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Prius2004

2004 豐田 Prius, 電、油混合動力車輛

混合動力車輛是使用多種能源動力的道路車輛,使用內燃機電動機電池氫氣燃料電池等的技術。目前的混合動力車多數以電動機推動,能源則來自電池及內燃機。混合動力車多數無需從電網上充電,但是消耗汽油較少,而加速表現卻較佳。被視為比普通由內燃引擎發動車輛較為環保的選擇。


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混合動力車輛每加侖可行駛的英里數(miles per gallon)
(數值愈大,耗油量愈少) Real Hybrid Mileage Database

原理编辑

混合動力車輛使用超過一種能源。現時生產的通常由電動機及內燃機發動,由一個或多個電動機推動車輛,內燃機則負責為電池充電,或者在需要大量推力(例如上斜坡或加速時)直接提供動力。而純電力推動的車輛則要定時接上外部的電源充電。混合動力車輛的優點有:

  • 跟純電動車比,多了內燃機提供動力,因此電池較少,比純電力車輛較輕及寬敞、也沒有充電時間過長、地點過少問題;更可以讓充放電的方法最佳化,因此電池壽命大幅延長,當作計程車使用都能提供令人滿意的電池壽命。
  • 一般車輛在各種行駛狀況需要的能量差異很大,內燃機很少在最高效率狀態運轉。混合動力車的內燃機在運轉時可以更常維持在高效率狀態:若有多餘能量可以用來充電、能量不足時可以以電動馬達補齊、有時可以關閉內燃機更省能源;因此所需的內燃機比純內燃機汽車輕及小,也可以使用高效率、低扭力的內燃機
  • 剎車及下坡時可以使用電動機,將動能轉成電能為電池充電,進行再生制動。一般車輛剎車時的動能只能轉化成無用的廢熱,而下坡時也必須使用消耗燃料的引擎煞車以避免煞車系統過熱失效。
  • 在內燃機及電動馬達同時使用的情況下,可以提供跑車級的加速度。
  • 未來可能的優點:當電池科技及成本更進步時,純電池模式就可以提供通勤距離所需的所有能量,屆時可以讓車輛在通勤時等同純電動車(夜間回車庫充電)、假日遊玩等長途使用才會開啟內燃機、車輛甚至可以在電力尖峰時間提供電力給辦公室(或住家);若能普及,深夜充電需求會讓電力系統負荷更平均,不但電力業者獲利、也會增加電廠效率及降低污染,而電力也可以使用再生能源提供。(詳見:英文維基百科:插電混合動力車
  • 混合動力車輛就算是一個過渡方案,也是不會浪費研發能量的過渡方案;因應混合動力車輛所發展的技術,大多也是燃料電池車及電動車所需的技術(電動馬達、高品質充電電池、輕量化車體)。

混合動力車輛的缺點是在純電力模式的噪音過低、行人無法藉由聲音來察覺行駛中的車輛,很容易造成危險。

必須克服的問題: 不論以環保或經濟觀點,目前的油電兩用車並不適合只有在假日使用的人士,這是因為:

  • 價格較高,必須降低電池等成本,以利普及。
  • 鎳氫電池有自放電問題(經常使用效益才夠高)、可供車用的鋰電池尚未普及。
  • 電池重量會讓汽車更重,因此研發更輕的電池可以增加效益。
  • 電池製造及回收會消耗能源、製造污染,需要進一步降低電池污染及耗能;否則目前的油電兩用車輛要在行駛數萬公里以後才會有環保效益。

歷史编辑

混合動力的技術最早在柴、電潛艇上出現。這類潛艇在水上時用柴油發動機推進及為電池充電,在水下則由電池推動。

第一輛混合動力的車輛由斐迪南·保時捷1899年製成。大量生產的混合動力車則要在1990年代才出現,分別為本田豐田生產的Insight 及 Prius 。這兩款車都可由內燃機直接推動車輪提供動力,

種類编辑

最早期的混合動力車輛,內燃機是不會直接推動車輪,只是當作裝在車上的發動機,用來提供動力發電。車輛則只由電動機推動。這種配置稱為「串聯混合」。

第二代的混合動力,則由內燃機直接提供動力,推動車輪。電動機則只作為車輛起動時作輔助,在需要大推力的時候出力;和在剎車時提供再生制動,將動能轉成為電能儲起來。

2000年豐田生產的Prius 屬第三代,採用電腦控制及使用差速器,可以只用電動機、內燃機,或二者結合推動車輪。電腦需要時可以關閉內燃或電動引擎,以減少汽油消耗而同時提供大推力。

全面混合编辑

全面混合動力(Full Hybrid)或稱強混合動力(Strong Hybrid)可以只使用內燃機、或電池及電動機推動;亦可二者同時使用。這類組合需要較大體積、電壓亦較高的電池。

豐田的Prius 及福特的 Escape 屬於這類。

輔助混合编辑

輔助混合動力(Assist Hybrid)的電池及電動機用作輔助內燃機,為車輛加速。例子如本田的Insight。

马自达發展的e-4WD亦是類似的系統。e-4WD是在前輪帶動車的後輪裝上電動機,在需要的時候在後輪加進推力。

輕度混合编辑

在技術上來說,輕度混合(Micro Hybrid)不算是真正的混合動力車輛。所謂「輕度混合」動力車輛,電動機不會推動車輪,只會使用很大的起動電動機,在內燃機起動時,把內燃機轉到較高的運作轉數。這樣可以令內燃機的起動更有效及節省汽油,於是這種車可以在減速、剎車時把內燃機關掉。而電動機亦可透過再生制動把動力儲起。不過這種車只能節省10%左右的汽油,與一般真正的混合動力車輛相去差甚遠。

液壓混合编辑

這是一種較新的發明,使用液力及機械代替電力零件:以泵取代電動機/發電機,液力儲蓄器代替電池。液力儲蓄器的價格較低,而耐用性比電池高很多。富豪汽車(Volvo)曾在1980年代曾亦這原理發明在巴士、貨車等重型車輛上使用,現在是一種仍在研究的項目。同樣原理的傳動模式被廣泛應用在鐵路的液傳動柴油機車上。

發售中的混合動力車 编辑

相關條目编辑

相关网站编辑

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