Czy hybrydy plug-in są lepsze niż zwykłe hybrydy?

Galeria zdjęć: samochody hybrydowe typu plug-in Fisker Karma 2010 to pojazd hybrydowy typu plug-in. Zobacz więcej zdjęć samochodów hybrydowych typu plug-in. Dzięki uprzejmości Fisker Automotive

Dążenie do bardziej przyjaznych dla środowiska i oszczędnych paliwowo pojazdów zmusza inżynierów do ponownej oceny technologii pojazdów i wymyślania najbardziej wydajnych sposobów funkcjonowania samochodów. Pojazdy hybrydowe są już powszechną formą transportu, a każdego roku przybywa coraz więcej modeli pojazdów hybrydowych. Niektóre nowsze modele stają się mocniejsze, ale kosztem oszczędności paliwa. Więc jaki jest następny krok? Jak producenci planują produkować jeszcze lepszą oszczędność paliwa?

Wiele firm samochodowych traktuje hybrydy typu plug-in jako kolejny krok w technologii pojazdów hybrydowych i w rzeczywistości były one przedmiotem zainteresowania wielu firm motoryzacyjnych, takich jak Toyota i General Motors w ciągu ostatnich kilku lat. Hybryda typu plug-in to dokładnie to, co brzmi: pojazd hybrydowy, który ładuje akumulatory, podłączając go do źródła prądu. Jednak w przeciwieństwie do tradycyjnych hybryd, hybrydy typu plug-in wykorzystują baterie jako główne źródło energii.

W hybrydach plug-in akumulatory zasilają silnik elektryczny, który zamiast silnika służy do poruszania samochodem. Wtyczki mają silniki benzynowe, chociaż są znacznie mniejsze niż typowy silnik hybrydowy i są używane do ładowania akumulatora pojazdu tylko wtedy, gdy jego moc jest wyczerpana. Ze względu na ich zależność od akumulatorów pojazdy te są często nazywane hybrydowe pojazdy elektryczne typu plug-in, lub PHEV. Ale czy pojazdy hybrydowe typu plug-in są lepsze niż typowe samochody hybrydowe jeżdżące obecnie po drogach, czy też są po prostu inną formą oszczędności paliwa?

Na kilku następnych stronach porównamy te dwa typy pojazdów w trzech głównych kategoriach, aby pokazać niektóre zalety pojazdów PHEV w porównaniu ze standardowymi hybrydami. Rozważymy wygodę i wpływ na środowisko, a także koszty operacyjne zakupu i utrzymania każdego z nich.

Najpierw przyjrzyjmy się niektórym czynnikom, które wpływają na koszty operacyjne każdego typu hybrydy na następnej stronie.

Zawartość

1. Koszty operacyjne wtyczek i hybryd
2. Wpływ wtyczek i hybryd na środowisko
3. Wygoda korzystania z wtyczek i hybryd

Pojazd z programem demonstracyjnym hybrydy plug-in Toyota Prius Dzięki uprzejmości Toyoty

Jak w przypadku każdej nowej technologii, koszty są zazwyczaj wyższe, a następnie powoli spadają z czasem. Pojazdy hybrydowe typu plug-in nie są wyjątkiem. Chociaż pojazdy PHEV mają już całą istniejącą technologię, której potrzebują do masowej produkcji i sprzedaży, jeden główny czynnik powoduje, że są one droższe niż tradycyjne hybrydy: akumulatory.

Istnieją dwa typy akumulatorów, które są zwykle używane w hybrydach standardowych i plug-in: niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH) i litowo-jonowe (Li-ion). Litowo-jonowe są najbardziej wydajne i mogą pomieścić więcej energii elektrycznej, ale są też najdroższe. Wiele hybryd, takich jak Toyota Prius i Honda Insight, wykorzystuje akumulatory niklowo-wodorkowe ze względu na ich pojemność i opłacalność. Chociaż te popularne hybrydy używają teraz akumulatorów NiMH, Toyota Prius 2012 będzie hybrydą typu plug-in z akumulatorami litowo-jonowymi [źródło: Borroz].

W przypadku hybryd typu plug-in cena samochodu rośnie, ponieważ w pojeździe jest więcej akumulatorów niż w tradycyjnej hybrydzie. Kompaktowy PHEV po wyjęciu z pudełka będzie kosztował około 10 do 20 procent więcej niż standardowa hybryda. Na przykład sedan będzie kosztował około 2000 lub 3000 USD więcej, a SUV około 5000 USD więcej niż tradycyjna hybryda [źródło: CalCars]. Jednak po początkowej cenie pojazdy PHEV zaczynają oszczędzać na benzynie od pierwszego dnia. Więcej akumulatorów oznacza, że ​​zasięg jazdy na w pełni elektrycznym zasilaniu jest większy, a większość pojazdów PHEV pokonuje około 20 do 40 mil (32,2 do 64,4 km) na jednym ładowaniu.

I chociaż 40 mil (64,4 kilometra) może nie wydawać się dużo, należy pamiętać, że przeciętny kierowca dojeżdża do pracy około 29 mil (46,7 kilometra) każdego dnia [źródło: Siegel]. Oznacza to, że kierowca może jeździć samochodem przez cały dzień, podłączyć go w nocy i być gotowy do powrotu następnego ranka. Oczekuje się, że ceny akumulatorów spadną wraz z rozwojem technologii i większą liczbą producentów samochodów masowo kupujących akumulatory. Ponieważ ceny benzyny stale rosną w czasie, pojazdy PHEV stanowią dobrą alternatywę, a być może nawet zapewniają oszczędność kosztów.

Przejdź do następnej strony, aby dowiedzieć się o wpływie pojazdów PHEV i hybryd na środowisko.

Ford typu plug-in hybrydowy Edge pływa po Kapitolu w Waszyngtonie 17 stycznia 2007 r. AP Photo / Manuel Balce Ceneta

Stosowanie pojazdów hybrydowych typu plug-in może znacznie zmniejszyć ilość gazów cieplarnianych w środowisku, nie tylko w porównaniu z samochodami benzynowymi, ale także ze standardowymi hybrydami. Ponieważ hybrydy typu plug-in wykorzystują akumulatory jako główne źródło energii, a standardowe hybrydy wykorzystują silniki benzynowe jako główne źródło, ilość benzyny zużywana przez standardową hybrydę jest znacznie większa niż w przypadku pojazdów typu PHEV, co z kolei zmniejsza ilość emitowanych gazów cieplarnianych. bezpośrednio z emisji.

Niektórzy argumentują, że ładowanie PHEV w nocy będzie wiązało się z wyższym zapotrzebowaniem na elektrownie i zwiększeniem ilości gazów cieplarnianych, ponieważ elektrownie będą musiały spalać więcej węgla, aby nadążyć za popytem. Chociaż prawdopodobne jest większe zużycie energii wraz ze wzrostem wykorzystania PHEV, amerykańska sieć energetyczna konsekwentnie spala paliwa czystsze niż w przeszłości i stale rozszerza się na alternatywne źródła energii. Badanie przeprowadzone w 2002 roku wykazało, że użycie pojazdów PHEV zasilanych nocną energią do ładowania zmniejszyłoby emisje gazów cieplarnianych o 46 do 61 procent w porównaniu z samochodami napędzanymi benzyną [źródło: CalCars.org]. Badanie przeprowadzone w 2001 roku przez Departament Energii wykazało, że typowy samochód hybrydowy zmniejsza emisję gazów cieplarnianych o 22 procent, podczas gdy hybrydy typu plug-in mogą zmniejszyć tę ilość o 36 procent [źródło: CalCars.org].

Oprócz redukcji gazów cieplarnianych, PHEV mogą potencjalnie emitować prawie zerowe emisje gazów cieplarnianych, zasilając biopaliwa lub ładując je przez dachowe systemy fotowoltaiczne, czyli systemy zasilane energią słoneczną [Źródło: CalCars.org]. Biopaliwo etanol 85 (E85) pozwoliłoby pojazdowi PHEV na znaczne zmniejszenie zużycia ropy naftowej, a doładowywanie PHEV energią zebraną z paneli słonecznych w ciągu dnia zmniejszyłoby ilość energii, jaką samochód musi pobierać z sieci energetycznej.

Po zapoznaniu się z niektórymi korzyściami dla środowiska wynikającymi z hybryd typu plug-in, na następnej stronie porównamy niektóre czynniki ułatwiające korzystanie z wtyczek i standardowych hybryd..

Ten elektryczny Hummer H3 z wtyczką ma zasięg około 400 mil, pokonując pierwsze 40 mil na bateriach, zanim włączy generator spalania. AP Photo / Carlos Osorio

Oprócz ekonomicznych i środowiskowych korzyści płynących z pojazdów hybrydowych typu plug-in, czy pojazdy PHEV mogą być wygodniejsze niż tradycyjne hybrydy? Jedną z najbardziej oczywistych zalet hybrydy typu plug-in byłoby zminimalizowanie liczby postojów na stacji benzynowej, a nawet ich całkowite wyeliminowanie. W przypadku podróży po mieście, w tę iz powrotem do pracy i na innych krótkich dystansach, kierowcy mogą wcale nie musieć zatrzymywać się na stacji benzynowej; ładowanie akumulatora mogło odbywać się w ciągu nocy, dzięki czemu samochód byłby gotowy do jazdy rano lub szybkie ładowanie można było wykonać w ciągu zaledwie kilku godzin. Możliwość zatankowania samochodu w domu byłaby o wiele większą wygodą niż konieczność zatrzymywania się na stacji benzynowej w drodze do pracy.

Z drugiej strony, standardowe hybrydy mają swoje własne cechy wygody. Standardowe hybrydy wystarczy zatankować na stacji benzynowej, zanim będą mogły osiągnąć pełny przebieg na silniku benzynowym. A ponieważ hybrydy wykorzystują hamowanie regeneracyjne do ładowania swoich silników elektrycznych ze wspomaganiem akumulatorowym, tak długo, jak samochód pracuje (i się zatrzymuje), akumulatory mają możliwość doładowania. PHEV mogą również ładować akumulatory podczas jazdy, ale ponieważ używają mniejszego silnika, mniejszego zbiornika paliwa i polegają na akumulatorach jako głównym źródle energii, ładowanie akumulatorów jest bardziej wydajne. Uzyskanie pełnego zakresu przebiegu wymagałoby więc dwuetapowego procesu: doładowania samochodu przed podróżą, a następnie zatankowania paliwa. Po wyczerpaniu akumulatorów główne źródło energii zanika, a akumulatory będą wymagały ponownego naładowania ze źródła elektrycznego. Pozostawia to hybrydy plug-in o obecnej konstrukcji w nieco niekorzystnej sytuacji, jeśli chodzi o dłuższe podróże.

Chociaż podłączenie samochodu do sieci na noc jest wygodniejsze niż zatrzymanie się na gaz, jeśli pojazdy hybrydowe typu plug-in staną się głównym elementem świata motoryzacji, stacje ładowania musiałyby zostać dodane do stacji benzynowych, domów i firm. Ta zmiana wymagałaby dużych inwestycji ze strony firm, których standardowe hybrydy po prostu nie wymagają, a to może być jedną przeszkodą, która wciąż stoi na drodze do rozwoju PHEV.

Aby uzyskać więcej informacji na temat hybryd typu plug-in, standardowych hybryd i innych powiązanych tematów, skorzystaj z łączy na następnej stronie.

Powiązane artykuły

• Hybrid Car Quiz
• Jak działają samochody hybrydowe typu plug-in 
• Jak działają baterie
• Jak działa BMW H2R
• Jak działają silniki samochodowe
• Jak działają samochody elektryczne
• Jak działają ogniwa paliwowe
• Jaką prędkość powinienem jechać, aby uzyskać maksymalną oszczędność paliwa?

Źródła

• Borroz, Tony. „Toyota obiecuje„ niedrogiego ”wtyczkę Prius w 2011 r.” Wired.com. 14 grudnia 2009. (18 marca 2010) http://www.wired.com/autopia/2009/12/toyota-plug-in-prius-2011/
• CalCars.org. „Wszystko o hybrydach typu plug-in (PHEV)”. (16 marca 2010) http://www.calcars.org/vehicles.html
• Kongres Zielonych Samochodów. „Tendencja do cięższych, mocniejszych hybryd osłabiających korzyści wynikające ze zużycia paliwa przez tę technologię”. 28 marca 2007. (18 marca 2010) http://www.greencarcongress.com/2007/03/trend_to_heavie.html
• HybridCars.com. „Wszechstronny przewodnik po hybrydach typu plug-in”. (16 marca 2010) http://www.hybridcars.com/plug-in-hybrid-cars#compare
• HybridCars.com. „Baterie hybrydowe typu plug-in: rodzaj ma znaczenie”. 20 marca 2007. (18 marca 2010) http://www.hybridcars.com/plug-in-hybrids/phev-battery-types.html
• Król, Danny. „Coulomb twierdzi, że zainstaluje pierwsze stacje ładowania pojazdów elektrycznych zakupione przez firmę mieszkaniową”. Doradca ekologicznego samochodu. 18 marca 2010. (18 marca 2010) http://blogs.edmunds.com/greencaradvisor/2010/03/coulomb-claims-to-install-first-ev-charging-stations-bought-by-apartment-builder .html
• Popularna mechanika. „Test porównawczy Toyoty Prius 2010 z Hondą Insight 2010: Bitwa o zasysacze paliwa - rewanż”. 25 marca 2009. (18 marca 2010) http://www.popularmechanics.com/blogs/automotive_news/4309705.html
• Siegel, Jeff. „Dlaczego Stany Zjednoczone nie są uzależnione od ropy”. TreeHugger.com. 19 czerwca 2008. (18 marca 2010) http://www.treehugger.com/files/2008/06/we-are-not-addicted-to-oil.php