2026年10月12日 星期一

電動車高速續航計算公式:同平台兩台 Jeep 差 120 英里,風阻 CdA 與輪胎拆解


重點先講:
兩台車共用 Stellantis STLA Large 平台、同樣 94 kWh 電池、同樣 335 匹前後雙馬達,高速續航卻差了 120 英里。這不是電池或馬達的問題,而是車身形狀、輪胎與空氣在收過路費。這篇用 Car and Driver(10/2)與 InsideEVs(10/8)的新測試數據,把帳算給你看。

發生了什麼

  • Jeep Recon Moab 首發版:C/D 75 mph 定速高速續航測試只跑 160 英里,平均 1.7 mi/kWh,EPA 估計是 222 英里。C/D 說它是測過 100 多台電動車裡最耗電的一群之一。
  • 同平台 Jeep Wagoneer S:同一套測試跑 280 英里、3.0 mi/kWh,效率幾乎是 Recon 的兩倍。
  • C/D 給的差異:Cd 0.40 vs 0.29、迎風面積 32.7 vs 29.1 ft²、離地高 9.1 vs 6.4 吋,外加 Recon 的越野取向輪胎。
  • 2027 Chevy Bolt(65 kWh LFP):State of Charge 的 Tom Moloughney 在紐澤西收費公路定速測:60 mph 280.3 英里(4.1 mi/kWh)、70 mph 243.1 英里(3.6)、80 mph 219.3 英里(3.2)。EPA 高速續航 232、市區 294、綜合 262 英里;C/D 自己的 75 mph 測試是 230 英里,剛好落在 70 與 80 mph 之間。

CdA 換算(我的計算):Recon 0.40 × 3.04 m² ≈ 1.22 m²;Wagoneer S 0.29 × 2.70 m² ≈ 0.78 m²。Cd 只差 0.11,但乘上更大的車頭,等效「風阻面積」大了約 55%。

工程重點 1:真正決定高速電耗的是 CdA,不是 Cd

風阻力 F = ½ × ρ × Cd × A × v²。Cd 是形狀好不好,A 是車頭有多大,兩個要一起看。用 ρ = 1.2 kg/m³、無風、75 mph(33.5 m/s)代入:Recon 約 820 N,Wagoneer S 約 530 N。乘上一英里(1609 m),光是推開空氣,車輪端就要 0.37 vs 0.24 kWh/mi。所以同樣的電池,CdA 大的車在高速每一公里都在多繳稅。

工程重點 2:拆帳,風阻只解釋了一半多

把 C/D 的 mi/kWh 倒過來:Recon 約 0.59 kWh/mi、Wagoneer S 約 0.33 kWh/mi,差 0.26。車輪端的風阻差是 0.13,假設傳動鏈(逆變器+馬達+減速齒輪)效率約 90%,換回電池端約 0.14~0.15,也就是 差距的 55~60%。剩下約 0.11 kWh/mi,最大的嫌疑是越野胎的滾動阻力,加上更高的車身、底盤氣流這些 Cd 沒完全反映的東西。這段是我的推估,不是 C/D 的拆解。

工程重點 3:速度那條線為什麼沒有 v² 那麼陡?

Bolt 從 60 拉到 80 mph,速度多 33%,若只看風阻 v²,每英里耗能應該多 78%;實測從約 244 變 313 Wh/mi,只多 28%。原因是總耗能 = 固定項(滾阻、空調與低壓負載、傳動基本損耗)+ 風阻項。固定項把 v² 稀釋了。反過來說,CdA 越大的車,風阻在總帳裡占比越高,速度一拉就掉得越兇,這也是方盒子越野車高速特別慘的原因(推論)。

工程重點 4:為什麼 EPA 數字有時太保守、有時太樂觀?

EPA 高速循環 HWFET 平均只有 48.3 mph、最高不到 60 mph,而且多數電動車的實驗室續航直接乘上 0.7 當實際修正。所以溫和天氣用 60 mph 定速的 Bolt 可以超過 EPA 高速值近 50 英里;但拉到 75 mph,Bolt 剩 EPA 綜合值的約 88%(230/262),Recon 只剩約 72%(160/222)。測試循環很少跑到高速,CdA 的懲罰就很少被看見。

還缺什麼/待核

  • C/D 與 Moloughney 的 mi/kWh 是儀表顯示還是充電端量測,報導沒寫清楚;Bolt 三次測試倒算出約 68 kWh,比標稱 65 kWh 高,代表口徑可能不同。
  • Recon 與 Wagoneer S 不是同一天測,氣溫、風向、胎壓條件未公開;兩車輪胎規格與 Wagoneer S 車重 C/D 這篇沒給。
  • 90% 傳動效率、ρ = 1.2 kg/m³、無風是我的假設;新 Bolt 的 Cd 與迎風面積官方未公布,所以本文不替 Bolt 算 CdA。

相關影片

你買電動車會先看 Cd 跟車頭大小,還是只看電池幾 kWh?留言說說你的高速習慣速度。

2026年10月11日 星期日

電動車冬天續航掉多少?熱泵 vs PTC 實測比較:冷啟動反而更耗電


重點先講:
我上週拆過「電動車開冷氣多耗電」,很多人追問:那冬天呢?答案是冬天更傷,而且熱泵不是萬能。這篇用三份資料把原因講清楚:挪威 El Prix 冬季實測、一篇同車型熱泵 vs PTC 的測功機研究,以及 10 月 8 日剛被報導的「用動能回收來供暖」研究。

發生了什麼

  • El Prix 冬季 2026(挪威 NAF 與 Motor,1 月):氣溫 −7 到 −32°C,史上最冷一屆。參測車平均比 WLTP 續航少 38%;2025 年在 −6 到 +8°C 測,平均只少 18%。冠軍 Lucid Air 跑了約 520 km,但 WLTP 是 960 km,差 46%。
  • 熱泵 vs PTC 測功機研究(World Electric Vehicle Journal 2026, 17(4)):同品牌同車型,一台 2022 年式有熱泵、一台 2020 年式用 PTC 電熱,在 −10、−7、0、25°C 跑標準循環。熱泵車的續航保留率平均高 7%(UDDS 市區)、7%(HWFET 高速)、4%(US06 激烈駕駛)。
  • 優勢最大在 0°C(UDDS 多 15%);到 −7 與 −10°C 只剩 1~5%。而且 −10°C 冷車啟動時,熱泵比 PTC 更耗電,車廂暖了之後才反超。
  • 10 月 8 日報導的 Ionics 期刊研究:重慶兩位學者用 72 趟 BMW i3 實際行車資料,研究把動能回收的電直接拿去供暖,並用機器學習預測剩餘電量。

快速估算(我的示意數字,非研究數據):假設車廂需要 3 kW 熱量。PTC 的效率約 1:1,要吃 3 kW 電;熱泵若 COP 2.5,只吃 1.2 kW。市區 30 km/h、每公里 0.13 kWh,行駛只要約 3.9 kW,開 PTC 等於多 77%、熱泵多 31%;高速 100 km/h、每公里 0.18 kWh 約 18 kW,同樣 3 kW 暖氣只多 17%。

工程重點 1:為什麼冬天比夏天傷?

冷暖氣負載大致跟室內外溫差成正比。夏天 35°C 降到 24°C,溫差約 11°C;冬天 0°C 拉到 22°C 是 22°C,−10°C 更是 32°C。再加上電池本身冷了內阻變大、可用能量變少,還要除霧,三件事疊在一起。燃油車有引擎廢熱可以「免費」暖車,電動車馬達效率太高,幾乎沒有廢熱可借。

工程重點 2:熱泵的「冷啟動陷阱」

熱泵是把室外空氣的熱「搬」進車廂,室外越冷,能搬的越少,COP 就往下掉,很多車還得靠 PTC 輔助。冷車剛啟動時,整個冷媒迴路和車廂都是冰的,熱泵要先把自己暖起來,這就是研究在 −10°C 冷啟動看到熱泵反而更耗電的原因。結論很實際:熱泵在 0°C 左右最划算,在很冷又很短的通勤反而優勢最小。對台灣平地冬天 10~15°C 的環境,熱泵通常很好用,但除濕除霧仍會用到壓縮機。

工程重點 3:冷電池吃不下動能回收

鋰電池在低溫時充電,鋰離子容易在負極表面析出(析鋰),所以 BMS 會限制充電電流,冬天常看到動能回收被「打折」。Ionics 這篇研究的思路是:與其把回收的電硬塞回冷電池,不如直接拿去供暖,少一次充放電損耗、也少一次電池循環。報導說續航和電池壽命都有改善,但沒公布改善幅度;研究裡的 R² 0.84 是「預測剩餘電量」的準確度,不是多跑幾公里。

工程重點 4:真正有用的冬季設定

  • 插著電預熱:讓車廂和電池用電網的電暖起來,出發時不從電池扣。
  • 先暖人,不暖空氣:座椅、方向盤加熱只要幾十到一兩百瓦,遠低於暖整個車廂的數千瓦。
  • 快充前電池預熱:冷電池充電速度會被限流,導航到充電站通常會自動觸發預熱。
  • 檢查胎壓:氣溫下降胎壓也會跟著降,滾阻上升,這點跟我之前的輪胎影片是同一個邏輯。

還缺什麼/待核

  • 測功機研究只比較一款車的兩個年式,車輛其他差異也可能影響結果。
  • Ionics 研究的實際續航增益數字未公開,且只用一款小車 BMW i3 的 72 趟資料。
  • El Prix 是一次性的路試,路線、車速與停車充電條件跟日常通勤不同。
  • 各家熱泵設計(是否有廢熱回收、八通閥、補氣增焓)差異很大,不能一概而論。

延伸影片(@vkinng)

你怎麼看?你的電動車冬天續航大概掉幾成?你會用預熱,還是靠座椅加熱撐過去?留言分享你的車款和數字。

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