车，国外叫car，俩都是最开始带个轮子的板板，之后一步步引申出马车、火车、汽车和电驴。本质上，车就是想办法在路上转轮子，要能转得快，要能转得久，当然，首先要能转起来。
国内外不约而同（也可能是谁学了谁），都想到了让人和马儿拉车，国外还另辟蹊径想到了让人踩车。指望这俩转轮子，既转不快，吃得还多。一直到蒸汽机出现和改进，烧着开水就能把轮子转起来，烧得越旺、转得越快。就是如果想烧得旺，蒸汽机体积就要变大，但如果比两个马屁股都大，这玩意儿也没法在马车的路上开。所以蒸汽机时代虽然有过在城市道路载人的尝试，其主要还是用来在铁轨上给火车转轮子。
刚好蒸汽机时代还出现了一个很好用的东西——电。原电池就简单多了，一块铜一块锌，一瓶硫酸一根线，就能放电。电机也简单，把原电池那根通了电的导线放在天然磁铁之间，加一个电刷就可以在电池耗尽前一直转下去。那，接上轮子就是车。事实上，现在视作用于接替内燃机的电动车，本就远早于内燃机车出现得早，当然，结构也至少比原电池加上原始直流电机来得复杂得多。
所谓卡尔奔驰第一个发明汽车，正是因为这辆车虽然现如今看起来还在用人力自行车轮子，但驱动车轮的发动机，终于用上了改良完成烧上汽油的内燃机。有“内”就有“外”，事实上，蒸汽机就是典型的外燃机，因为外燃，导致其体积大。形象来说，眼前有一个烧水壶，需要推动壶盖，蒸汽机的做法是，在烧水壶外支起来一口灶，烧水产生水蒸气，水蒸气推动锅盖；内燃机的做法是在壶里扔一个炮仗，把锅盖炸飞。所以外燃机总比内燃机多了一套燃烧用的灶，总是比内燃机大。至于为什么一定要烧水，因为迄今为止人类能对外做机械功的，也就热机、电机，加上冷门一些的光帆、风车、水车。烧开水和扔炮仗终究是品质之选。
总而言之，电机与内燃机，在一百年前都已就位。但在驱动车轮这件事上，除了负责对外做工的机，跟着车轮一起走的能源也很重要。
热机简单得多，外燃机用木材、煤炭，内燃机用汽油、柴油，地球数亿年来在化石中固定的太阳能，随意取用。电机就麻烦了，电是二次能源，要么从发电厂里拿一些带在车上，要么给车上再带个内燃机和发电机，随时发电。前者需要一块大电池，后者也需要一块电池把多发出来的电存起来，总之，一块电池必不可少。
内燃机这么好却迟迟没能出来与蒸汽机竞争，最大的问题就是蒸汽机的时代，材料和精度不支持内燃机的高压力和密封需求。与之类似，作为品质之选的锂电池直到二十世纪中叶才被提出，二十世纪下半叶才量产，直到二十一世纪初，才被特斯拉解决电控问题正式搭载在量产车上。于是，此间的100多年，不需要集成电路和软件就能运转的内燃机一骑绝尘。这里特别推荐看B站一个UP主做的科普视频，标题也很形象：怎么让一坨铁动起来。
事实上内燃机（这里特指汽油机和柴油机）作为热机，发展可谓恐怖。在民用汽车领域完全没有对手，目前量产45%左右的热效率甚至已经逼近汽油机的理论上限。然而热效率是热机的固有缺陷，其理论热效率取决于燃烧温度，燃烧温度受限于燃料与材料双重限制，理论热效率最高也不过60%。并且内燃机在热效率上的bug还有一点，就是其最佳热效率只存在于很小的转速区间，导致真实的热效率平均下来还要进一步降低到10%-30%。
热效率只是一个问题，在驱动轮子上，内燃机也有大bug，就是它没有把轮子转起来的能力。道理很简单，内燃机要做功就要烧燃料，烧得越多功率越大，但是内燃机气缸就是固定的1.5L、2.0L……8.0L，要想烧得多就得烧得快，一秒烧800次，功率就是比一秒烧80次大。所以，内燃机不转的时候，功率是0。功率为0的内燃机，不仅无法驱动车轮转动，它连让自己运转都做不到。所以卡尔奔驰所谓的第一辆汽车，需要手摇启动，就是上世纪末在中国还广泛存在的柴油三轮车的那种手摇启动。先想办法把内燃机转起来，它才能再靠自己烧油维持转动。
驱动自己的问题解决了，驱动轮子又是个问题，不光是轮子自己从静止转起来需要克服惯性，这轮子上还带了座椅和人，需要克服的惯性更大。也就是说，目前要让一辆搭载内燃机的汽车行驶，需要司机和乘客先坐在车上，用人或者马先把车拉着跑起来，然后司机就可以启动内燃机，需要多快的速度就踩多大的油门，但是不能低于某个速度，否则在这个转速下，内燃机功率太低无法再带动整车克服空气阻力和摩擦阻力，汽车就无法恢复速度，只能停下来以后再重复上述操作启动。
自然，卡尔奔驰的第一辆车虽然需要手摇启动，但不会这么蠢，所以也有最基本的变速与离合结构，原理上与现代汽车的离合器与变速箱一样。首先要让内燃机和车轮不直接相连，而是通过皮带，起步阶段皮带是松的，内燃机可以以一个比维持自身运转稍高的转速运行，驱动皮带转动，皮带在车轮上通过摩擦力慢慢带动车轮旋转，当速度达标以后，再把皮带换一个滑轮挂上以实现不同的齿比。
这套起步逻辑至今仍然存在。所以手动挡汽车总需要一个离合器控制半联动状态，DCT变速箱名字上就带了离合器，AT变速箱则是通过液力变矩起步，CVT仍然靠着皮带与摩擦起步。所以，内燃机不能驱动车轮，如果非要用，就必须接一个变速箱在中间。最简单、最直观的这套机构目前仍然能随处就用肉眼看到，就是马路上各种大行、捷安特、美利达和闪电自行车的变速器。对了，变速箱本身也有动力损耗，因此本就受限于热效率桎梏的内燃机，再被变速箱横插一刀，效率更低了。
在热效率和运转逻辑上，电机相比内燃机就是个外挂一样的存在，不燃烧，所以热效率逼近100%，不供油，所以0转速就能最大功率。去掉电刷以后寿命也远超总在产生金属碎屑的内燃机。这一点，从南宁随处可见的经过几十手、零件松垮掉渣但是电机依然飞驰的小龟电驴上就能看出来。电机的效率嘛，以我的小牛为例，48V28Ah电池，也就1.3度电，能扛着我和自己跑80km。
然而给电机供能的电池，BUG就多了，但归根到底，最大的问题只有一个，容量不够。由于汽油和电池起到的作用是一样的，就用现在的数据做个对比。以质量来说，汽油的典型热值是12kWh/kg，最早期的铅酸电池只有0.06Wh/kg，现在常见的磷酸铁锂是0.16kWh/kg，三元锂在0.25kWh/kg，作为电池未来希望的固态电池可以到0.5kWh/kg，而我最中意的超级电容，能量密度只有铅酸电池的十分之一。四舍五入简而言之，汽油的能量密度是电池的100倍。体积能量密度上，汽油大约也是电池的50倍。所以，在特斯拉之前，电车的最大问题是续航里程不可接受，特斯拉之后，电车的最大问题是整车重量勉强可以接受（纯油车的典型重量在1.2-1.8t之间，纯电车的典型重量在2t-3t之间）。
所以到这里为止，得出第一个结论：纯油车的一切优势来自于汽油，一切劣势来自于内燃机；纯电车的一切优势来自于电机，一切劣势来源于电池。
但是，电是经典的二次能源，其本身就可以经由热机产生。因此自然而然的，就会有这样的技术路线：用电机烧油。
事实上这样的路线也确实效果拔群，就是目前随处可见的增程式汽车（extended-range）。把内燃机替换为电机，用发电机替换变速箱。虽然随处可见“脱裤子放屁”这样的经典弹幕，但同样的50L油，驱动同样重量的车，纯油车只能跑不到500km，增程式却能跑出800-1000km，同时还获得了极佳的静音性和加速效率。同样的油，增程式比纯油跑得更快、更远、更耐久，没有任何副作用，“脱裤子放屁”个屁！
但是，增程式汽车确实也多了一个发电的步骤，而发电的效率低于离合器硬连接的效率，因此随速度增加，必定存在一个阈值，此时增程与纯油的效率一致。实际场景里这个速度大概是90km/h。在此速度之上，内燃机直接驱动车轮的效率开始大于发电驱动车轮的效率。增程式汽车实现“增程”的根本原因在于，汽车的真实使用场景中，最消耗能源的起步与内燃机效率最低的低速行驶占比最大，电机完美解决了这部分问题，实现了汽油的最佳利用。
那么，在增程式汽车上更进一步，如果再加一个离合器，在低速时仍然维持增程模式，在高速时则通过离合器直接驱动车轮，是否效率会更高。会的兄弟，会的。以中大型SUV为例，纯油车的综合油耗普遍在12km/h以上，增程式可以控制在8km/h左右，而低速增程高速直驱能继续优化到8km/h以内。
纯增程的代表有日产的e-power，低速增程高速直驱的代表有本田的i-MMD和比亚迪的DM-i，两者之外还有一种更极致的混动，丰田的THS，简而言之能在任何速度下实现电机和内燃机任意比例的组合，永远能以最佳的效率烧汽油。但是汽车并不是单纯的轮子和机，纯增程在燃油利用效率上碾压了纯油车，但是一半增程一半直驱的形式只能在此基础上再节省出用户不需要很在意的油耗，丰田的THS相比i-MMD和DM-i的实际油耗水平差距更小。反而三者的结构复杂度在依次增加，虽然实际上以上三种混动架构的汽车都很皮实，丰田、合资、国产的运营和售后相比那点儿油，倒是无法忽略的成本考量。
因为用户要考量的是综合成本，虽然混动仍然是目前在能源利用形式和整个生命周期下环保的最优解，但是大部分用户既不需要考虑纯电车的激烈驾驶，也不需要管车报废以后电池去哪儿了的问题。所以，虽然2t重，但是使用几乎不要钱的纯电车依然是当前的用户首选，况且纯电车也已经出现了小米SU7 Ultra这种力大砖飞的纽北第三快还是纯电的车（咳咳，第一名是无敌的混动！！！）；比纯电车更品质之选的，是带上大电池的豪华中大型纯增程车，平时直接当做纯电车开，偶尔的长途又能加上油可劲跑，况且中大型豪华可不用管轮胎、悬架，开起来像船才是追求；传统的纯油车不乏大部分对车一知半解也不愿学习的老拥趸；反倒是技术和生命周期都最佳的混动车，只有我这样少数的对技术偏执却又贫穷的技术偏执狂才会正眼瞅一瞅再发几条弹幕。
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