朋友问起夏天高温天气，高速开窗户费油还是开空调费油？先说结论，随着空调相关热管理技术的提升，空调功耗占总能耗的比例正逐渐降低至5%以内。而开窗风阻带来的额外功耗则达到30%以上。接下来我们就具体聊聊风阻系数的那些事。
↑特斯拉Model3风阻测试
在夏季高温天气下，驾驶高速公路时开窗户还是开空调各有利弊。具体来说：
开窗户空气阻力增加：当车辆在高速行驶时，打开窗户会导致空气阻力增加，从而使发动机需要更多的功率来维持速度，因此会增加燃油消耗。驾驶舒适性降低：开窗户高温空气进入车内，同时噪音也会增大，从而影响驾驶舒适性。
开空调额外负载：空调系统需要使用发动机的能量来运作，这会给发动机增加负载，从而也会增加燃油消耗。驾驶舒适性提高：开空调能够有效降温和除湿，提高乘坐舒适度，尤其是在长途驾驶中显得尤为重要。
空气动力学与风阻系数
↑汽车设计风洞测试
汽车设计中的空气动力学对性能影响显著。风阻系数（Cd值）是流体动力学中用于确定物体在流体中移动时遇到的阻力的数字。较高的风阻系数会增加燃油消耗，并影响车辆在高速行驶时的稳定性。
历史背景：早期汽车设计未充分考虑空气动力学，20世纪初德国在这方面的研究领先。1921年，齐柏林飞艇工厂首次在风洞中研究汽车。
风阻的组成：风阻包括外流阻力（车身、后视镜等）和内流阻力（发动机冷却、加热和通风）。外流阻力由压力阻力、表面摩擦阻力和干涉阻力组成。
设计影响：汽车前端设计、风洞测试等都会影响风阻系数。一般量产车的风阻系数在0.25到0.3之间，而SUV由于形状较方正，风阻系数在0.35到0.45之间。
↑封闭车顶量产车与敞篷车风阻系数对比
让我们来尝试分析敞篷车与封闭式车顶量产车和具有不同车窗打开配置的封闭式车顶量产车进行了比较。比较了车辆风阻系数和客舱内的气流行为。再进行了理论计算，以比较不同车速下道路负载的变化。结果表明，敞篷车的风阻系数0.45比封闭式车顶量产车0.35明显增加，接近30%。
↑NASA风阻系数公式定义
风阻系数的计算公式
根据NASA的定义，风阻系数Cd的计算公式如下：其中，D为阻力，ρ为空气密度，V为速度，A为参考面积。风阻系数包含了所有复杂的依赖关系，通常通过实验确定。参考面积的选择会影响风阻系数的值。
↑开窗与不开窗空气阻力计算
对于汽车来说，阻力是车辆行驶时周围空气推动汽车的力，就好像试图阻止它或减速一样。这意味着在道路上行驶的汽车将受到它所经过的空气的阻力，其力取决于汽车的设计和行驶速度。阻力随着速度的平方而增加。正因为如此，阻力的影响主要在较高的速度下感受到，这意味着汽车的设计必须尽可能降低阻力系数。但是，更高的阻力系数对汽车在高速行驶时的性能的影响也不止于此。数字越大，汽车越难控制，使用的燃料越多，加速度受到的影响就越大。计算阻力系数涉及一个复杂的数学公式，该公式考虑了速度、空气密度和参考面积（即汽车表面）。测试汽车的风洞布局也会影响阻力系数。
↑各种车型风阻系数区间
量产车风阻系数区间
一般来说，量产车的风阻系数在 0.25 到 0.3 之间，而 SUV 的风阻系数更高，因为它们的形状更方正，在 0.35 到 0.45 之间。需要注意的是，阻力系数是一个高度不稳定的数字。当为某辆车确定这个数字时，它仅指该特定配置下的特定汽车，而不是整个车型系列。
↑F1赛车不同空气套件下的风阻系数
有点违反直觉，像一级方程式赛车中使用的高性能汽车的阻力系数远比车轮上的立方体悍马H2差得多。一级方程式赛车的等级在 0.7 到 1.1 之间，具体取决于车队为赛车比赛的每个赛道选择的设置。相比之下，悍马H2的风阻系数约为0.57。这背后的原因是一级方程式赛车需要阻力，以便它们能够为高速转弯产生足够的下压力。正如我们之前所说，低阻力可能意味着更大的升力，因此更大的阻力意味着更大的下压力。
↑全球风阻系数最佳100款车型前十
全球风阻系数最佳的100款车型中，排名前十的车型如下：
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
很明显由于是国外媒体，所以中国车型并没有被考虑其中，而新崛起的中国新能源车型恰恰是其中的后期之秀。我们来一起看一下吧。
↑2023年全球量产车风阻系数排名（包含中国车型）
总结而言，在高速行驶时，开窗户带来的空气阻力会显著影响燃油效率，甚至超过30%，因此通常建议在高速公路上使用空调，这样相对来说可能会更加省油，并且能够提供更好的舒适度。
