的油老虎。
电动机的效率一般在百分之九十左右，而且可以在相当宽的范围内维持这样的效率。至于发电厂，火力发电厂的效率可以到百分之五十，这个百分之五十倒是一直持续的，实实在在的百分之五十。另外，除了火电，还有水电、风电、太阳能电、核电。再加上集中处理工厂废气，比处理每一辆汽车的废气污染也更高效，所以综合下来电车的大气污染显然会更小。
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