朋友問(wèn)起夏天高溫天氣，高速開(kāi)窗戶費(fèi)油還是開(kāi)空調(diào)費(fèi)油？先說(shuō)結(jié)論，隨著空調(diào)相關(guān)熱管理技術(shù)的提升，空調(diào)功耗占總能耗的比例正逐漸降低至5%以內(nèi)。而開(kāi)窗風(fēng)阻帶來(lái)的額外功耗則達(dá)到30%以上。接下來(lái)我們就具體聊聊風(fēng)阻系數(shù)的那些事。

特斯拉Model3風(fēng)阻測(cè)試

在夏季高溫天氣下，駕駛高速公路時(shí)開(kāi)窗戶還是開(kāi)空調(diào)各有利弊。具體來(lái)說(shuō)：

開(kāi)窗戶空氣阻力增加：當(dāng)車輛在高速行駛時(shí)，打開(kāi)窗戶會(huì)導(dǎo)致空氣阻力增加，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)需要更多的功率來(lái)維持速度，因此會(huì)增加燃油消耗。駕駛舒適性降低：開(kāi)窗戶高溫空氣進(jìn)入車內(nèi)，同時(shí)噪音也會(huì)增大，從而影響駕駛舒適性。

開(kāi)空調(diào)額外負(fù)載：空調(diào)系統(tǒng)需要使用發(fā)動(dòng)機(jī)的能量來(lái)運(yùn)作，這會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)增加負(fù)載，從而也會(huì)增加燃油消耗。駕駛舒適性提高：開(kāi)空調(diào)能夠有效降溫和除濕，提高乘坐舒適度，尤其是在長(zhǎng)途駕駛中顯得尤為重要。

空氣動(dòng)力學(xué)與風(fēng)阻系數(shù)

汽車設(shè)計(jì)風(fēng)洞測(cè)試

汽車設(shè)計(jì)中的空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)性能影響顯著。風(fēng)阻系數(shù)（Cd值）是流體動(dòng)力學(xué)中用于確定物體在流體中移動(dòng)時(shí)遇到的阻力的數(shù)字。較高的風(fēng)阻系數(shù)會(huì)增加燃油消耗，并影響車輛在高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性。

歷史背景：早期汽車設(shè)計(jì)未充分考慮空氣動(dòng)力學(xué)，20世紀(jì)初德國(guó)在這方面的研究領(lǐng)先。1921年，齊柏林飛艇工廠首次在風(fēng)洞中研究汽車。

風(fēng)阻的組成：風(fēng)阻包括外流阻力（車身、后視鏡等）和內(nèi)流阻力（發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻、加熱和通風(fēng)）。外流阻力由壓力阻力、表面摩擦阻力和干涉阻力組成。

設(shè)計(jì)影響：汽車前端設(shè)計(jì)、風(fēng)洞測(cè)試等都會(huì)影響風(fēng)阻系數(shù)。一般量產(chǎn)車的風(fēng)阻系數(shù)在0.25到0.3之間，而SUV由于形狀較方正，風(fēng)阻系數(shù)在0.35到0.45之間。

讓我們來(lái)嘗試分析敞篷車與封閉式車頂量產(chǎn)車和具有不同車窗打開(kāi)配置的封閉式車頂量產(chǎn)車進(jìn)行了比較。比較了車輛風(fēng)阻系數(shù)和客艙內(nèi)的氣流行為。再進(jìn)行了理論計(jì)算，以比較不同車速下道路負(fù)載的變化。結(jié)果表明，敞篷車的風(fēng)阻系數(shù)0.45比封閉式車頂量產(chǎn)車0.35明顯增加，接近30%。

NASA風(fēng)阻系數(shù)公式定義

風(fēng)阻系數(shù)的計(jì)算公式

根據(jù)NASA的定義，風(fēng)阻系數(shù)Cd的計(jì)算公式如下：其中，D為阻力，ρ為空氣密度，V為速度，A為參考面積。風(fēng)阻系數(shù)包含了所有復(fù)雜的依賴關(guān)系，通常通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。參考面積的選擇會(huì)影響風(fēng)阻系數(shù)的值。

開(kāi)窗與不開(kāi)窗空氣阻力計(jì)算

對(duì)于汽車來(lái)說(shuō)，阻力是車輛行駛時(shí)周圍空氣推動(dòng)汽車的力，就好像試圖阻止它或減速一樣。這意味著在道路上行駛的汽車將受到它所經(jīng)過(guò)的空氣的阻力，其力取決于汽車的設(shè)計(jì)和行駛速度。阻力隨著速度的平方而增加。正因?yàn)槿绱耍枇Φ挠绊懼饕谳^高的速度下感受到，這意味著汽車的設(shè)計(jì)必須盡可能降低阻力系數(shù)。但是，更高的阻力系數(shù)對(duì)汽車在高速行駛時(shí)的性能的影響也不止于此。數(shù)字越大，汽車越難控制，使用的燃料越多，加速度受到的影響就越大。計(jì)算阻力系數(shù)涉及一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，該公式考慮了速度、空氣密度和參考面積（即汽車表面）。測(cè)試汽車的風(fēng)洞布局也會(huì)影響阻力系數(shù)。

各種車型風(fēng)阻系數(shù)區(qū)間

量產(chǎn)車風(fēng)阻系數(shù)區(qū)間

一般來(lái)說(shuō)，量產(chǎn)車的風(fēng)阻系數(shù)在 0.25 到 0.3 之間，而 SUV 的風(fēng)阻系數(shù)更高，因?yàn)樗鼈兊男螤罡秸?，?span> 0.35 到 0.45 之間。需要注意的是，阻力系數(shù)是一個(gè)高度不穩(wěn)定的數(shù)字。當(dāng)為某輛車確定這個(gè)數(shù)字時(shí)，它僅指該特定配置下的特定汽車，而不是整個(gè)車型系列。

F1賽車不同空氣套件下的風(fēng)阻系數(shù)

有點(diǎn)違反直覺(jué)，像一級(jí)方程式賽車中使用的高性能汽車的阻力系數(shù)遠(yuǎn)比車輪上的立方體悍馬H2差得多。一級(jí)方程式賽車的等級(jí)在 0.7 到 1.1 之間，具體取決于車隊(duì)為賽車比賽的每個(gè)賽道選擇的設(shè)置。相比之下，悍馬H2的風(fēng)阻系數(shù)約為0.57。這背后的原因是一級(jí)方程式賽車需要阻力，以便它們能夠?yàn)楦咚俎D(zhuǎn)彎產(chǎn)生足夠的下壓力。正如我們之前所說(shuō)，低阻力可能意味著更大的升力，因此更大的阻力意味著更大的下壓力。

全球風(fēng)阻系數(shù)最佳100款車型前十

全球風(fēng)阻系數(shù)最佳的100款車型中，排名前十的車型如下：

Mercedes-Benz VISION EQXX：0.17

Volkswagen XL1：0.19

Mercedes-Benz EQE (V295)：0.20

Mercedes-Benz EQS (V297)：0.20

Tesla Model S (facelift 2021)：0.21

Hyundai IonIQ 6：0.21

Lucid Air：0.21

Audi A6 e-tron concept：0.22

BMW 5 Series Sedan (G30)：0.22

Mercedes-Benz S-class (W223)：0.22

很明顯由于是國(guó)外媒體，所以中國(guó)車型并沒(méi)有被考慮其中，而新崛起的中國(guó)新能源車型恰恰是其中的后期之秀。我們來(lái)一起看一下吧。

2023年全球量產(chǎn)車風(fēng)阻系數(shù)排名（包含中國(guó)車型）

總結(jié)而言，在高速行駛時(shí)，開(kāi)窗戶帶來(lái)的空氣阻力會(huì)顯著影響燃油效率，甚至超過(guò)30%，因此通常建議在高速公路上使用空調(diào)，這樣相對(duì)來(lái)說(shuō)可能會(huì)更加省油，并且能夠提供更好的舒適度。