#老司機聊汽車知識#
問題：
車輛行駛是低速節能還是高速節能？這是個比較有意思的問題，在正常使用機動車的個過程中，燃油動力車輛往往是高速巡航油耗更低，但是電驅動力車輛包括汽車都是車速越高電耗越高，這是為什麼呢？
其實在對於能耗與速度的理解上存在一個普遍的錯誤認知，那就是高速通勤的電耗會更低；實際上車速越高的能耗就必然越高，因為能量是守恆的、馬力驅動力標準是固定的，不論正常行駛還是爬坡，高車速都需要大馬力，大馬力必然等於高油耗或電耗哦。
01基礎知識
【能量】是一種不會憑空出現，同時也不會憑空消失的概念，能量只能實現不同物體的傳導，以及形態的變化；而發動機的功能是把某種能量，通過不同的方式轉化為機械能的機器，機器本身只是一種轉化機械或者媒介，真正的能量源是各類可燃物以及電能。
內燃機是以燃燒燃油的方式產生熱能，再將部分熱能通過活塞曲軸連杆結構轉化為機械能；特點是運行中會產生高溫和振動，複雜的機械結構以及對空氣中氧氣的需求，決定了轉化過程中有平均≥60%的熱能會轉變為其他形態，也就是非機械能（動力）的能量，所以這種機器的水平實際很低。
【電機】是各類發動機型中最理想的類型，這種機器是通過動力電池為電機輸入電流，在電機的繞組（電磁線圈）上形成電磁場；磁場的磁極會與永磁體的正負極互斥，進而推動轉子簡單的結構運轉。
這種轉化方式不依靠空氣，轉子懸浮固定也沒有很多運動磨損，只有轉子軸承會有一點點損耗；所以優秀的永磁同步電機可以將≥90%電能轉化為動力，等效能耗會遠遠低於內燃機的各類機動車，但是仍舊符合「高性能＝高能耗」的規律。
【公制馬力】是國內使用的馬力單位，英文用PS標註；驅動力的標準為「1PS驅動75公斤物體-1m/1s」（米/秒）。馬力的標準就是這樣了，如果有2PS則能夠實現「75kg·2m/1s」，如果只有1PS馬力但物體質量達到150kg，結果則是「150kg·0.5m/1s」，這是馬力和質量的關係。
馬力的計算公式為：扭矩×轉速÷9549×1.36＝PS，提高馬力的方式或為大扭矩、或為高轉速。扭矩的概念是每次消耗燃料或電能，單次轉化出的能量；轉速的概念是發動機曲軸或轉子每分鐘旋轉的次數，四衝程內燃機曲軸轉兩次做功一次，電機是正常標準。那麼轉速也就等於「創造能量」（扭矩）的頻率，而每次做功的本質都是將某中能量（能源）轉化為動能，轉速高是不是就等於能耗高呢？
02車速與能耗
在馬力的驅動力固定不變的前提下，車輛行駛的速度越快，需要的馬力自然也就越大；但是發動機的扭矩基本是固定的，比如2.0T-400N·m，大功率電機-400N·m。假設兩臺機器都能始終按照最大扭矩轉化做功，在發動機2000轉時能實現的馬力就是113PS，車輛的質量是2噸，車速是不是相同呢？
而假設提升到需要的車速需要150PS，那麼在扭矩不變的前提下，轉速就要提升到2632rpm——單次做功消耗的燃油或電能是固定的，做功頻率以每分鐘為標準提升這麼多次，能耗能不高嗎？
行駛阻力：
車輪滾阻風阻重力等車輛行駛過程中有很多阻力，馬力需要克服的正是這些作用力；其中在爬坡時還要受到重力的影響，因為重力（地心引力）會像一雙無形的大手，不斷往下拉所有物體。所以以固定馬力在平路行駛的車速可能是100km/h，但是爬坡時就會下降到80km/h，這就是重力抵消了部分馬力的結果。
那麼爬坡時想要維持100時速，唯一的方式就是拉升轉速升高馬力，以可以抵消重力影響的標準，保留維持正常車速的馬力；結果是做功頻率還要升高，能耗當然也是會升高的嘍，但是為什麼燃油車輛以高速通勤反而油耗更低呢？其實這是個偽命題，準確的描述是暢通道路通勤油耗正常，擁堵道路駕駛油耗很高。
03油動與電驅
1：燃油動力汽車或摩託，在城市道路的油耗確實很高。但主要原因並非「低車速需要大馬力」，如果是勻速低速駕駛的話，馬力需要可能只要30PS，然而高速通勤或爬坡則需要50PS，轉速差值還是決定了低車速油耗低。
只是低速道路大都擁堵，車輛總要頻繁的起起停停；而每次起步時的車身沒有任何慣性力的輔助，起步全靠硬燒油、楞拉轉速，這一瞬間的馬力很大且油耗很高，高頻率的起步當然會比較誇張了。而且燃油動力汽車還是要怠速的，怠速是發動機以最低轉速運轉（平均800rpm）左右，這種狀態的耗油量其實也很高。
2：電動汽車與電瓶車比較特殊，特點是低車速代步時的電耗很低，車速越高電耗越高，似乎這才是正常的規律。原因在於電動機有恆扭矩發力的特點，也就是起步第一轉就能爆發最大扭矩，但是內燃機即使用增壓技術也往往要1500轉才能實現最大扭矩。
扭矩差值決定電機以低轉速運行就能實現大馬力，單次耗電量即使大一些，但是做功頻率低，再加上幾乎超三倍之高的轉化效率，所以電機低速時必然節能；重點的電動機不需要怠速時運轉，節能的程度是更大的。這就符合了車速、馬力、阻力與能耗的規律了，只有在高速和爬坡等需要大馬力輸出的狀態中電耗才會更高。
總結：汽車一定是車速越低越節能，不過燃油汽車還要學習規劃線路，也就是避開會頻繁啟停和長時間怠速的擁堵路段，稍微繞路也能讓耗油量比堵在車流中更低。
電動汽車可以一定程度的選擇堵車，畢竟沒有怠速的電耗；但是在使用冷暖空調系統的季節中，最好也要規劃路線避開紅線區。因為電動汽車的空調系統很耗電，長時間堵車使用還不繞路縮短用空調的時間。至於普通電瓶車想要提升續航裡程，唯一的方式就是低速駕駛——降低每次轉化的電耗，降低每分鐘做功的頻率即可。
編輯：天和Auto-汽車科學島
天和MCN授權發布
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