汽车的最高时速并非单纯由最高转速决定，而是与最大功率密切相关。在达到最高时速时，汽车的驱动力与地面摩擦力达到平衡，此时功率达到最大。虽然摩擦力和重力是恒定的，但风阻随车速增加而增大，因此最大功率与车速呈正相关。然而，最高转速并不等同于最大功率点，因为机械零件的磨损与转速和负荷有关。发动机设计时会留有安全余量，以应对可能的超速情况。此外，扭矩与加速度的关系在低转速时更为直接，但在讨论极限性能时，功率才是决定因素。因此，汽车的最高动力性能最终取决于最大功率，而非单纯的最高转速。
看起来这问题很简单，只是个初中物理；但其实背后梳理起来，很复杂，因为涉及到发动机、变速器，对电车而言则是电机与变速器的一些工作特点，即使是工作多年的汽车工程师，也往往会栽倒在这个问题后面的一些原理上。
我自己也曾栽倒在功率、扭矩的认识上，温故而知新，就再一次梳理下这个事情。
这里仍然以传统的燃油车作为说明，对于电机来说，有类似的分析，就不再赘述。
结论：汽车的最高动力，肯定决定于最高功率—但不一定是最高转速。
1.我们首先要认识，汽车的最高时速，就意味着最高功率。
汽车动力系统输出的驱动力，与地面摩擦力完全相等平衡掉了。此时不再有任何加速度。
尽管我们知道，把汽车当做中学物理放在小坡上的那个小方块时，需要分析重力、摩擦、风阻等等内容，但经验上，我们把合力处理为Coastdowncurve这个公式就可以，其实是一个二次型、一次项和常数的关系。
从这个关系可以很清楚地看到，当速度V达到最大值时，Fc也达到了最大值，与之相等的Fv驱动力，也达到了最大值，而功率P=F*V，力、速度都达到峰值，P必然是最大值。
不熟悉的人可能会觉得有点奇怪，其实是：摩擦力是始终不变的，重力项也不变，变化的是风阻，而风阻与车速是二次项，因此最大功率P=F*V，本质上就成了一个车速V的三次项，和车速完全正相关。
因此，最大车速决定于最大功率，没有任何问题。
2。那最大转速的含义呢？
这个问题的背后问的显然是“许用的最高功率”，实际上就是额定功率。对于额定功率点来说，一般这个转速我们叫额定转速。但不一定是最大转速。
功率与扭矩，本质上是对外输出，外部所需求的内容，而对于系统内部来说，也就是对于机械零件来说，转速意味着“磨损”。
我们都知道，摩擦生热，钻木取火，玩意儿转得越快，发热越高，磨损也越厉害——这是摩擦学的范畴，平滑的事物在微观上都是凹凸不平的，外部做功让两个物体相对移动，微观上凹凸不平的小山，就在互相碰撞生热，最后相互坍塌，这就是摩擦的过程。
运动件转得越快，磨损也就越快。
磨损加快的另一个输入是负荷，你想啊……摩擦力=压力*摩擦系数，负载其实就是压力。
因此发动机通常最苛刻的耐久试验，一般是“400-800h的额定工况耐久”。它以最高功率点连续运行400-800小时，负载最高，转速也超高。
但为什么说不是最高转速呢？
比如说，发动机的额定点是5500r/min，机械件就按5500r/min来设计，是不是太大胆了？在某些情况下，比如柴油机有飞车的情况，即使是汽油机也有转速波动的情况，稍微跑高个200r/min，运动件能不能扛得住？总得留个安全余量吧？
因此，一般设计时，在这之上，还会有个最高转速，例如6500r/min。
那么即使是意外的情况，发动机超出了额定转速一点点，机械件的本体，还是能扛得住的。但我们已经知道，负载+转速二个特征，都会导致发动机磨损，因此在超过5500r/min这个额定点时，转速继续上升已经很危险了，是不可能再加负荷的，此时通常会做限扭、断油等处理，保证功率无法进一步提升。
因此，最大功率点，就不等于最高转速点。
3。看到这有些人可能会问，你说的功率是最大许用功率(额定)，怎么到转速，就不讨论“许用”的额定转速了？
实际上是这样的。
以下图为例，额定转速对应着18的线。18后面的19-21，随着转速升高，扭矩、功率极速下降，就是一个车上不会被用到的区间了，它本质上只是一个机械的冗余区间，或者可以这么考虑：在18-21这个区间的功率、扭矩，完全可以在11-17这个区间获得，那么完全没有必要越过18这个点，去用高转速来导致高磨损的出现。
但我们考虑一种很特别的情况：
我们都知道，车速是轮端的速度，它通过轴，与变速器的档位，直接关联到发动机的转速上。
假如一台汽车，在一个普通路面上跑到理论极速，此时发动机到最高转速了，它关联了车速的最高值，此时摩擦力等于驱动力，整个系统平衡。车速无法继续更高，否则因为发动机转速升高，扭矩变小，会强制汽车减速回来。
但如果，这个汽车突然进入到一个光滑的路面！摩擦力下降了！
系统平衡突然被打破了，发动机仍然在18的位置，驱动力依然最大，高于摩擦力，汽车重新开始加速，发动机被拖着也开始提升转速，到了20，此时重新进入了平衡。那么13与20，尽管功率相同，但意义是完全不同的。
但这种假设意味着车速超过了设计值，发动机的转速也超过了设计值。
这种情况是在问题之上多了一个变量：后半截的路发生了变化。
此时“最高车速”，看起来取决于“最高转速”，但它依然需要“最高功率”这个点的支撑，没有这个点，它根本越不过去，到达不了这个车速。
4。补充一个容易犯错的地方：功率与扭矩。
一般人讨论汽车加速度时，喜欢用的是扭矩，这没有问题，因为在到底最高功率点前，扭矩确实意味着加速度。
但我们要知道扭矩平台背后的意义：在整个平台区间都可以获得最大扭矩，实际上是因为随着转速的升高，发动机的进气能力升高(自吸真空度更大，增压机型有更多的排气能力来支持做功)，喷油更多，做功更多。因为功率=扭矩*转速，在功率还可以继续上升的前提下，扭矩平台，就可以一直维持。
直到图中的14-15为止，受限于做功的实际情况，最高功率上升速度减缓了，扭矩平台就维持不了了，扭矩开始下降。
但扭矩下降，意味着汽车要减速吗？
并不是。
这仅仅意味着，加速度减小而已，但汽车，还是可以持续加速的。
直到汽车做功与外部消耗功持平之前，都可以一直加速，只是加速度越来越平缓，直至最后等于0，就进入了极速稳态。图中的15-18，就是这个过程。
因此，汽车的动力性能最终取决于什么呢？很多人说是扭矩，其实不然，本质上是功率。
汽车只有在低转速的时候，其动力性才决定于扭矩—当然，这符合我们多数人的用车场景。
这也是为什么运动车型特别喜欢强调低速大扭矩的原因，因为红绿灯、超车等工况下，它确实用的就是这一段，说扭矩是因为与转速解耦后，它是与加速度最直接相关的变量，简单易懂。
但如果我们讨论到“最大”，“极限”等词汇时，这就不是“低转速”范畴的话题了，它背后就只能是功率。
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