在汽车燃油发动机和电机的对比，需要从多个角度进行分析。
一、概述
1. 技术迭代与多样性：
燃油发动机经过一百多年的技术迭代，发展出了多种形式，如汽油机、柴油机、甲醇发动机，以及V型、直列和水平对置发动机等。而电机作为新能源车的主要驱动源，也经历了技术发展和结构布局的变革，例如三合一电机、八合一电机、永磁同步电机、励磁电机和扁线电机等。
2. 动力输出特性：
燃油发动机的扭矩输出随着转速逐渐上升，并在一定转速区间内保持峰值，之后逐渐衰减。电机则能直接输出峰值扭矩，且功率随着转速上升，但当转速过高时扭矩会减少。
3. 变速箱需求：
燃油车通常需要变速箱来满足不同速度下的驱动需求。而电机由于其高扭矩和宽转速范围的特性，很多情况下不需要变速箱，但部分高性能车型如保时捷Taycan和上汽飞凡MARVEL R搭载了多挡位变速箱以提升性能。
4. 效率与环境影响：
电机的效率通常在80%-97%之间，远高于内燃机的30%-40%热效率。然而，电池的能量密度相比汽油较低，导致电动车续航里程较短，且电池制造和回收处理过程中的环境污染也需要考虑。
5. 加速性能：
电动车以其巨大的瞬时扭矩和简化的传动系统而具有出色的加速性能，通常0-100公里/小时加速时间较短。
6. 维护成本与可靠性：
电动车的维护成本相对较低，因为电机和电池的维护需求少于燃油车的发动机和变速箱。而燃油车的机械部件较多，故障率相对较高。
7. 市场趋势与未来展望：
随着电气化车型的普及，电机驱动逐渐成为主流，尤其是在市区行驶中，电机驱动的能耗表现和驾驶体验优于内燃机。然而，内燃机在某些高性能和极速方面仍具有优势。
二、电动汽车对社会整体依赖性
电动汽车对社会整体的依赖确实在某些方面高于燃油车，这主要体现在以下几个方面：
1. 能源结构：
电动汽车依赖于电能作为动力来源，这要求社会拥有稳定和充足的电力供应。随着可再生能源的增加，电动汽车有助于推动能源结构的转型。
2. 充电基础设施：
电动汽车的普及需要广泛的充电基础设施支持。社会需要投资建设充电站和充电桩，以满足电动汽车的充电需求。
3. 政策支持：
电动汽车行业的发展在很大程度上依赖于政府的政策支持，包括补贴、税收优惠、建设充电设施的资金支持等。
4. 技术进步：
电动汽车依赖于电池技术、电机技术和电子控制技术的进步。这些技术的发展直接影响电动汽车的性能和成本。
5. 环境意识：
电动汽车的推广与社会对环境保护和可持续发展的意识密切相关。社会对减少温室气体排放和改善空气质量的需求推动了电动汽车的发展。
6. 供应链：
电动汽车的制造依赖于一个复杂的供应链，包括电池材料、电机组件和电子设备等。供应链的稳定性对电动汽车产业至关重要。
7. 社会接受度：
电动汽车的成功推广还依赖于消费者的接受度和偏好。社会对新技术的适应和接受程度影响着电动汽车的市场表现。
8. 经济因素：
电动汽车的成本效益、维护成本和总体拥有成本也是社会依赖的重要因素。随着电池成本的降低，电动汽车的经济吸引力正在增加。
然而，值得注意的是，虽然电动汽车在上述方面显示出较高的社会依赖性，但这并不意味着它们在所有方面都比燃油车更依赖社会。例如，电动汽车在某些情况下可能具有更低的运行成本和维护需求。此外，随着技术的发展和社会对电动汽车的适应，这些依赖性可能会发生变化。
三、燃油和电池的能量密度
燃油和电池的能量密度是衡量它们在单位体积或质量中储存能量的能力的指标。
1. 燃油的能量密度：
- 汽油平均含有 32 MJ/L（兆焦耳每升），这个数值会根据季节和批次的不同而有最多4%的变化。
- 汽油的能量密度大约是12度电/公斤，这个数值是指汽油燃烧后能够产生的能量。
2. 电池的能量密度：
- 锂电池的能量密度通常在200-300 Wh/kg（瓦时每千克）之间，这个数值指的是电池平均每单位质量所释放出的电能。
- 目前锂电池的最高储能密度大约是0.35度电/公斤，但未来的固态电池储能密度有潜力提升5倍。
- 锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍，是镍氢电池的1.8倍。
3. 能量密度的比较：
- 汽油的能量密度远高于电池。例如，汽油的能量密度是锂电池的数十倍，这意味着相同能量下，汽油的体积和重量要小得多。
- 电池的能量密度正在不断提升，但目前仍无法与燃油相比。然而，电池技术的进步可能会缩小这一差距。
4. 能量转换效率：
- 内燃机的热效率通常在20%-35%之间，而电动汽车的电机效率可以达到90%以上。这意味着电动汽车在能量转换过程中损失较少。
5. 环境影响：
- 虽然燃油的能量密度高，但其燃烧会产生污染物，对环境造成影响。电池则提供了一种清洁的能源解决方案，有助于减少温室气体排放。
6. 未来展望：
- 随着技术的发展，电池的能量密度有望继续提升。例如，南京大学研发的柔性固态电池能量密度达到400Wh/kg，续航能力是传统锂电池的两倍。
综上所述，尽管燃油的能量密度目前远高于电池，但电池技术的进步和清洁能源的优势使得电动汽车成为一个有吸引力的替代方案。随着电池能量密度的提升和成本的降低，电动汽车在未来可能会变得更加普及。
