純電動車的風阻係數為什麼比燃油車優秀?
➤在與能耗錙銖必較的時代,不談風阻係數的車企好像都抬不起頭似的。
每每新車上市,總會有車企祭出超低風阻係數殺手鐧,為的就是爭奪那“0.01Cd”的優勝。如果你看了足夠多的新車發佈,還會發現在這場追逐戰中,新能源車特別是純電動汽車使用它的頻率非常高,傳統燃油車正被拉開差距。
因為看過太多套路,大家難免會打上問號,問一句:“是不是真的如此?”
汽車風阻係數之爭
經過梳理後車轍君發現,除了騰勢X、哪吒N01等數款車型幾乎沒有對風阻係數做宣傳,絕大部分主流純電動車都有將風阻係數作為賣點。
在此背景下,我整理了SUV和轎車的情況,從中發現了一些很有趣的事情。
▲ 數據按保留兩位小數,數據核算按四捨五入
從上表我們可以看到,純電動SUV風阻係數集中在0.24~0.3Cd範圍,而且呈現出隨着車型尺寸風阻係數逐漸降低的微弱趨勢。
來到純電轎車上,各類型之間沒有明顯差距。但能看出整體數據比SUV低,維持在0.22~0.29Cd區間。
▲ 數據按保留兩位小數,數據核算按四捨五入
在我們印象中,傳統燃油轎車的風阻係數在0.28~0.4Cd區間;SUV的風阻係數在0.34~0.39Cd區間。這麼看,純電動汽車確實是甩了燃油車一大截。不過如果我們多翻閲一些最新報道,會發現這些數據其實是多年未更新的結果。
事實上傳統燃油車也在努力追趕,比如:
轎車系列中:日產軒逸0.26Cd、別克威朗0.27Cd、豐田亞洲龍0.27Cd、領克03 0.27Cd、大眾凌度0.28Cd、本田思域0.29Cd,等等。
SUV系列中:全新Q5L 0.30Cd、傳祺GS4 COUPE 0.30Cd、日產樓蘭0.31Cd、昂科威0.34Cd,其實也都做得不錯。
除了這些,我們還可以拿行業標杆奔馳對比,發現水平也不比純電動車差多少。當然了,奔馳的功力是真金白銀積攢而來,不能代表行業平均水平。而純電動汽則好像不太使力氣就能達到比同級別燃油車還要好的程度,確實讓人羨慕。
▲純電動汽車確實比燃油車的風阻係數低,但沒有甩開很多
風阻係數提高0.03Cd意味着什麼?
大致估算下來,純電動汽車會比同級別的傳統燃油車風阻係數低0.03Cd左右。
為了將這些數據轉換為大家熟悉的油耗關係,《淺析汽車風阻係數》一文可以作為參考,風阻係數對油耗的影響很明顯,從0.26Cd到0.35Cd,增加了0.4L/100km油耗。
▲信息參考《淺析汽車風阻係數》一文,作者劉全有,浙江吉利汽車研究院有限公司。數據模擬是基於某款轎車而來
有些人可能會説,0.03Cd的降低其實也沒多少影響嘛。
可我們換一張表結果又不一樣了!
從等速90km/h表看,0.03Cd的提升會增加約0.3L/100km油耗;如果車速提升到120km/h,0.03Cd的提升會增加約0.6L/100km油耗。
國外對這方面也有過不少研究,下圖測試結果也很有代表性,能明顯看到所有測試車輛的燃油經濟性在km/h階段開始出現大幅跳水。
為什麼純電動汽車風阻係數更低?
我們會建立起風阻係數這個參數,其實是因為空氣阻力的主要構成很複雜,涉及到壓差阻力、干擾阻力、內部阻力、誘導阻力、摩擦阻力這些。
降低風阻係數不是造空中樓閣,想要發展必然是技術一步步積累獲得的。比如轎車造型逐漸由馬車型轉變為子彈頭型,車子的流線性強烈了很多,重心也越來越低。
至於流線性、超低車身這些帶來的好處,我們可以從轎車和跑車的風阻係數拆分對比窺見一二。
在下表中車轍君一併分析了出現差異的原因:
為了把風阻係數降低到極致,歷史上還出現這麼一款名為Schlörwagen的怪異車型。Schlörwagen是由一家德國實驗室於1939年製造的試驗車,因為特別像水滴,它的風阻係數只有驚人的0.15Cd。
▲ Schlörwagen是已知的風阻係數最小的車
現在很多的車企都將車型設計得越來越流線,特斯拉Model 3和奔馳CLA都是風阻係數低的典型例子並作為賣點。
不過當下汽車流行大嘴設計,大嘴意味着進氣格柵會更大,顯然會增加內部阻力。雖然可以配置主動式進氣格柵改善,但因為成本受限,大多集中在20萬級別及以上車型中。
這時差距就顯現出來,因為純電動沒有內燃機,不需要進氣格柵來散熱,而且取消進氣格柵還可以減小風阻。你可能會問降温怎麼辦,因為可以用動力電池強制風冷系統,將空氣通過空調製冷系統的蒸發器轉變為冷風,通過特殊管道去吹電池,給電池降温。
而為了更好地提供空氣,還可以在下裙部位採用小進氣格柵。像Model 3,乍看採用無臉化造型,但其實下裙鏤空。而且現在純電動汽車很重視採用主動式進氣格柵,像Model 3、幾何A、小鵬P7、蔚來ES6等車型都是如此。
▲ 現在純電動汽車特別流行採用主動式進氣格柵,相比之下燃油車確實有些小氣了
除此外,純電動汽車的底盤更加平整也是關鍵原因之一,加之電池包通常會設計在地板上,純電動汽車會更加註重底盤的防護,進一步提升了底盤的平整性。這會使得底部的空氣盡快流出,改善誘導阻力。
寫在最後
現在看來,確實純電動汽車的風阻係數更低,將此作為賣點實至名歸。
不過有一説一,其實風阻係數低不代表風阻小。空氣阻力的方程式:F=Cd,告訴我們,如果迎風面積大,結果也不會好。
比如奔馳A級三廂版的風阻係數是0. 22Cd,其實奔馳CLA和它表現是一樣的,但因為奔馳CLA的迎風面積數2.22平方米,比A級三廂版多了0.03平方米,所以表現要弱了些。這也告訴我們,以上對比還是要放在同級別、同類型的車型上比較合適。