1821 年，英国物理学家迈克尔・法拉第发现电磁感应现象，并成功制造出世界上第一台电动机。此后，电机不断发展，从最初结构简单的实验装置逐渐演变为实用的设备。1978 年，德国 Rexroth 公司正式推出 MAC 永磁交流伺服电机和驱动系统，意味着新一代交流伺服技术登场，电机技术现代化迈入正轨，交流伺服电动机开始成为市场主流并延续至今。

内燃机的发展有 150 多年的悠久历史。1860 年，法国的勒努瓦模设计并制造出来了首台实用的煤气机。1876 年，德国发明家欧云利用罗莎的原理，成功制造了第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2 千瓦的四冲程内燃机。1892 年，德国工程师迪塞尔创造了压燃式内燃机（柴油机），为内燃机的发展开辟了新的途径。

电机和内燃机在早期发展中都面临着各种挑战和技术难题。电机在早期存在直流电机电刷降低效率、寿命和可靠性，交流电机调速困难等问题；而内燃机则在燃料选择、效率提升等方面不断探索。随着科技的进步，电机通过半导体技术实现了交流变频调速，效率和性能大幅提升。内燃机也在材料科学、流体力学、热力学等领域的技术进步下，不断提高热效率。例如，中国山东潍柴动力百分百自主研发的全球首款本体热效率达 53.09% 的柴油机，创造了迄今全球内燃机领域最高的有效热机效率纪录。

玛莎拉蒂 MC20 使用的 3.0 升双涡轮增压 V6 内燃机，最大功率为 463kW，最大扭矩为 730 牛・米。保时捷 Taycan Turbo 的前后双电机综合最大功率 680 马力（约为 500kW），综合峰值扭矩 850 牛・米。从参数上看，电动机的综合功率和扭矩数值更高，但如果只拿出单独一台电动机来比较，玛莎拉蒂 MC20 的内燃机在功率和扭矩上更有优势。例如在 600 - 700 马力区间的对比中，玛莎拉蒂 MC20 的 Nettuno 海神发动机拥有 630 马力的最大功率和 730 牛・米的峰值扭矩，而保时捷 Taycan Turbo 单台电机的功率和扭矩相对较低。

内燃机热效率通常在 40% 左右，如大众全新推出的 EA211 EVO，热效率刚刚超过 38%，日产的 VC - Turbo 三缸机热效率也不超过 39%。而中国部分车企的内燃机热效率有了显著提升，如比亚迪热效率 46.06%，广汽热效率 46%，奇瑞热效率 44.5% 等。但这些较高的热效率数据往往是在实验室特定条件下得出的，实际使用中会有所降低。内燃机在工作过程中，由于燃烧不完全、摩擦损失等多种因素，导致其效率相对较低。

电机效率主流在 90% 以上，例如电机输出和输入之间的比率称为效率，由符号 “η” 表示，用 “%” 表示。电机的效率受少量损耗的影响，包括电阻损耗、摩擦引起的机械损耗、磁芯中磁能耗散造成的损耗以及取决于所用材料类型的不同损耗。在不同工况下，电机的效率也会有所变化。如恒转矩电机，无论转速如何变化，其输出转矩保持恒定，主要用于负载转矩相对恒定的场合；恒功率电机在转速变化时，能够维持输出功率不变，适用于变负载应用。在新能源车中，电机的效率也会受到多种因素影响，如负载大小、转速等。当电机在运行过程中负载转矩越大，振动加速度也越大，效率可能会有所降低。但总体来说，电机在大部分工况下都能保持较高的效率。

在加速感受方面，内燃机与电动机有着明显的不同。内燃机汽车在加速时，通常会有一定的缓冲过程。这是因为内燃机需要通过提高转速来增加输出功率，而转速的提升需要一定的时间。例如涡轮增压发动机，其最大扭矩转速区间在一定范围内，如 1600 转 - 4400 转 / 分，所以发动机想要爆发最大扭矩，转速必须要拉到这个区间以上。在低转速工况时，内燃机并不能输出最大扭矩，这就导致了加速过程中的延迟感。

相比之下，电动机在加速时能够瞬间输出峰值扭矩。这是因为电动机的特点就是低转速高转矩，在一定的转速区间内，电机的转矩是不变的。即使每分钟只有几十转的时候，其最大扭矩几乎不变。例如比亚迪秦 pro 采用的电动机，在启动后不需要转速支持，低转速也可以输出高扭矩，所以动力几乎延迟很小，几乎是瞬间爆发出最大扭矩，车辆起步明显快于燃油车。在急加速时，燃油车动力仍然会有一定延迟，因为变速箱需要降档，这时候动力就会慢一拍。而电动汽车变速箱只是一个单速的减速箱而已，不需要换挡，所以提速更快一些。这就是同功率同扭矩电动机提速比内燃机快、动力表现更强的原因，提速快就会给人以动力强的感觉。

在运转品质方面，电机具有明显的优势。首先是噪音方面，电机运转时噪音低。因为电机没有电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多。例如高尔夫・纯电在 80km/h 和 120km/h 的高速行驶时，车内噪声数据分别为 59.2db 和 66.6db，比豪华车还要低 1 - 2 分贝。而内燃机约束的是爆炸过程，所以噪音和震动非常明显，纵然经过工程师上百年的努力，内燃机的噪音和震动已经得到极大的控制，但是其噪音和震动相对于天生安静的电动机来讲还是非常明显。

其次是平顺性方面，电机也更胜一筹。电机没有了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。同时，电机没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多，这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。而内燃机存在动力耦合产生的平顺性问题，平顺性问题更多的出在电机并联型的混合动力系统中，对于功率分流型和双电机串 / 并联型系统来讲，其平顺性更好，顿挫问题并不突出，但是对于电机并联型的混合动力系统，内燃机和电动机完全差异的扭矩和功率特点让两者的动力衔接调节难度极大，很难将平顺性优化的非常理想，日常使用很容易出现 “窜动”、“顿挫” 等情况，实际使用中十分影响体验。

玛莎拉蒂海神发动机作为内燃机的代表之一，采用了多项源自 F1 的先进技术。其压缩比高达 11:1，这在高性能涡轮增压发动机中并不常见。通常情况下，高性能涡轮增压发动机为降低发生爆震的可能性，压缩比不会太高。而玛莎拉蒂选择了不同的道路，通过独特的燃烧方式解决了高压缩比带来的爆震问题。

海神发动机采用了双火花塞预燃室燃烧系统技术，这项技术源自 F1 赛车，首次应用于公路汽车发动机上。在中央点火电极与传统燃烧室之间设置一个预燃烧室，通过一系列特殊的喷孔将预燃烧室与传统燃烧室加以连接，实现 “湍流射流点火技术”。当工况需要时，发动机在预燃烧室里先喷油点火燃烧，高温高压的混合气从预燃烧室里喷出，引燃主燃烧室里的油气混合体。由于喷出的高温高压混合气的能量远高于火花塞，所以主燃烧室里的油气混合体的燃烧速度就会变得更快，在发生爆震之前就能完全燃烧。

海神发动机还采用双喷射系统，既直接喷射（缸内直喷）和间接喷射，供油压力为 350bar。该系统可在全转速范围内降低噪音、减少排放以及节约油耗。同时，发动机每个缸安装有两个火花塞，其中侧火花塞安装于主燃烧室侧面，支持发动机在无需启动预燃烧室的工况下工作。

保时捷 Taycan Turbo 的前后两个永磁同步电机由保时捷完全自主研发。其采用了 Hair-Pin 发卡式的绕组方式，这种绕组方式使得电机内部在一定的空间内，可以让线圈中拥有更多的导线，使得电磁场更强，从而达到提升动力的目的。

Taycan Turbo 的电池组容量为 93 千瓦时，考虑到其很低的底盘高度，还要给驾乘人员留出足够的头部和脚部空间，同时又要兼顾电池组的安全框架结构，这已经是一个非常大的容量了。

为了满足高性能需求，保时捷为电池组的水冷散热系统增设了空调导流管，并且换用了功率超过 10 千瓦的空调压缩机，组成了强大且罕见的散热系统。传统的水冷方式无法满足对性能的需求，而这套强大的散热系统能够有效地降低电池组和电机的温度，保证车辆在高性能运行时的稳定性和可靠性。

热效率低、故障率高、保养费用高、构造复杂等。

内燃机热效率通常在 40% 左右，即使有部分先进内燃机热效率有所提升，但实际使用中往往达不到实验室的高值。热效率低意味着大量的燃料能量被浪费。例如，发动机的热效率之谜中提到，现在世界上最先进的汽油发动机，其热效率也只有 38%，剩下的大部分能量都因机械损失和发动机热平衡等原因被浪费掉了。机械损失包括活塞组件摩擦损失、轴承摩擦损失、气阀机构摩擦损失等，这些损失占燃料热能的比例很高。

内燃机的故障率高也是其明显的缺点之一。由于零件众多，进气系统、增压系统、排气系统、曲轴、连杆、润滑系统、冷却液循环系统、点火机构等等，大大小小零件加起来几百个。各种零件的加工精度、匹配、润滑、散热、耐久性等都必须长时间检验和调校，即使出厂时封装到位，但只要今后使用时一运转，震动和高温所产生的螺丝松动、漏油、烧机油等等都是家常便饭。

保养费用较高也是内燃机的一大不足。发动机油、变速箱油、助力油、冷却液等等都得定期更换，机油滤芯、燃油滤芯、火花塞、空滤，还有柴油机为了环保而必须加的尿素，这些大小保养几乎都是固定的里程，固定的支出，长期以往绝不是一笔小的费用。如果长时间不保养发动机，那么等待的将是更贵的维修费用。

内燃机对燃料要求较高，高速内燃机一般利用汽油或轻柴油作料，并且对燃料的洁净度要求严格。在气缸内部难以使用固体燃料或劣质燃料。同时，内燃机对环境的污染也愈来愈严重，其排气污染和噪音污染给环境带来了很大压力。

主要是电池技术，如能量密度小、安全性待提高、价格偏贵等。

目前制约电动机发展的重要因素之一就是电池的技术瓶颈。首先，能量密度太小，从单体和系统两个维度来看，虽然可以通过增大电池尺寸、化学体系变革等方式提高能量密度，但仍面临很多挑战。例如，电池厂家可以通过增大原来电池尺寸来达到电量扩容的效果，但这只是治标不治本。从构成电池单元的正负极材料以及电解液成分中找到提高能量密度的关键技术才是根本。高镍正极三元材料通指镍钴锰酸锂氧化物大家族，可以通过改变镍、钴、锰这三种元素的比例来改变电池的性能，提高镍的比例能提高电芯的比容量，但也带来安全性下降和局部过热等问题。

安全性也是电池技术面临的重要问题。超过 180℃的稀土永磁材料将出现不可逆的退磁和失效情况；在剧烈振动或温差较大的情况下容易出现断裂；材料容易氧化腐蚀，必须进行表面涂装才能使用。同时，稀土永磁电机对于过载十分敏感，一旦过载将导致永磁材料的退磁。而且，稀土永磁电机的电磁负荷很高，制成后磁场难以调节，其动力控制系统要比感应电机复杂得多。

价格偏贵也限制了电池技术的发展和电机的大规模应用。由于电池技术的研发成本高，且目前还未实现大规模量产，导致电池价格居高不下。例如，沃尔沃汽车宣布电动汽车电池轻量化进入实用化测试阶段，新电池材料成本更低，也更加环保。如果将目前的电动车电池全部更换成这种新型材料，可以减低车重超过 15%，效果是显而易见的。但目前这种新型材料还未广泛应用，电池价格贵使得整车成本较高，限制了消费者的购买意愿。