「優能工程師」帶你了解新能源汽車:EV、BEV、HEV、PHEV

2021-01-08 妄言0102

近年來全球燃油車的保有量暴增,給我們的環境帶來更惡劣的影響,各國都紛紛出臺治汙方案,推廣新能源汽車成為了改善空氣品質的一種途徑,我們對新能源汽車了解有多少?了解新能源汽車:EV、BEV、HEV、PHEV。更多新能源乾貨知識,在「優能工程師」,由易到難,由淺入深,全方位學習,維信館主。

純電動車(Battery Electric Vehicle, BEV),是指以事前已充滿電的蓄電池供電給電動機,由電動機推動的車輛,而電池的電量由外部電源補充。由於不會在路面排放廢氣,因此不會汙染路面的空氣。

原理

純電動車以蓄電池把能量存於車上,相等於一般汽車的油箱,為車輛提供電力給電動機,電動機把電能轉化為動能,推動車輛,結構上非常簡單。

純電動車所使用的電池是蓄電池,在電力用盡後經由車外輸入電源給電池充電。電動機推動車輪的方式可以是像傳統車輛般經差速器傳動到車輪,較新的作法是每個推動輪各自有一個電動機,電動機則直接推動車輪,省減了差速器。

電動機通常除用作推動車輛外,在剎車時也充作再生制動系統的能量轉換器,把車輛的動能回收轉化為電能蓄存放電池中。不同於一般汽車,純電動在停下來時電動機是完全停下,完全不消耗能量。

電池性能決定了純電動車的最大行程、充電時間。電池成本佔了整體成本相當大的比重,製造電池的排碳量也佔了整個使用周期排碳量相當大部份(43%)。所以電池是純電動車發展的最重要的技術關鍵,重要的電池性能參數有:電池容量、充電時間、電池壽命。

現今純電動車所使用的電池有鎳氫電池(Ni-MH)或鋰離子電池(Li-ion battery),兩種電池都可以回收再用。現在適合併已用於純電動車的鋰電池有磷酸鋰鐵電池及鈦酸鋰電池。

性能

現今的純電動車性能在多方面都相當不錯。跑車方面,Tesla Roadster,加速由0至97公裡/小時只需3.9秒,一般房車例如Smart ED0至50km/h是6.5秒,這主要歸功於電動機的性能,但當用在負重較大的用途上時,使用純電動車的還不多,這可能是由於電池的性能及成本所至。在扭力方面是電動機的強項,因此在一般用途扭力不會的是問題。

至於極速,很多純電動車都能達至100km/h以上,像Tesla Roadster一類跑車更達到200km/h以上,而且只需轉一次檔。

由於電動機的扭力輸出穩定,控制也比內燃機容易,純電動車的行駛較暢順,震動及噪聲也較小;也不需如一般汽車那樣需要經常換檔才能確保有足夠動力。

新能源汽車:PHEV(插電式混合動力汽車)

插電式混合動力汽車(Plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)的是一種混合動力車輛。其充電電池可以使用外部電源充電,而電池容量比電動車小、但大多大於普通油電混合動力車。

插電式混合動力車輛是針對通勤族設計的,多數通勤族通勤距離在十幾公裡內,插電式混合動力車輛的電池續航力只要有二三十公裡即可以滿足多數通勤需求(通勤時不需啟動內燃機)。

在長途駕駛的情況下,既使是續航力數百公裡的電動車也可能沒電,此時插電式混合動力車輛則使用內燃機提供能量,方便性與傳統汽柴油車輛相近;引擎運轉模式更接近最高效率的定速運轉,因此也很省油,甚至可以讓轉子引擎、渦輪引擎達到低油耗低汙染的目標;有些車輛使用小型引擎、且不使用複雜的傳動系統,可以抵銷電池所增加的重量跟成本。

但混合動力車的缺點,插電式混合動力車輛可能更嚴重,例如鋰礦問題、電池成本、製造電池的環境成本。

發售中的插電式混合動力車輛有:比亞迪F3DM(比亞迪汽車)、雪佛蘭伏特(通用汽車)、普銳斯III PHEV(豐田汽車)等。

新能源汽車:HEV(混合動力車輛)

混合動力車輛(Hybrid electric vehicle, HEV)),是使用兩種或以上能源的車輛,所使用的動力來源有:內燃機、電動機、電池、氫氣、燃料電池等的技術。

多數油電混合動力車使用汽油,雖然消耗汽油較少,但是加速表現卻較佳,被視為比普通由內燃引擎發動車輛較為環保的選擇。近年有的可以從輸電網絡上向內部電池充電,叫插電式混合動力汽車(Plug-in hybrid, PHEV)。

原理

絕大多數的混合動力車的推動裝置不外乎內燃機或電動機,若當中有使用電力推動電動機作為其中一種推動裝置者即可以用電池進行再生制動,把能量回收,以節省能源,現在較普遍使用的油電混合動力車就屬於這一類。油電混合動力車或柴電動力車的推動裝置可以是同時擁有電動機及內燃機引擎,也有隻使用電動機的設計。

新能源汽車:EV(電動車)

電動車(Electric vehicle, EV),指使用電動機或牽引電動機推動而在路面上行駛的車輛。存在三種主要類型的電動車輛:第一種是直接從外部電站供電;第二種是最初是從一個外部電源所存儲的電力供電;第三種是採用了車載的發電機,如內燃機(混合動力電動汽車)或氫燃料電池。電動車包括電動汽車,電動火車,電動貨車,電動飛機,電動船,電動摩託車,摩託車和電動飛船。

如果電力來源是電池,而電池的能量來自外部電源,這就是純電動車或電池電動車(BEV);如果電力來自內燃機帶動的發電機,那就是混合動力車(HEV);如果來自太陽能板,那就是太陽能車;如果來自燃料電池,那就是燃料電池車(FCEV)。除內部電源外,也可來自外部電源,例如無軌電車。

豐田普銳斯(Toyota Prius),首款量產的油電混合動力車,於2001年在全球範圍內被引入。截至2013年3月,一共有三個世代的293萬豐田普銳斯汽車已銷往世界各地,它是世界上最暢銷的油電混合動力車。

截止2013年5月,日產聆風(Nissan Leaf)通過在全球範圍內銷售超過了65,000臺,它是在歷史上和在世界上最暢銷的具有高速公路功能的純電動車。

截至2013年6月,一些純電動車已經在一些國家大量生產,包括REVAi, Buddy, Mitsubishi i MiEV, 奇瑞QQ3 EV, JAC J3 EV, Nissan Leaf, Smart ED, Wheego Whip LiFe, Mia electric, 比亞迪e6, Bolloré Bluecar, Renault Fluence Z.E., Ford Focus Electric, BMW ActiveE, Tesla Model S, Honda Fit EV, RAV4 EV second generation, Renault Zoe, Roewe E50, Mahindra e2o, 和Chevrolet Spark EV。

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