一辆1.3吨左右的紧凑型轿车,其平均燃油消耗量会在6-9L/100km之间浮动。之所以会有这么大的差异,除了由个人的驾驶习惯导致的之外,行驶路况也会对油耗产生较大影响。一般来说,高速路况会比城市路况省油得多,这已经是大多数人的共识了。
然而对于电动车来说却并非如此,车速的高低对续航里程影响不大,甚至电动车在高速时的续航里程比低速行驶时还要少,是什么原因造成燃油车高速省油而电动车高速费电呢?
其实无论是燃油车还是电动车,都一定遵循能量守恒的原理,因此车辆在前进时必然要克服阻力,而这些阻力则包括了车轮的滚动阻力、空气阻力、车辆的加速阻力、以及坡道的阻力。为了克服这些阻力,车辆需要消耗相当量的汽油或电量。如果是在平地保持匀速的话,那车辆只需要克服滚动阻力和空气阻力就能继续前进了,而影响两者大小的因素分别是整备质量和车辆的速度。虽然滚动阻力也会随着车速提升而提升,但增加的幅度很小,几乎可以忽略不计,而空气阻力却随着速度的提升,以指数形式增加。
以车重为2.1吨特斯拉Model S为例,它的空气动力表现在量产车中名列前茅,其风阻系数仅为0.24。若迎风面积按2.5平米来算,那么60km/h的情况下,空气阻力约为100N,而来到120km/h的时候,空气阻力就增加到400N。滚动阻力方面,如果滚动系数取0.1,特斯拉的滚动阻力则为210N。通过简单的计算可以发现,Model S在60km/h时的阻力为310N,而120km/h时则达到了610N,其阻力几乎是低速时的两倍。这也意味着,行驶相同的距离,高速比低速要消耗两倍甚至更多的能量。
问题是对燃油车来说,空气阻力也是随着车速的增加而增加,为什么油耗却有所降低呢?
原来发动机的热效率并不是恒定不变的,在中高负荷、中低转速下,其热效率是最高的;而在低负荷、低转速的情况下,发动机的热效率会比效率最高的时候下降一半。在城市中行驶,车辆常常处于小油门、低转速,甚至是怠速的条件下,能量转化的效率自然就低。而在高速上,正好又处于热效率较高的时候,所以就表现得比较“省油”。
而且在城市道路行驶时,车辆会频繁的加速和减速,电动车有能量回收功能,而燃油车只能将能量白白浪费,所以也进一步增加了燃油车在市区行驶时的油耗。
混合动力车型的油耗表现千差万别,因为不同车型之间的混动系统结构差异较大,所以路况和距离对不同车型也会有很大影响。以雅阁混动为例,虽然在低速时,发动机完全用于发电,在能量转化时会有一定的损耗,但它的内燃机大多数时候都是在效率较高的环境下工作,因此油耗不高;而高速时发动机与减速箱直接接合,传动效率增加,但此时行驶阻力较大,所以油耗表现与低速时相当(或高或低)。
而对于比亚迪秦100这种强混插电双模车型来说,驾驶者的控制策略对秦100的油耗有较大影响。将工信部的测算方法换算一下,纯油行驶时,秦100的油耗为6L/100km,而发动机充电时,油耗会增加3L。如果平时不使用充电桩的话,长期使用的油耗在8L左右。因为秦100可以灵活调整SOC(充电目标点),因此在有充电桩的情况下,秦100是非常省油的:在高速时调高SOC,减少电机介入和充电工况;低速时调低SOC,减少发动机在低效率时的工作时间;甚至可以在纯电模式下走完最后的路程,以降低油耗。当然,这些都是驾驶员手动调节的。
综上所述,因为空气阻力的增加,导致了电动车高速费电;而燃油车高速省油则完全是个“伪命题”,应该说汽油车在低速的时候太费油了,就算行驶阻力加倍,也比不上高效率换回来的经济性,所以给人一种“高速省油”的假象。至于混动车型,其油耗表现与混动结构有很大的关系。