城區(qū)/高速 為什么油車電車的能耗正好相反？_汽車
結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)的電價以及電車的平均能耗，相比起燃油車，電車在出行成本上是具有明顯優(yōu)勢的。從油車換到電車，很多司機(jī)的第一感覺就是省錢了。還有一部分細(xì)心司機(jī)發(fā)現(xiàn)，電車城區(qū)行駛更省電，高速行駛反而電耗較高，這和油車的能耗表現(xiàn)正好相反，這是為什么呢？
這得從發(fā)動機(jī)和電機(jī)的特性說起。
這是某發(fā)動機(jī)的萬有特性圖，也稱BSFC map，下方X軸為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，左側(cè)Y軸為發(fā)動機(jī)扭矩，右側(cè)Y軸為發(fā)動機(jī)功率。
當(dāng)車輛在城區(qū)道路走走停停的行駛時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一般在1000-1500轉(zhuǎn)，此時動力扭矩僅輸出額定扭矩的20%左右，動力十分孱弱，同時比油耗也十分高，達(dá)到了400多g/kWh，發(fā)動機(jī)熱效率簡直慘不忍睹，大部分的燃料都白白浪費掉了。
想要發(fā)動機(jī)高效工作，需要讓發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況盡可能保持在上圖的紅圈內(nèi)，通過變速器的齒輪調(diào)節(jié)速比，讓發(fā)動機(jī)盡量靠近高效區(qū)運轉(zhuǎn)，從而提升熱效率降低油耗。
其他的降低油耗的辦法還有很多，如降低發(fā)動機(jī)內(nèi)部摩擦，使用電子水泵、電壓縮機(jī)、配備啟停功能，i-MMD、THS配備更大的電池和電機(jī)，目的都是削峰填谷，回收制動能量，將低速低效的工況由電機(jī)完成，從而提高發(fā)動機(jī)熱效率。
但遺憾的是，目前民用汽油發(fā)動機(jī)的熱效率依舊沒超過50%，燃燒產(chǎn)生的能量，以冷卻、進(jìn)排氣、機(jī)械阻力等形式白白浪費掉，真正有效做工的僅43%左右，這還是某個特定工況下才能達(dá)到的最大熱效率。
在城區(qū)行駛，發(fā)動機(jī)的熱效率遠(yuǎn)低于最大值，只有達(dá)到中高速度區(qū)間，結(jié)合變速器的調(diào)速功能，發(fā)動機(jī)才能處于高效區(qū)間，這就是為什么高速路況，油車油耗低（注）的原因。實際上并不是油耗低了，而是發(fā)動機(jī)的熱效率提升上來了。（注：高速工況指法規(guī)限速120km/h以內(nèi)，超過此數(shù)值理論上油耗依然會大幅增加）
反觀電機(jī)的“BSFC map”，下方X軸為轉(zhuǎn)速，左側(cè)Y軸為扭矩，坐標(biāo)區(qū)域就是電機(jī)的效率情況，顏色越紅的區(qū)域，電機(jī)效率越高。
和剛才發(fā)動機(jī)的BSFC map對比不難看出，電機(jī)的高效率區(qū)間極廣，而且高轉(zhuǎn)速區(qū)的效率更高，3500-9000轉(zhuǎn)時，扭矩會有細(xì)微變化，但電機(jī)效率都在93%以上，并且從2500-8000轉(zhuǎn)時都能達(dá)到93%的效率，整體效率和高效區(qū)都完勝上方的內(nèi)燃機(jī)（絕大部分電機(jī)的高效區(qū)都類似上圖，高效區(qū)極為廣泛）。
鑒于這個特性，使得電機(jī)在城區(qū)道路走走停停的工況下，都能較為充分利用到高效區(qū)來工作，加上較低的電耗水平，使得電車在城區(qū)行駛成本較低。
那為什么，電車在高速行駛時反而電耗更高呢？這主要是由于空氣阻力導(dǎo)致的。無論油車還是電車，高速工況下阻力會大很多。具體來說，空氣阻力和車輛速度成平方正比關(guān)系，也就是說：速度增加1倍，汽車受到的阻力會增加3倍。車速越高，內(nèi)燃機(jī)或者電機(jī)的相當(dāng)部分能耗用于克服空氣阻力，耗電（油）量自然大幅升高。
根據(jù)理想汽車發(fā)布的數(shù)據(jù)，30km/h勻速行駛僅需約2.3kW功率，60km/h約7kW，時速在120km/h約31kW。可以看出速度越高（60km/h-120km/h）時，電驅(qū)系統(tǒng)所需功率增加了4倍還多，能耗大幅增加，這一切都是拜空氣阻力所賜。
當(dāng)前，不管是乘用車還是卡車，全球各大新能源車企都在對標(biāo)風(fēng)阻系數(shù)，目的就是為了提升車輛的續(xù)航能力。
下方是當(dāng)前一些熱門新能源車型的風(fēng)阻系數(shù)，從數(shù)值可以看出，當(dāng)前主流的新能源車型基本已經(jīng)跨入0.25Cd以下的風(fēng)阻系數(shù)，作為對比，雪佛蘭邁銳寶XL的風(fēng)阻系數(shù)為0.29Cd；
問界M9：純電版0.264Cd 增程版0.279Cd；
樂道L60：0.229Cd；
理想MEGA：0.215Cd；
蔚來ET7：0.208Cd；
小鵬M03：0.194Cd；
而奔馳VISION EQXX概念車的風(fēng)阻系數(shù)達(dá)到了0.17Cd。
奔馳VISION EQXX概念車
奔馳VISION EQXX概念車水滴造型的車身、超平滑的外觀設(shè)計、可伸縮的主動式后擴(kuò)散器配合擁有超低滾動阻力和空氣動力學(xué)優(yōu)化的輪胎，使其擁有低至0.17Cd的驚人風(fēng)阻系數(shù)。
據(jù)廠家測試，奔馳VISION EQXX行駛里程可達(dá)1202km，整個測試過程平均車速為83km/h，平均電耗為8.3kWh/100km。
奔馳VISION EQXX電池容量不足100kWh，能純電行駛1200km之遠(yuǎn)，極低的風(fēng)阻系數(shù)功不可沒，這能解釋為什么目前各家新能源車型都在“卷”車輛風(fēng)阻系數(shù)的原因之一。
編后語
車速越高，能耗越高，這是不可否認(rèn)的物理定律。燃油車跑高速，發(fā)動機(jī)效率上去了，省下的油是低速行駛時低效浪費掉的油，而電動車跑高速電耗更高，是物理上克服風(fēng)阻所必須用掉的電。（朋月）
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