文|買車家
春節(jié)期間，有個(gè)剛提純電車不久的朋友，往返老家跑了兩趟高速，心生了一個(gè)很大疑惑。他是這樣描述的：以前開(kāi)燃油車的時(shí)候，偶爾出去拉拉高速，油耗肯定會(huì)比平時(shí)市區(qū)里低一些；而現(xiàn)在換成了電動(dòng)車，上了高速后反而續(xù)航里程掉得有點(diǎn)快，更擔(dān)心電量不夠用了，所以想知道其中到底是什么原因造成的？
相信筆者的這位朋友并非個(gè)例，很多剛剛從油車換到電車的用戶朋友可能都會(huì)有類似的困擾。而為了解答大家的疑惑，首先我們需要弄清楚電動(dòng)車和燃油車的能耗特性有何差別。
就能耗上來(lái)說(shuō)，實(shí)際上電動(dòng)是車始終要比燃油車能耗低的。如今全球范圍內(nèi)最頂尖的內(nèi)燃機(jī)，熱效率無(wú)非能做到 40％出頭，這個(gè)瓶頸已經(jīng)很多年沒(méi)有誰(shuí)能顛覆性的突破了。而相反，電動(dòng)車由于電機(jī)的功率輸出特性，能輕松去到90％~95％，加上動(dòng)能回收裝置會(huì)更多。
那么，既然內(nèi)燃機(jī)的效率遠(yuǎn)不如電動(dòng)車，為什么反而后者的高速續(xù)航卻顯得更為捉急呢？
這個(gè)問(wèn)題，要從相對(duì)的角度來(lái)看待。
燃油車大家都很熟悉，知道市區(qū)狀態(tài)下油耗高，而越是通暢的高架、環(huán)線、尤其是高速公里越省油。這是因?yàn)槭袇^(qū)低速行駛時(shí)，往往面臨走走停停的擁堵路況，頻繁剎車會(huì)白白浪費(fèi)掉很多能量，讓內(nèi)燃機(jī)始終處于低效率的工況區(qū)間，根本無(wú)法達(dá)到廠家宣稱的“40%”熱效率，那不過(guò)是一個(gè)理想數(shù)值。而燃油車在高速路況時(shí)，效率相對(duì)比較高，注意是相對(duì)，燃機(jī)效率不算很低，原因在于剎車的浪費(fèi)比較少，阻力也比較小，所以發(fā)動(dòng)機(jī)可以在跑高速時(shí)獲得一個(gè)較經(jīng)濟(jì)的油耗水平。
電動(dòng)機(jī)的與內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力特性則完全不同，原因在于電動(dòng)機(jī)的“基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速”這個(gè)概念，即電動(dòng)車的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速通常維持在1500-2000轉(zhuǎn)不等，相當(dāng)于燃油車的最佳效率區(qū)間。這意味著電動(dòng)車在中低行駛時(shí)的效率更高、能耗相對(duì)最低，而當(dāng)車速越快、電機(jī)的轉(zhuǎn)速拉升到更高的位置，相應(yīng)的能耗也越高，續(xù)航自然也越少。
對(duì)此，特斯拉曾做過(guò)一組專項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，測(cè)試結(jié)果表明60km/h是特斯拉能實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)續(xù)航的時(shí)速值，若平均時(shí)速越高，車輛實(shí)際續(xù)航會(huì)階梯型遞減。
換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，燃油車跑高速只是不那么費(fèi)油，而電動(dòng)車跑高速則相對(duì)更加費(fèi)電。原因便是內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)工況區(qū)間的不同，前者集中在中高速，后者集中在中低速。
理解了電動(dòng)車和燃油車動(dòng)力特性的不同后，判斷跑高速的能耗優(yōu)劣，我們還得看二者統(tǒng)共到底攜帶了多少能量。畢竟最終的續(xù)航表現(xiàn)如何，都離不開(kāi)總能量除以能耗達(dá)成的結(jié)果。
而若拿市面上電池能量排名前列的蔚來(lái)和特斯拉舉例來(lái)說(shuō)，蔚來(lái)ES8目前搭載最高電量100度的電池，特斯拉Model X的100D車型顧名思義同樣也是100度電。
相比之下，我們假定一臺(tái)同為中大型尺寸的燃油SUV，油箱大約75升，熱值和密度分別按4.6E7J/kg和0.73kg/l算，相乘得出的結(jié)果是2.52GJ，簡(jiǎn)單換算一下相當(dāng)于700度電的能量。意不意外？等同級(jí)別的油車和電車所蘊(yùn)藏的能量相差竟然如此之大，一臺(tái)油車的儲(chǔ)油能量相當(dāng)于7輛頂配電池的蔚來(lái)或是特斯拉。
所以通常意義上，我們認(rèn)為燃油車跑起長(zhǎng)途高速是沒(méi)有里程焦慮的，純電車正好相反。如此一來(lái)，其實(shí)又延伸出了另外一個(gè)概念，即風(fēng)阻系數(shù)對(duì)于續(xù)航也是十分重要的參數(shù)，無(wú)論燃油車還是電動(dòng)車，克服空氣阻力的功率消耗與速度成三次方關(guān)系，高速工況下阻力會(huì)大很多。平時(shí)很少會(huì)有人關(guān)心燃油車的風(fēng)阻系數(shù)和滿油續(xù)航里程的關(guān)系，但是對(duì)于純電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，絕對(duì)續(xù)航里程是關(guān)鍵參數(shù)，這時(shí)風(fēng)阻系數(shù)對(duì)續(xù)航里程的影響顯然更讓人關(guān)心。
我們可以看到各大電動(dòng)車廠家似乎更樂(lè)于宣稱產(chǎn)品在風(fēng)阻系數(shù)方面的成果。同時(shí)，為了降低風(fēng)阻系數(shù)無(wú)所不用其極，比如現(xiàn)在已經(jīng)普遍采用的低風(fēng)阻流線車身、封閉式前臉、輪轂蓋，包括正在嘗試通過(guò)法律法規(guī)的電子外后視鏡等等。正是由于在理論上，每降低0.01的風(fēng)阻系數(shù)，續(xù)航里程就能相對(duì)提升20-30公里，甚至更多。這個(gè)數(shù)值在對(duì)于燃油車的續(xù)航幾乎沒(méi)有影響，但對(duì)于純電車來(lái)說(shuō)，則屬于“分毫必爭(zhēng)”的重要因素了。
奔馳Vision EQXX風(fēng)阻系數(shù)0.18CD
還有一點(diǎn)需要補(bǔ)充的是，燃油車搭載的變速箱也是跑高速省油的關(guān)鍵，變速箱的主要功能就是讓發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能保持在高效率運(yùn)行區(qū)間。而純電動(dòng)汽車絕大多數(shù)是不存在檔位變速這個(gè)功能的，通常只有“單級(jí)減速齒輪”的設(shè)定，行駛工程中利用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)車速，這是另一大純電動(dòng)汽車在高速巡航時(shí)能耗表現(xiàn)不佳的原因。如果你有感受過(guò)變速自行車，在騎行速度較快時(shí)相比普通自行車更省力，你會(huì)發(fā)現(xiàn)純電動(dòng)車就像那個(gè)普通自行車。
當(dāng)然，為了尋求更高效的續(xù)航表現(xiàn)，現(xiàn)階段已經(jīng)有部分廠家開(kāi)始為純電車研發(fā)和加入“雙擋變速器”，高端如保時(shí)捷Taycan，自主品牌如廣汽AION LX PLUS，只不過(guò)更多的主流車型，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還是依靠單級(jí)齒輪變速。
把上述的因素綜合起來(lái)看問(wèn)題就很明朗了。跑高速不管是燒油還是耗電，能耗都是比較高的。實(shí)際上的情況并不是你所想的電動(dòng)車高速比燃油車消耗能量更多，而是電動(dòng)車跑高速的能量相對(duì)跑低速消耗更多。電動(dòng)車的確是越快越耗電的那種，工況相對(duì)穩(wěn)定，低速的能量轉(zhuǎn)化效率和高速的能量轉(zhuǎn)化效率反而差得不是很多；而燃油車由于高速掛上了高速檔，減少了動(dòng)力傳輸過(guò)程當(dāng)中的損耗，因此低速的能量轉(zhuǎn)化效率比高速高一些，出來(lái)的效果就是明面上的高速更省油。
當(dāng)然，伴隨多擋變速箱在未來(lái)的廣泛的應(yīng)用，以及電池能量密度的提升，純電車高速續(xù)航這一問(wèn)題，我們可以期待將被逐漸解決。