春节用车解惑：为什么燃油车跑高速省油，电动车却很费电？

界面新闻 2022-02-15 08:59:05

实际上电动是车始终要比燃油车能耗低的。

　　春节期间，有个刚提纯电车不久的朋友，往返老家跑了两趟高速，心生了一个很大疑惑。他是这样描述的：以前开燃油车的时候，偶尔出去拉拉高速，油耗肯定会比平时市区里低一些；而现在换成了电动车，上了高速后反而续航里程掉得有点快，更担心电量不够用了，所以想知道其中到底是什么原因造成的？

　　相信笔者的这位朋友并非个例，很多刚刚从油车换到电车的用户朋友可能都会有类似的困扰。而为了解答大家的疑惑，首先我们需要弄清楚电动车和燃油车的能耗特性有何差别。

　　就能耗上来说，实际上电动是车始终要比燃油车能耗低的。如今全球范围内最顶尖的内燃机，热效率无非能做到 40%出头，这个瓶颈已经很多年没有谁能颠覆性的突破了。而相反，电动车由于电机的功率输出特性，能轻松去到90%~95%，加上动能回收装置会更多。

　　那么，既然内燃机的效率远不如电动车，为什么反而后者的高速续航却显得更为捉急呢？

　　这个问题，要从相对的角度来看待。

　　燃油车大家都很熟悉，知道市区状态下油耗高，而越是通畅的高架、环线、尤其是高速公里越省油。这是因为市区低速行驶时，往往面临走走停停的拥堵路况，频繁刹车会白白浪费掉很多能量，让内燃机始终处于低效率的工况区间，根本无法达到厂家宣称的“40%”热效率，那不过是一个理想数值。而燃油车在高速路况时，效率相对比较高，注意是相对，燃机效率不算很低，原因在于刹车的浪费比较少，阻力也比较小，所以发动机可以在跑高速时获得一个较经济的油耗水平。

　　电动机的与内燃机的动力特性则完全不同，原因在于电动机的“基准转速”这个概念，即电动车的基准转速通常维持在1500-2000转不等，相当于燃油车的最佳效率区间。这意味着电动车在中低行驶时的效率更高、能耗相对最低，而当车速越快、电机的转速拉升到更高的位置，相应的能耗也越高，续航自然也越少。

　　对此，特斯拉曾做过一组专项数据统计，测试结果表明60km/h是特斯拉能实现最长续航的时速值，若平均时速越高，车辆实际续航会阶梯型递减。

　　换个角度来说，燃油车跑高速只是不那么费油，而电动车跑高速则相对更加费电。原因便是内燃机和电动机的最佳经济工况区间的不同，前者集中在中高速，后者集中在中低速。

　　理解了电动车和燃油车动力特性的不同后，判断跑高速的能耗优劣，我们还得看二者统共到底携带了多少能量。毕竟最终的续航表现如何，都离不开总能量除以能耗达成的结果。

　　而若拿市面上电池能量排名前列的蔚来和特斯拉举例来说，蔚来ES8目前搭载最高电量100度的电池，特斯拉Model X的100D车型顾名思义同样也是100度电。

　　相比之下，我们假定一台同为中大型尺寸的燃油SUV，油箱大约75升，热值和密度分别按4.6E7J/kg和0.73kg/l算，相乘得出的结果是2.52GJ，简单换算一下相当于700度电的能量。意不意外？等同级别的油车和电车所蕴藏的能量相差竟然如此之大，一台油车的储油能量相当于7辆顶配电池的蔚来或是特斯拉。

　　所以通常意义上，我们认为燃油车跑起长途高速是没有里程焦虑的，纯电车正好相反。如此一来，其实又延伸出了另外一个概念，即风阻系数对于续航也是十分重要的参数，无论燃油车还是电动车，克服空气阻力的功率消耗与速度成三次方关系，高速工况下阻力会大很多。平时很少会有人关心燃油车的风阻系数和满油续航里程的关系，但是对于纯电动车来说，绝对续航里程是关键参数，这时风阻系数对续航里程的影响显然更让人关心。

　　我们可以看到各大电动车厂家似乎更乐于宣称产品在风阻系数方面的成果。同时，为了降低风阻系数无所不用其极，比如现在已经普遍采用的低风阻流线车身、封闭式前脸、轮毂盖，包括正在尝试通过法律法规的电子外后视镜等等。正是由于在理论上，每降低0.01的风阻系数，续航里程就能相对提升20-30公里，甚至更多。这个数值在对于燃油车的续航几乎没有影响，但对于纯电车来说，则属于“分毫必争”的重要因素了。

　　奔驰Vision EQXX风阻系数0.18CD

　　还有一点需要补充的是，燃油车搭载的变速箱也是跑高速省油的关键，变速箱的主要功能就是让发动机尽可能保持在高效率运行区间。而纯电动汽车绝大多数是不存在档位变速这个功能的，通常只有“单级减速齿轮”的设定，行驶工程中利用转速调节车速，这是另一大纯电动汽车在高速巡航时能耗表现不佳的原因。如果你有感受过变速自行车，在骑行速度较快时相比普通自行车更省力，你会发现纯电动车就像那个普通自行车。

　　当然，为了寻求更高效的续航表现，现阶段已经有部分厂家开始为纯电车研发和加入“双挡变速器”，高端如保时捷Taycan，自主品牌如广汽AION LX(配置|询价) PLUS，只不过更多的主流车型，长时间内还是依靠单级齿轮变速。

　　把上述的因素综合起来看问题就很明朗了。跑高速不管是烧油还是耗电，能耗都是比较高的。实际上的情况并不是你所想的电动车高速比燃油车消耗能量更多，而是电动车跑高速的能量相对跑低速消耗更多。电动车的确是越快越耗电的那种，工况相对稳定，低速的能量转化效率和高速的能量转化效率反而差得不是很多；而燃油车由于高速挂上了高速档，减少了动力传输过程当中的损耗，因此低速的能量转化效率比高速高一些，出来的效果就是明面上的高速更省油。