首先，我们先来看一下纯电动车续航里程的计算公式：续航里程=可用能量/能耗。
在可用能量上，一辆油箱容积为55L的燃油车不管是市区还是高速，能用的油都是55L，可用能量差别不大，而电动车由于电池特性，在高速与市区时电池放电倍率存在一定区别，对电池放电能量的确会有2%~3%左右的影响，但这个影响与电动车高速里程的衰减相比明显是非常小的，所以题主的这个问题其实可以分解为以下两个问题：
- 为什么电动车在高速行驶时的能耗相比市区能耗大幅增加?
- 为什么燃油车在高速行驶时的能耗相比市区能耗更低？
正式开始分析前，我们不妨先看看当前的电动车及燃油车市区、高速续航的具体对比数据：
我知道有人会问了，小鹏G3怎么没有参加呀？ EV-Test的测试当时确实没有抽选小鹏G3参与，不过别急，我们自己也做了相关测试，慢慢往下看。
再看一下燃油车的高速续航：
基于燃油车高速与市区工况可用能量一致的前提，燃油车高速百公里油耗与市区百公里油耗的比值大约在70%~90%之间，即燃油车高速续航相比市区续航的里程增加大约在11%~43%左右，对具体数据感兴趣的朋友可以看以下链接：
看了上面的图，我们就得出了第一个结论：
电动车高速续航里程衰减大部分集中在16.6%~29.8%左右，其中轿车高速里程（黑色方框圈出部分）衰减情况整体要小于SUV车辆；
燃油车高速续航里程增加大部分在11%~43%左右；
相同公告里程的燃油车与电动车，高速续航里程差异大致在34%((1+0.11)/(1-0.17)-1)~104%((1+0.42)/(1-0.3)-1)之间；
在了解了电动车与燃油车高速续航与市区续航的具体差异后，我们再来具体讨论一开始提到的两个问题：
为什么电动车高速能耗相比市区能耗大幅增加?
这里我们以2020款小鹏G3为例进行讨论，2020款小鹏G3 NEDC公告里程520km，车辆百公里能耗在12.2kWh/100km左右（公告14.1为电网端能耗），100km/h高速续航里程约为400km，高速续航衰减比例23%，能耗在15.9kWh左右，那么这3.7kWh/100km(15.9-12.2)的能耗增加到底是怎么来的呢？
1）克服行驶阻力做功（P=F*V）
行驶阻力=加速阻力+坡度阻力+滚动阻力+空气阻力
NEDC工况：
P=F*v，W=P*t，将所有工况点的功率对时间进行积分便得到整个工况克服行驶阻力所需要做的总功，计算结果换算成能量为1.36kWh，即克服行驶阻力的百公里能耗为1.36/0.11(单个NEDC工况11km)=12.4kWh/100km;
车辆在100km/h匀速行驶时不需要加减速，只需要克服滚动阻力与空气阻力，工况点行驶阻力即为上图标注部分，克服行驶阻力的百公里能耗计算为：E_100=P*t_100=F*(v/3.6)*(100/v)=13.6kWh/100km;
从这里我们可以看出，在克服行驶阻力做功上，NEDC工况能耗与高速工况能耗差别仅1.2kWh/100km，相比3.7kWh/100km仍有较大差距，可见行驶阻力增加只是造成电动车高速续航衰减的因素之一。
备注：
单纯考虑不同车速下的风阻，高速工况相比市区工况肯定会显著增加（Fw=Cd*A*v^2）/21.15），毕竟风阻是与速度的平方成正比，但这里讨论的是能耗，单纯讨论风阻明显是不够充分的，驱动能耗同时与加速阻力，滚阻，风阻以及行驶速度相关，市区工况虽然车速及风阻都大幅小于高速工况，但由于市区工况存在更多的加速情况，所以总体的驱动能耗上两种工况就相差不大了，但值得注意的是，市区工况加速所消耗的能量是可利用的，后面会提到。
2）驱动系统（IPU+电机+减速器）效率
大家都知道，电动车的最终能耗是指电池端的能耗，所以在克服行驶阻力做工与电池端能量消耗中间还隔着驱动系统呢，那两种工况在驱动系统效率上又有什么不同呢？
图中黑色线所在的区域大致为NEDC工况下的电驱系统工作效率点，黄色星星处为高速行驶时的电驱系统工作效率点，那么两者计算下来的平均效率差距是多少呢？
计算结果仅相差1%，高速工况效率略高于NEDC工况（不同驱动系统及不同的车辆阻力可能会造成效率差异存在一定变化）；
我们继续上面的计算，假设NEDC工况平均驱动效率为85%，100km/h平均驱动效率为86%，
那NEDC工况电池端的百公里驱动能耗为12.4/0.85=14.6，高速工况电池端的百公里能耗为13.6/0.86=15.8；
即使在考虑了驱动效率后，电动车高速/市区工况的能耗差异并没有明显变化（仍然是15.8kWh-14.6kWh = 1.2kWh/100km），可见驱动效率对电动车市区工况及高速工况的能耗影响很小。
3）能量回收
现在的电动汽车基本都具有能量回收功能，能够回收车辆制动时的动能，重新用于驱动。
关于能量回收，这里不再展开，有兴趣的可以看一下 @张抗抗 老师的回答：
上面我们已经分析到两种工况的驱动能耗差异为1.2kWh/100km（15.8-14.6），与刚开始提到的3.7还有2.5的差距，其实这2.5就是通过能量回收回收进电池重新利用的能量；
备注：可能有人会问为什么14.6-2.5=12.1，与刚开始提到的12.2不吻合，这里有两方面原因，一是效率值是假设的近似值，不是准确值；二是这里还未考虑低压附件消耗的能量，其实考虑上低压附件的消耗的能量，回收能量是大于2.5的，大约在3左右，实际能量回收率(回收能量/驱动能量)可达到20%以上(3/15)。
看到这里就有第二个结论了，电动车高速能耗大幅增加的原因主要有两个：
- 高速行驶风阻大幅增加，造成高速工况用于克服行驶阻力的能耗增加；
- 由于电动车具有能量回收功能，显著降低了市区工况电动车行驶能耗，所以与其说是电动车高速能耗大幅增加，倒不如说是能量回收大幅降低了电动车市区行驶能耗；
其实这里还可引申出一个有趣的结论，电动车高速续航衰减很少的电动车，可能并不是由于它电驱系统在高速时效率有多高或是风阻有多低，可能只是因为它能量回收强度过低，在市区行驶时能量回收效果不明显。
我们分析高速工况时采用了匀速工况，虽然实际高速工况还是会存在一定的加减速情况，也存在能量回收，但相比市区行驶时频繁的加减速，高速工况的能量回收率通常是远小于市区工况的，即能量回收这个功能对能耗的降低效果在市区行驶时会更明显，所以即使考虑高速工况也存在加减速也不影响第二条结论。
现在来看第二个问题：
为什么燃油车高速能耗相比市区能耗更低？
很多回答都已经详细的说到了燃油车发动机热效率，所以这里就不再过多论述，简单举个例子分析一下：
我们继续用上面分析电动车时计算的NEDC工况12.4与高速工况13.6的克服行驶阻力所需的百公里能耗来进行讨论，市区工况下，由于发动机大部分时间处于低负荷区，平均下来热效率可能就在15%~20%左右，而高速工况下，通过改变速比，能使发动机工作在热效率30%以上的区域，那么此时市区跟高速工况的能耗分别是12.4/0.2=62，13.6/0.3=45，燃油车高速能耗相比市区能耗降低了27%；
注意：这里计算燃油车能耗时依然沿用了电动车能耗计算的单位，但不影响我们对比能耗变化的结论。
所以我们就得出了第三个结论：
燃油车高速能耗比市区能耗更低是因为发动机的热效率在不同的负荷区间存在较大的变化，且高速时效率的增加幅度明显大于高速行驶阻力能耗的增加幅度，所以燃油车高速能耗更低，续航里程更长。
看到这里，你明白了吗？
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来源：知乎 www.zhihu.com
作者：小鹏汽车
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