电动车标称续航400公里，为什么开了250公里就没电了？
这个问题，最简单的回答是：
当前电动车的续航测试标准比较宽松，而日常驾驶的环境一般都比测试环境更耗电。
另一个原因是在监管不严格的情况下，会有更多品牌把企业内部更加宽松的测试标准当宣传标语，所以两个数字的差距还会更大。
这个问题知道得越早越好，因为新能源汽车已经开始淘汰传统纯燃油车了。
比如：
德国联邦参议院去年已经通过决议，2030年之后禁止销售燃油车，也就是说连混动车都不行，只要烧油就不行。
挪威比德国还激进，他们在2025年禁售所有燃油车，所以各大车企都在尽快调整产品线，比如沃尔沃从2019年开始就不再销售纯燃油车了，只有混动和纯电动车。
电动汽车最重要的指标就是续航，尤其是地少人多的大城市，充电车位稀少。
但现在销售的纯电动汽车几乎没有哪个实际开起来续航能超过标称值的，这是为什么呢？
因为国内和欧洲销售的车都是技NEDC测试法来核算续航的，这套测试跑一次下来总共11公里，大概需要20分钟，纯电动车往往还选择只跑市区这一个项目，因为这个项目中最高车速只跑到50公里／小时。
对于一个匀速行驶，不停下来的车来说，充满电能跑多远，主要由空气阻力和地面摩擦力来决定，你别看只有这两个因素，但每个因素里还有更细小的子因素。
比如空气阻力和车辆行驶速度的关系，原本的模型很复杂，但工程师已经把它简化了再简化，对于速度超过3000公里／小时以上的，空气阻力的增加按速度的立方增加。如果在这个速度以下，是按平方增加。
我们当然希望空气阻力能一直不变，但这是不可能的。
对汽车来说，速度从50公里／小时提升到120公里／小时后，这段距离空气阻力消耗的能量是原来的6倍。所以光凭这一点，你就知道，为什么那些厂商按NEDC的规范测，而且只测市区的项目，不跑高速。
因为跑高速速度达到120公里／小时，会让续航的测试结果大打折扣。
但空气阻力还和空气密度本身有关系，比如我们在真空中阻力就不存在，这也是为什么那些太空探测器飞出太阳系后，尽管燃料电池耗尽了，还是能够保持17万公里／小时的高速运行的原因。
那什么又影响着空气密度呢？
最大的因素就是温度，比如现在35摄氏度的夏天，和零下1
0摄氏度的冬天，空气密度相差17%。空气密度和阳力是完全线性的，你增加一倍，我也增加一倍。
那么再看另一项，路面摩擦力，这和什么因素有关呢？
就是路面的材质和轮胎的材质，还有轮胎与地面接触的面积。摩擦力这个数值是相对稳定的，只要材质固定了，其他参数变化对它影响不大。
可能你还忘了一个隐含的条件，那就是充满电的情况下续航是多少？
纯电动汽车使用的锂电池有好几种，比较主流的是三元材料锂电池，和磷酸铁锂电池。
后者对温度非常敏感，比如零下1 0摄氏度的时候，充放电的容量只有30摄氏度下电池容量的70%，三元材料也会因为温度降低导致金属锂活性下降，只不过降得没那么厉害。
但温度下降带来的效果是双重的，因为电池容量下降了，同时空气密度也增加了。所以汽车厂商送去工信部测续航绝不会选择冬天，否则标称的续航里程就惨不忍睹了。
说了半天，我们还只说了车辆匀速行驶根本不停的情况，而实际行驶中还有刹车，加速。
每次红绿灯停下再加速到50公里的时速，就相当于把一个1.5吨沉的东西，从0加速到50公／小时，你一停下来，这部分能量就被耗费掉了。如果是传统燃油车，那就全都是在用摩擦刹车碟盘的方式，把动能转化为热能了。
比如说一辆拉着50多吨沙子的大货车，它在时速80公里的时候，一肿刹车停下来，再加速到之前的速度，得耗费掉整整1升柴油才可以，大约是6块钱，所以我们才经常见到大货车司机疯狂闯红灯，咱们可以给他们算个账，他们每天走500公里国道，要是每10公里遇到一个红灯，就是50个，就会因为加速，减速，每天就损失300块钱，一个月就损失9000块钱，这还不算刹车系统的磨损，这笔钱可能已经赶上货车司机的月收入了，所以他们才会不断闯红灯，他们也知道没人敢和他们硬来，而闯红灯的收益就是每个月的收入翻番。
感兴趣的听众可以利用初中物理知识算算，差不多就是这个数。
但是好在新能源汽车是电池供电，可以用刹车给电池充电，做能量回收，但能量回收的效率有高有低，有些好车可以做到把动能的3 0%转化为之后行驶的能量。
所以要想真正解决大货车闯红灯这个问题，动能回收系统的效率如果足够高，货车司机可能就不会冒那么大的风险了。
这也是一个通过科技发展解决表面上好像是个人素质问题的例子。
说回续航问题，尽管有能力回收，但依然是刹车次数越多，续航越少。
NEDC工况测试标准里大约是60秒刹车一次，然后再启动，启动后的速度有15公里／小时的，35公里／小时的，和50公里／小时的，这和现在拥堵的城市不太相符了，北京上下班开车很少能有持续60秒不用刹停的。
所以以上罗列的就是主要因素，想弄清在拥堵的市区频繁刹车，零下10摄氏度的温度下，还开着空调，一辆在NEDC工况测试下标称400公里的电动汽车，真实续航最少能是多少，靠算吗？
基本是算不清的，因为里面的变量实在太多了，最有效的办法就是把条件设置好，然后实地跑几次，有人做过这样的测试，在刚才说的极端情况下，续航里程大约是160-170公里之间。想不到吧，这还不到标称值的一半。
我们在科学研究时就有类似的场景。比如测量太阳常数，这个值的含义就是阳光照射到地球上，平均一平米是多少瓦。这个问题提出来很久了，1000多年了。进入20世纪，人们也一直在用标准太阳模型去算，标准太阳模型里涉及到非常多的参数，比续航的问题复杂太多了。
比如，氢元素、氦元素，还有各种元素的比值是多少？温度分布如何？密度分布如何？光度、中心区大小、核反应的强度、自转、磁场、湍流等等一大堆。算完之后，太阳常数的误差还是非常大，可是也没有好办法。真正的太阳常数，最准确的值是1 366瓦／平米，这个值其实不是算出来的，是一九八几年之后，人们把卫星弄上太空，去测了一下，就测准了，而且这个数值还能帮料学家们修正了标准太阳模型里的一些参数。
小结
这期我们挖出的科学思考方式是什么呢？你可能会问，之前不是说近似计算威力巨大吗，怎么现在又不提倡算来算去了？这是因为应用场景不同。近似计算是在我们手头没条件做实测的情况下，又不得不猜个大概时用的绝招。但现在我们说的变量太多了，有能力当然就去实测一下。科学思维是一种很务实的思考，哪个更有效就选哪个。
思考
你能不能举出一些通过近似计算非常容易把人算晕，但其实直接测量就能测的很准确的例子吗？
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这个问题，最简单的回答是：
当前电动车的续航测试标准比较宽松，而日常驾驶的环境一般都比测试环境更耗电。
另一个原因是在监管不严格的情况下，会有更多品牌把企业内部更加宽松的测试标准当宣传标语，所以两个数字的差距还会更大。
这个问题知道得越早越好，因为新能源汽车已经开始淘汰传统纯燃油车了。
比如：
德国联邦参议院去年已经通过决议，2030年之后禁止销售燃油车，也就是说连混动车都不行，只要烧油就不行。
挪威比德国还激进，他们在2025年禁售所有燃油车，所以各大车企都在尽快调整产品线，比如沃尔沃从2019年开始就不再销售纯燃油车了，只有混动和纯电动车。
电动汽车最重要的指标就是续航，尤其是地少人多的大城市，充电车位稀少。
但现在销售的纯电动汽车几乎没有哪个实际开起来续航能超过标称值的，这是为什么呢？
因为国内和欧洲销售的车都是技NEDC测试法来核算续航的，这套测试跑一次下来总共11公里，大概需要20分钟，纯电动车往往还选择只跑市区这一个项目，因为这个项目中最高车速只跑到50公里／小时。
对于一个匀速行驶，不停下来的车来说，充满电能跑多远，主要由空气阻力和地面摩擦力来决定，你别看只有这两个因素，但每个因素里还有更细小的子因素。
比如空气阻力和车辆行驶速度的关系，原本的模型很复杂，但工程师已经把它简化了再简化，对于速度超过3000公里／小时以上的，空气阻力的增加按速度的立方增加。如果在这个速度以下，是按平方增加。
我们当然希望空气阻力能一直不变，但这是不可能的。
对汽车来说，速度从50公里／小时提升到120公里／小时后，这段距离空气阻力消耗的能量是原来的6倍。所以光凭这一点，你就知道，为什么那些厂商按NEDC的规范测，而且只测市区的项目，不跑高速。
因为跑高速速度达到120公里／小时，会让续航的测试结果大打折扣。
但空气阻力还和空气密度本身有关系，比如我们在真空中阻力就不存在，这也是为什么那些太空探测器飞出太阳系后，尽管燃料电池耗尽了，还是能够保持17万公里／小时的高速运行的原因。
那什么又影响着空气密度呢？
最大的因素就是温度，比如现在35摄氏度的夏天，和零下1
0摄氏度的冬天，空气密度相差17%。空气密度和阳力是完全线性的，你增加一倍，我也增加一倍。
那么再看另一项，路面摩擦力，这和什么因素有关呢？
就是路面的材质和轮胎的材质，还有轮胎与地面接触的面积。摩擦力这个数值是相对稳定的，只要材质固定了，其他参数变化对它影响不大。
可能你还忘了一个隐含的条件，那就是充满电的情况下续航是多少？
纯电动汽车使用的锂电池有好几种，比较主流的是三元材料锂电池，和磷酸铁锂电池。
后者对温度非常敏感，比如零下1 0摄氏度的时候，充放电的容量只有30摄氏度下电池容量的70%，三元材料也会因为温度降低导致金属锂活性下降，只不过降得没那么厉害。
但温度下降带来的效果是双重的，因为电池容量下降了，同时空气密度也增加了。所以汽车厂商送去工信部测续航绝不会选择冬天，否则标称的续航里程就惨不忍睹了。
说了半天，我们还只说了车辆匀速行驶根本不停的情况，而实际行驶中还有刹车，加速。
每次红绿灯停下再加速到50公里的时速，就相当于把一个1.5吨沉的东西，从0加速到50公／小时，你一停下来，这部分能量就被耗费掉了。如果是传统燃油车，那就全都是在用摩擦刹车碟盘的方式，把动能转化为热能了。
比如说一辆拉着50多吨沙子的大货车，它在时速80公里的时候，一肿刹车停下来，再加速到之前的速度，得耗费掉整整1升柴油才可以，大约是6块钱，所以我们才经常见到大货车司机疯狂闯红灯，咱们可以给他们算个账，他们每天走500公里国道，要是每10公里遇到一个红灯，就是50个，就会因为加速，减速，每天就损失300块钱，一个月就损失9000块钱，这还不算刹车系统的磨损，这笔钱可能已经赶上货车司机的月收入了，所以他们才会不断闯红灯，他们也知道没人敢和他们硬来，而闯红灯的收益就是每个月的收入翻番。
感兴趣的听众可以利用初中物理知识算算，差不多就是这个数。
但是好在新能源汽车是电池供电，可以用刹车给电池充电，做能量回收，但能量回收的效率有高有低，有些好车可以做到把动能的3 0%转化为之后行驶的能量。
所以要想真正解决大货车闯红灯这个问题，动能回收系统的效率如果足够高，货车司机可能就不会冒那么大的风险了。
这也是一个通过科技发展解决表面上好像是个人素质问题的例子。
说回续航问题，尽管有能力回收，但依然是刹车次数越多，续航越少。
NEDC工况测试标准里大约是60秒刹车一次，然后再启动，启动后的速度有15公里／小时的，35公里／小时的，和50公里／小时的，这和现在拥堵的城市不太相符了，北京上下班开车很少能有持续60秒不用刹停的。
所以以上罗列的就是主要因素，想弄清在拥堵的市区频繁刹车，零下10摄氏度的温度下，还开着空调，一辆在NEDC工况测试下标称400公里的电动汽车，真实续航最少能是多少，靠算吗？
基本是算不清的，因为里面的变量实在太多了，最有效的办法就是把条件设置好，然后实地跑几次，有人做过这样的测试，在刚才说的极端情况下，续航里程大约是160-170公里之间。想不到吧，这还不到标称值的一半。
我们在科学研究时就有类似的场景。比如测量太阳常数，这个值的含义就是阳光照射到地球上，平均一平米是多少瓦。这个问题提出来很久了，1000多年了。进入20世纪，人们也一直在用标准太阳模型去算，标准太阳模型里涉及到非常多的参数，比续航的问题复杂太多了。
比如，氢元素、氦元素，还有各种元素的比值是多少？温度分布如何？密度分布如何？光度、中心区大小、核反应的强度、自转、磁场、湍流等等一大堆。算完之后，太阳常数的误差还是非常大，可是也没有好办法。真正的太阳常数，最准确的值是1 366瓦／平米，这个值其实不是算出来的，是一九八几年之后，人们把卫星弄上太空，去测了一下，就测准了，而且这个数值还能帮料学家们修正了标准太阳模型里的一些参数。
小结
这期我们挖出的科学思考方式是什么呢？你可能会问，之前不是说近似计算威力巨大吗，怎么现在又不提倡算来算去了？这是因为应用场景不同。近似计算是在我们手头没条件做实测的情况下，又不得不猜个大概时用的绝招。但现在我们说的变量太多了，有能力当然就去实测一下。科学思维是一种很务实的思考，哪个更有效就选哪个。
思考
你能不能举出一些通过近似计算非常容易把人算晕，但其实直接测量就能测的很准确的例子吗？
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