其他的組合方式可以透過能源管理以及能源再生來有較高的效率,但會有費用、複雜度以及電池限制上的問題。 混合內燃機及電動機的車輛,其電池容量會比傳統純內燃機車輛的電池要大很多。 傳統車輛的電池只需要讓車內的電子系統運作,並且供引擎的火星塞點火即可[1]。 目前國際車廠,包含GM、Ford、Toyota、Honda等汽車製造商,無不把節能車輛做為未來10至20年之主力車種,而大幅投入資源進行設計研發。 舉例而言,生質燃油引擎車、鋰電池/鎳氫電池電動車、油電混合車、燃料電池電動車等車款皆有相當之研究成果;雛型車與量產車亦紛紛出籠。 而政府與法人機構之配套措施諸如:降低進口關稅與貨物稅、購車補助、測試法規與安全認證制定、充電站設立等措施,皆有利於加速節能車款量產之可能性。
GM推出的别克君越和别克君威,其中度混合動力系統稱為Eassist. 中度混合動力有時也會稱為是輔助混合動力(power-assist hybrids),因為以引擎為主動力來源,在傳統汽車的動力總成中加入馬達來提昇力矩。 GM推出的別克君越和別克君威,其中度混合動力系統稱為Eassist. 由儲存壓縮空氣之高壓鋼瓶提供能量;後端之SV為可控電磁閥,藉由電磁閥之開關,決定提供輸出氣體能量之大小。 氣體輸出後將灌入空氣馬達中,空氣馬達可分為葉片式、渦捲式等,透過氣體動力,可推動馬達之內部機構,將能量轉換為轉動機械功,進而驅動後軸之車輪。
混合動力車輛: 動力車
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。 豐田汽車將其公司的重度混合動力技術命名為豐田混合動力系統(Hybrid Synergy Drive),用在普銳斯、豐田Highlander运动型多用途车及丰田凯美瑞。 若二個動力來源在軸上並聯,二者的轉速需相等,所提供的扭力會疊加(大部份的電動腳踏車也是這一型的)。 若二個動力來源中只啟動一個來源,另一個動力來源也需要以相等速度旋轉,不然二個動力來源就要用單向的離合器或Freewheel(英语:Freewheel)來連接。 混合動力車輛2023 豐田汽車將其公司的重度混合動力技術命名為豐田混合動力系統(Hybrid Synergy Drive),用在普銳斯、豐田Highlander運動型多用途車及豐田凱美瑞。
藉由選配之元件,在購買之模型車上進行實配,以瞭解各零件是否會有干擾之現象。 以上各種不同的混合方式,都能在一定程度上降低成本和排放。 各大汽車廠商在過去的十幾年,通過不斷的研發投入,試驗總結,商業應用,形成瞭各自的混合動力技術之路,而在市場上的表現也是各具特色。 也就是發動機為主,電動機為輔,電動機一般無法單獨驅動汽車。 系統輸出動力等於發動機與電動機輸出動力之和,其中最為代表性的是本田IMA系統。
混合動力車輛: 空氣/電動混合動力車之系統設計與展望
傳統奧圖循環的引擎功率密度較高、低轉速下的扭力較大,但效率較差,可以更換為功率密度較低、低轉速下的扭力較小,但效率較高的阿特金森循环或米勒循環引擎。 引擎越小,使用的循環效率較高,運作在BSFC(英语:brake specific fuel consumption)圖中較理想的位置,因此可以顯著提昇車輛的整體效率。 串並聯式混合動力車輛在中高速時,會直接用引擎配合機械傳動來驅動車輪,避免能量轉換過程中的損失。
同時更大的電池還能放出儲存的電能,提供住家或旅行臨時的電力使用,多用途正逐漸變得歡迎。 在混合動力電動車(Hybrid Electric Vehicle, HEV)中,油、電混合動力是最常見的,因此HEV 亦稱油電混合車(簡稱為油電車)。 但一般的油電車並不是透過電網充電,電能是倚賴引擎發電,並透過煞車減速時回收動能,轉換而成;因此,當油電車電量不足時,汽油引擎將自動啟動,帶動發電機充電,故車輛油箱裡一定要有油,不可在完全無油的狀態下行駛。 如圖中c)所示,通過一種行星齒輪系統組成的動力分配裝置,將整個系統耦合在一起,根據行駛工況靈活採取串聯方式或並聯方式,以達到熱效率最高、排氣污染最低的效果。
混合動力車輛: HEV 油電複合動力車和 BEV 電池電動車有什麼區別?
此外,混合動力車若有使用電力推動電動機作為其中一種推動裝置,即可以用電池進行再生制動,在車輛減速時回收動能轉換成電能,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可以由電動機及內燃機引擎共同推動,但也有純粹使用電動機推動的設計。 由於內燃機的輸出是經過路面傳至電動機,因此得名through the road。 除了能夠透過再生制動系統回收電能外,此種設計的另一好處是四輪驅動性。 由前後輪軸都有動力,在某些情況下擁有四輪驅動的循跡性能(traction),有些類似設計甚至沒有電池,例如日產的e-4WD系統,直接以發電機推動電動機以推動後輪,內燃機則推動前輪及發電機。
車後市場的方案是指客戶將電動車改裝配件(英语:Electric vehicle conversion)、混合動力動力源(馬達和引擎)或是純電動力源(只有馬達)提供給車廠組裝,再由車廠交付已組裝好的車輛。 也可以靠售後安裝廠商在車架上加入電動或是混合動力的驅動裝置[34]。 後來通用汽车推出了BAS Hybrid(英语:BAS Hybrid),是在2007年Saturn Vue上開始使用的中度混合動力系統。
混合動力車輛: 並聯式混合動力
保時捷(Ferdinand Porsche)被譽為油電車發展的先鋒,他發明一輛配置在前輪輪轂上的兩具電動馬達所驅動的電動車。 1901 年,這輛車被改良由汽油引擎發電,供電給電動馬達驅動,被視為油電混合車之始。 1、採用複合動力後可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,此時處於油耗低、污染少的最優工況下工作。 需要大功率內燃機功率不足時,由電池來補充;負荷少時,富餘的功率可發電給電池充電,由於內燃機可持續工作,電池又可以不斷得到充電,故其行程和普通汽車一樣。 這種車款是最接近純電動車的混能車,它配置了可外接充電的大型電池,續航力和性能都有所提升。 但由於電池會令車輛變重,所以若單以燃油行駛,並不能節省油耗。
插電式混合動力(Plug-in Hybrid Vehicle,簡稱PHV),簡單說就是介於電動車與燃油車兩者之間的一種車。 他既有傳統汽車的發動機、變速箱、傳動系統、油路、油箱,也有電動車的電池、電機、控制電路。 混合動力汽車——指同時裝備兩種或兩種以上動力來源的車輛,使用發動機驅動和電力驅動兩種驅動方式的汽車。 全面型混合動力可以是讓引擎與馬達都驅動前輪或後輪,也可以設計成分開驅動前後輪變成四輪驅動。 目前擁有全面型混合動力系統技術的廠商有Toyota和Ford,其中Ford的混合动力系统来自于Toyota的授权和专利交换。 混合動力自行車又稱作摩托化自行車,是在自行車(單車)上加上混合動力的設計,較先進的是使用電動機的設計,能使用再生制動及較寧靜。
混合動力車輛: 內燃機引擎-液壓混合動力車輛
插電式油電混合車電池容量雖大於油電混合動力車,但比純電動車小,電池續航力大多只有幾十公里,主要是為短程通勤而設計。 若是要長途駕駛,則必須仰賴內燃機,利用汽油輔助,因此插電式油電混合車依賴充電站的程度較低,且相對比燃油車環保,又擁有汽柴油車的方便性,兼具油電兩種優勢。 油電複合動力車(HEV)能透過引擎或煞車時的減速動能回收自動充電(Self-Charging Hybrid),且可有效運用電動馬達與汽車引擎,提供順暢的行車感受,並可將排放汙染降至最低,帶來優異的油耗表現。 2004年至2007年的雪佛蘭Silverado(英语:Chevrolet Silverado)PHT是全尺寸的皮卡車。 GM PHT的電源是42V系統,透過三顆12 V的铅酸蓄电池串聯(36V)來提供啟動馬達以及其他附加設備的電源。 中度混合動力車輛是加裝混合動力硬體的傳統車輛,其混合動力的能力有限。
有許多方式可以達到馬達-內燃機引擎(ICE)的混合動力,可以依馬達驅動系統和內燃機驅動系統的連接方式、各系統運作的時機,以及提供動力的比例來分類。 主要可以分為串聯式混合動力(series hybrids)及並聯式混合動力(parallel hybrids),以並聯式混合動力比較常見。 2004年至2007年的雪佛蘭Silverado(英語:Chevrolet Silverado)PHT是全尺寸的皮卡車。 此車輛依動力需求關閉及重啟引擎,也有再生剎車系統,可以讓效率提高10%。
混合動力車輛: 混合動力的程度差異
[6]然而,此系統最大的問題在於兩輪軸的動力往往難以完美協調而造成能量損耗,因此在燃油效率的表現上受到一定程度的限制。 混合動力車輛 混合動力車輛 若串聯式混合動力系統中,在發電機和牽引電動機之間有電池作為能量緩衝的媒介,其靈活性較高、效率較高,廢氣排放也比較少。 此組態中,引擎驅動發電機,不會直接驅動和車輪相連的傳動系統。
因為隻是在變速箱上(分變速箱輸入端和輸出端兩種增加方法)增加瞭一臺電動機,在傳統燃油車基礎上改動較小,成本也比較低。 這是因為高速路況下,如果發動機直接驅動車輪,可以一直工作在最佳工作模式,而增程式混合動力多瞭一個轉換過程,轉換本身要消耗能量,造成油耗反而偏高。 3.因為發動機不直接驅動車輪,發動機轉速和車輪轉速、汽車速度沒有直接關系,通過控制系統優化,可以讓發動機一直工作在最佳轉速,即使在充電不便時,市內堵車路況下油耗也比較低,發動機噪音也可以控制的非常小。 混合動力汽車,亦稱複合動力汽車(英文為Hybrid Power Automobile)是指車上裝有兩個以上動力源:蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內燃機車的發電機組,當前複合動力汽車一般是指內燃機車發電機,再加上蓄電池的汽車。 Audi的A1 e-tron概念車也是這種設計,車上配備一具小排氣量轉子引擎只作發電用,專為電池組充電,車輛完全由電動馬達驅動,但Audi並無計劃量產這型號。 “新購、增購和換購是車市增長的驅動力,過去幾年新購是車市增長的主要動力,最近幾年新購走弱,這也是合資品牌A級車持續下降的因素。
混合動力車輛: 串聯式動力
空氣動力為目前正在發展之節能技術,首先由印度TATA汽車公司引進法國MDI的空氣壓縮動力技術,開發出空氣動力版之TATA Nano並準備量產。 透過高壓空氣灌入車內鋼瓶中,高壓能量可藉由推動新型空氣引擎之活塞,而將空氣動力轉換為驅動力進而推動車體前進;然由於空氣動力具有流體特性,因此瞬態反應較慢。 換句話說,當駕駛者重踩油門時,空氣動力無法馬上提供足夠之加速性;再者,高壓空氣釋放完後,並無法如電動車般在煞車時將能量回收,因此續航力亦無法提升。 Lexus和Toyota使用的是豐田集團開發的HSD全面型混合動力系統(Lexus和Toyota同為豐田集團旗下廠牌,BMW也以技術交換合法共享部分該技術)。 Lexus和Toyota已有數十款車型也實用,當前在省油效果方面最佳的代表是第四代Toyota Prius。 Lexus和Toyota已有數十款車型也實用,当前在省油效果方面最佳的代表是第四代Toyota Prius。
二、依據McKinsey & Company公司所做之預估,油電混合車市場在2020年可占20%以上之市占率。 然此款空氣動力系統,在提升鋼瓶之續壓後(間接提升續航力),亦可輕易取代石油燃料之引擎,占據部分複合動力車之市場。 因此,可預估氣電混合動力系統,未來將在節能動力市場,占有一席之地。 與中混合動力系統相比,完全混合動力系統的混合度可以達到甚至超過50百分比。 技術的發展將使得完全混合動力系統逐漸成為混合動力技術的主要發展方向。
混合動力車輛: 混合動力自行車
串並聯式混合動力(series-parallel hybrid)也稱動力分配式混合動力(Power-split hybrid),是加入動力分配式元件的並聯式混合動力,讓從引擎到車輪的動力傳輸可以透過機械達成,也可以透過電子系統達成。 電動機的效率比引擎要好,可以在寬速度範圍有高功率重量比。 若引擎是在設計的最佳轉速定速行駛,引擎效率會比電動機要好。
- 與增程引擎電動系統的構造大同小異,不同的是把引擎換成燃料電池。
- 車載動力源有多種:蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內燃機車的發電機 組,當前複合動力汽車一般是指內燃機車發電機,再加上蓄電池的汽車。
- 別克君越eAssist就是采用瞭輕型混合動力系統,使用並聯式結構,為車輛提供瞭能量回收、車輛啟停等功能。
- 傳統車輛的電池只需要讓車內的電子系統運作,並且供引擎的火星塞點火即可[1]。
- 此系統是由伊頓和許多其他的公司開發,主要用在大型車輛上,例如卡車、公車以及軍車。
- 隻靠發電機行駛的電氣汽車,配置的發動機輸出的動力僅用於推動發電機發電。
因為開發成本極低故目前已被多家廠商使用,例如賓士、雪鐵龍、馬自達、標緻汽車和Smart。 目前插電式混合動力系統多以全面型混合動力系統為基礎開發,目前擁有插電式混合動力系統技術的廠商有雪鐵龍、豐田、富豪和比亞迪。 同屬賓士集團的賓士與Smart開發的微型油電混合系統名叫mhd(micro hybrid drive之縮寫),就是很典型的怠速熄火系統,該系統的核心是一個由皮帶驅動的啟動發電機,取代了一般傳統的發動機與發電機。 這具啟動發電機供應了汽車的電力系統,同時還能快速啟動車輛的汽油引擎。 目前mhd已套用在Smart Fortwo mhd上販售,未來將擴展於更多的車款如SLK。
混合動力車輛: 性能
一般而言,引擎的輸出功率是假定為瞬時(峰值)輸出功率[11],但實務上無法這樣使用。 由於各推動單元都能各自獨力推動整部車,因此混聯式混合動力也必然地能達至重度混合動力的程度。 [3]但混聯式混合系統並不是唯一可達至重度混合的技術。 “目前傳統燃油車的促銷價格折扣率達16%,處於高位的狀態,預計不會出現進一步大幅促銷的情況。 但新能源車市場由於競爭結構仍相對不穩定,所以會出現一些價格波動,促銷增大也是一個正常現象。
- 动力总成可以用化學能、太陽能、核能或是動能,以此能源來推動車輛。
- 雖然政府有電動車「一換一」計劃減免車主的首次汽車登記稅,鼓勵更多人購買電動車,但暫時沒有打算把計劃延伸至混能車。
- 3.因為發動機不直接驅動車輪,發動機轉速和車輪轉速、汽車速度沒有直接關系,通過控制系統優化,可以讓發動機一直工作在最佳轉速,即使在充電不便時,市內堵車路況下油耗也比較低,發動機噪音也可以控制的非常小。
- 2004年至2007年的雪佛蘭Silverado(英语:Chevrolet Silverado)PHT是全尺寸的皮卡車。
- 系統類似混合電動車,儲存剎車時的能量,作為啟動時的輔助動力來源。
- 也就是發動機為主,電動機為輔,電動機一般無法單獨驅動汽車。
在效果上來看,可以將引擎和車輪之間的機械傳動系統改為發電機、纜線以及控制線、再加上牽引電動機,好處是引擎不需直接驅勳傳動系統。 混合動力車輛可以再依二個動力來源的負載分配來分類:以引擎為主(才在有需要時才讓馬達輸出扭力)或以馬達為主。 儲能裝置可使用化學電池或者飛輪電池,動力源可以是柴油引擎、天然氣引擎或者氫氣引擎(燃料電池),則傳動裝置通常是牽引馬達、液壓變速箱或者齒輪變速箱。 就是兩臺電機、發動機、變速箱一個都不能少,配套的控制電路、電池、傳動系統、油路也不能少,總體成本要高於其他類型的插電混合動力。 因為要控制兩個電機和一臺發動機,還有不同的工作模式,控制系統也要相對復雜,這也會提高成本。
混合動力車輛: 電動車比一比!認識三大類型電動車,優缺點一圖看懂
馬達提供了怠速熄火系統及制動再生功能,在停車或以電動機推動時關閉內燃機,在減速與煞車時、下坡時進行動能回收。 內燃機也不必兼顧起動及低速的需要,可以進一步優化高轉速時的需要,提高燃油效率及性能,也同時降低污染物的排放。 Outlander 混合動力車輛2023 PHEV在12kWh的鋰電池組協助下,以純電動模式行駛最大巡航距離為55公里,而更長的巡航距離意味著油耗更低,目前原廠公布Outlander的綜合油耗為每公升62.5公里。 至於Outlander PHEV的充電速度,原廠數據為使用200V電壓的充電插座,在電池組完全放電的情況下充電,Outlander PHEV經過45分鐘即可充飽電池組,30分鐘更可充飽80%的電量。
傳統奧圖循環的引擎功率密度較高、低轉速下的扭力較大,但效率較差,可以更換為功率密度較低、低轉速下的扭力較小,但效率較高的阿特金森循環或米勒循環引擎。 引擎越小,使用的循環效率較高,運作在BSFC(英語:brake specific fuel consumption)圖中較理想的位置,因此可以顯著提昇車輛的整體效率。 許多的混合動力系統也會在引擎不需要運行時關閉引擎,以節省能源。 混合動力車輛2023 此一概念其實不是混合動力車才有的作法:速霸陸汽車在1980年代就在內燃機引擎汽車中導入此一技術、Volkswagen Lupo 3L也是在車輛非行駛時會關閉引擎的傳統汽車。
這套系統並非以環保節能為主要目標,而是以提升引擎動力為優先,而且不得過度增加車重,希望能在增加動力之餘還能降地碳排放與油耗。 該系統曾試驗性的以前中置引擎後輪驅動安裝在599 Hybrid 混合動力車輛 Concept上,但目前展示的系統已改為後中置引擎後輪驅動,計畫優先搭載於限量跑車Enzo的後繼車款F150 LaFerrari上。 賓士利用S-Class開發了一款自家的中度混合動力車S400 Hybrid L,採用的就是典型的補助型混合動力系統。 一顆V6引擎加上鋰電池,引擎曲軸箱與變速箱中央的碟型電動馬達,單靠引擎動力可達299hp的馬力與38公斤米的扭力值,碟型電動馬達則可輸出15kW之功率,縱效馬力達319 hp。 平均油耗僅7.9L/100km,每行駛一公里僅有186g二氧化碳排放。