随着全球能源危机的不断加深，石油资源日趋枯竭，尤其我们中国的石油资源相对匮乏，早在1993年中国已成为石油净进口国，并且随着我国汽车保有量的不断攀升，汽车已逐渐成为石油消耗的第一大户。
同时随着人口的进一步增加与资源的不断消耗，中国面临的能源与环境问题十分严峻。电动汽车作为新型清洁能源汽车的出现，将降低中国对石油产品的依赖，大幅减少温室气体排放并有效降低城市污染，是中国建设资源节约型、环境友好型社会的重要技术途径。各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，发展电动汽车将是解决这两个技术难点的最佳途径。以下将对电动汽车和传统燃油汽车在能量消耗及转换效率方面进行详细对比分析。
1.对比模型建立
首先需要建立生命周期的评价办法及模型，生命周期评价（LCA）是一种研究某种产品、工艺从原料开采到生产、运输和销售、使用、报废回收直到进入环境并消失的整个生命周期系统的方法。
为全面评价电动车与传统汽车的能耗指标，采用燃料周期又称作“矿井“到“车轮”（WTW，Well to Wheel）的过程，包括燃料原料的开采、燃料或能源的生产、输配以及消耗过程。
燃油车的燃料能源使用情况，包括两个主要阶段：从“矿井”到“油泵”（WTP，Well to Pump）和从“油泵”到“车轮”（PTW，Pump to Wheel）。
电动汽车燃料能源使用情况，也是包括两个主要阶段：从“矿井”到“充电站”（WTS，Well to Station）和从“充电站”到“车轮”（STW，Station to Wheel）。
第一阶段研究对象是车用燃料的上游生产阶段：包括能源开采、能源输运、燃料生产、燃料输运、分配和储存以及能源加注过程。第二阶段研究对象是车用能源的下游使用阶段：从储能电池或油箱到车轮（PTW）模块，这是能源的最终使用过程，也是电动汽车和燃油汽车的运行过程。
2.WTP/WTS能源转换计算
对能源消耗评价，在燃料采集加工运输阶段，将功能单位统一设定为在加油（气、氢）机、充电口，低热值为1MJ（兆焦耳）的燃料。车行驶100km的全生命周期能耗=汽车100公里燃料耗量×（单位燃料燃烧的能耗+生产单位燃料所导致的能耗）。由此，为了比较电动汽车与传统燃油汽车的节能效应，通过车辆行驶每百公里所消耗的能量和汽车能源转化效率这两个方面进行比较。
先简单的了解一些能源参数：
1度电（kw·h）≈ 3.6*10^6焦耳（J）能量（完全转换）
标准煤1千克（kg）≈ 3.4*10^7焦耳（J）能量（完全燃烧）
汽油1千克（kg）≈ 4.4*10^7焦耳（J）能量（完全燃烧）
所需要燃烧的煤质量：m1 = Q1/3.4*10^7
综上图，2020年我国各类电厂的发电效率综合为46.1%，我国输电线电量年线损耗，按2019年的算是5.9%。
则电量的WTP过程能量转换率为：P1 = 46.1% x (1 - 5.9%) ≈ 43.38 %
产生1度电需要的能量是：Q1 = 3.6*10^6/P1 ≈ 8.299*10^6 J
综上图，我国原油的炼制效率是65%，若使用常见的汽油（平均密度大约是0.752g/ml）。
生成1L汽油需要的能量是：Q2 = 1x0.752x4.4x10^7/65% ≈ 5.09x10^7 J
3.STW/PTW能源消耗计算
电动车的能量来源是自身携带的电池，它直接消耗的是电能；而燃油车则是携带油箱加注燃油，车上配有内燃机（发动机），通过能源燃烧产生热能驱动车辆，它们的驱动过程是：传统汽车是将燃油在内燃气气缸中燃烧之后产生热能→机械能→推过曲柄连杆机构→传动系统→驱动轮转动；而电动汽车则是由蓄电池释放出化学能→电能→机械能→通过电控系统→调节电机转速→驱动轮转动。这是两者在结构组成和工作原理上的本质区别。
通过控制变量法，两辆重量接近的电动汽车，及燃油车参数如下，因电车电池重量缘故，在车辆功率，大小，车型相近的情况下，无法选择车重接近的车型。
在以100km/h匀速行驶情况下，电车受温度影响，电耗差异较大，综合实际电耗，取百公里平均值电耗大约18kw·h；燃油车油耗受影响因素较少，综合车主实际油耗，取百公里油耗大约6.5L。
以目前电车的实际使用情况，电动汽车的电机工作效率在65%~95%，按75%计算：
行驶100KM消耗的有效电能是：Q11 = 18 x 3.6 x 10^6 x 75% ≈ 4.86 x 10^7 J
消耗的总能量是：Q12 = 18 x Q1 = 18 x 8.299*10^6 ≈ 1.494 x 10^8 J
电机总能量转换效率：P1 = Q11/Q12 = 4.86 x10^7 / (1.494 x 10^8 ) ≈ 32.53%
内燃机的燃烧效率大概在30%-45%，本田的地球梦内燃机效率也仅41%，综合按40%计算：
行驶100KM消耗的有效能量是：Q21 = 6.5 x 4.4 x 10^7 x 40% ≈ 1.144 x 10^8 J
消耗的总能量是：Q22 = 6.5 * Q2 = 6.5 * 5.09x10^7 ≈ 3.3085 x 10^8 J
内燃机总能量转换效率：P2=Q21/Q22=1.144x10^8/(3.3085 x 10^8)≈34.58%
4.最终结论比对
综上计算，从能量消耗上看，同样行驶100km需要消耗的自然资源能量，电车只要燃油车约45.16%（Q12/Q22）的能量，转换效率虽不如燃油车（电能的储存及传输比燃油的运输多了一个储能转存的环节，因此损耗会更多，转换率也低一些），但胜在总体消耗的能量较少，在我国当前能源国情下，发展新能源汽车是必然的过程。
本编文章仅从自然资源能量消耗，及转换率作对比，不做其他假设或建议。目前在国家政策倾斜下，我国大力发展电动汽车行业，在减少对自然环境损害的过程中，未来电池废料的处理也是需要及时关注到，发展绿色能源，建立可持续发展的社会。
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