kwh和焦耳的换算（以前卷油耗，现在为何不倦电耗了？）

不知道大家是否有注意到一个现象：在传统燃油车时代，为了让产品更具竞争力，同时可降低用户的用车成本，各车企常通过优化发动机的结构、改进其控制策略等技术手段去实现具有高效率的发动机产品的推出。而在电动化时代，他们对于百公里平均电耗的关注度似乎已经不再如之前对于百公里平均油耗那么高，同时也不再有主机厂以百公里低电耗为宣传热点，而在用户端，大家对此也形成了一种莫名的统一，很少有人会去追问车辆的低电耗问题。对于这一现象的产生，这里我们从能量的角度出发与大家一起探讨，看是否能发现其背后有意思的结论。

我们知道传统车的能量源是来自于发动机，而能量的消耗主要也是发动机，除此之外大部分的能量被用于维持车辆的怠速工况以及车辆在制动、传动过程中的损耗，而剩余的部分则被车上为数不多的用电器及空气阻力等消耗。

图1 中型轿车城市/公路循环驾驶工况能量平衡分布

以1.6左右排量的中型车为例，其百公里平均油耗约为10L左右，再以92号汽油的能量密度为34.2MJ/L为计算，那么该车辆每百公里所产生的能量便为342MJ。我们再根据千瓦时与焦耳的换算公式可以知道1kwh=3.6MJ，也就是说在此车辆产生的342MJ的能量下，需要消耗95kwh的电能，但实际上，同等车型的纯电动车的百公里平均电耗约为14kwh，不到理论值下的15%。

在这百公里平均电耗中，除去在行车过程中用于驱动、抗风阻、摩擦损耗、热能损耗等必须的能量损耗外，占比较高的能量消耗便是如PTC空调、PTC电池加热、多功能座舱等用电器，若将此非必要损耗暂时取消，仅在车辆行驶过程中被损耗掉的电能将不足10kwh，也就是说纯电动车辆相对于传统燃油车而言，在能量转换上至少高了90%。

图2 燃油车与纯电动车能量消耗对比

在此技术应用背景之下，在燃油车时代，去追求发动机的燃油转换效率，对于实实在在的降低用车成本可以起到较为明显的作用，而在电动车时代，在本就趋高的能量转换效率下，再去追求此点将不再有明显的经济效益，同时将对相关技术及材料会提出更高的要求，而在面对市场上虎视眈眈的对手时，点滴的效率提升将难以发挥关键作用。

另外，在汽车智能化时代，为了智能化的具体体现以及对用车体验的彻底革新，智能驾驶技术以及智能座舱的发展将使得传感器、多联屏、多功能用品等具有电能需求的用电器较之传统车要多的多，在此全新的车辆应用场景中，电能的消耗速度将远高于花费新思去提升电能转换效率所带来的丁点能量的节约。

也正是由于从能量转换效率着手对于电能的节省并起不到关键作用，但随着车载用电器的增加，电能的损耗确也实实在在的在升高，此问题将会让车辆在多功能状态（如空调、电池加热、视频、游戏等功能同时开启）下的电耗急剧升高，从而让整车续航快速下降。如在当下新能源汽车中，中大型车辆所搭载的PTC空调的前后排总功率可达9.5kW，在百公里平均14kwh的电耗中，开一个小时的空调将让续航降低68km。

面对如此高电耗的用电器，即使再怎么去提升电能转换效率，都不可能让百公里平均电耗有明显降低，为此只有通过降低负载自身的功耗去解决此问题，所以在空调领域，热泵空调将会逐渐取代传统的PTC制热空调，此举便是从负载自身出发去降低整车的电耗行为。

在未来新能源汽车的发展趋势中，为迎合用户以提升其用车体验，整车所搭载的用电器将会越来越多，此时电能的精细化管理将会是让整车电耗不至于过高的技术手段之一。但在用电器增加的实际背景之下，想让整车具有相对低的电耗水平也是不太可能了，在此电耗不降反增的情况下，追求低电耗就是拿自己的短处与别人的长处做比较。

不过即使此时车辆的用电器再如何增加，其所消耗的能量相对于传统燃油车而言，依然要低上许多。总结上述的简单分析过程，我们可以以下图作为‘现在为何不倦电耗？’这一问题的梳理：

图3 电动化时代不倦电耗的原因

若从纯电动车与传统燃油车的能量损耗角度出发，对产生每兆焦能量时所应付出的价格进行对比的话，可以得出如下结果：

燃油车：若以92号汽油每升约7块钱为例进行换算，则其所产生的能量价格应该是0.2元/MJ；

纯电动车：以某快充桩在11:00-12:00区间时价格为1.55元/kwh为例，则其所产生的能量价格应该是0.43元/MJ。

图4 燃油车与电动车能量价格对比

由此可以看出，在当下充电价格的机制下，新能源汽车在能量损耗上所付出的代价是要高于燃油车的，但鉴于其在能量利用率上的突出表现，于实际用车而言，反而将最终的成本成降了下来。

不过，若充电价格有所上涨，那么在电动车辆高百公里平均耗电量的背景之下（即电动汽车的百公里平均电耗普遍高于同级别燃油车的百公里平均油耗值），其用车成本将会高于传统燃油车。此时在国家发展新能源汽车的背景之下，油转电的方案由于不再有燃油车时代下的长时间怠速等工况，因此燃油转换效率及能量利用率也将更高，此时其整体的用车成本将较之纯电动更具优势，说白了就是串联混动车型在用车成本等方面将更具优势。