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PHEVs:两全其美的解决方案

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插电式混合动力电动车是真正的多面手。无论是几公里路途的日常工作,还是漫长的假日之旅,这种正确的传动技术可始终相伴。这里是六个最常见的成见,以及专家们是怎么想的。
Christine Kordt, 十一月 15, 2018
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Christine Kordt 20 多年来,这位科隆记者的心里装的全是汽车的方方面面。工作之余,她最喜欢徒步探索周边的风景。
对于我们很多人来说,日常仪式千篇一律:闹钟响了,我们扒拉几口早饭,然后匆匆去上班。对于我们大多数来说,路途都不远。四分之三的德国通勤者上班距离不超过 24 公里。然后汽车停下,等到晚上开回家,然后再停车。更长的距离偶尔才会发生,比如在假日旅行或者走亲访友。“这样的场景可以发挥插电式混合动力电动车的优势。

常规的停车时间里可以对电池充电以应对短途,而内燃机则可以为长途行驶提供动力”,采埃孚先进工程主管 Torsten Gollewski 说。
美国的情况很相似。根据美国汽车协会 (AAA) 的一项调查,大家每天的平均里程是 31 英里。然而,具有电驱动的车辆在市场上处境艰难,无论是全电还是混合动力电动车。主要批评点在于:它们过于昂贵,充电桩不足。
不同国家的调查均强调,大多数车在日常生活中只用于短途行驶,插电式混合动力车可以依靠纯电力即可完成。

插电式混合动力电动车:为减少排放做出快速贡献

插电式混合动力电动车:为减少排放做出快速贡献

为了减少由公路交通引起的 CO₂ 排放,交通低碳化是必经之路。“插电式混合动力电动车为放弃化石燃料铺平了道路。它们可以利用现有的能源分配基础设施。当它们使用来自可再生能源和生物燃料的能源的时候,插电式混合动力电动车甚至可以变成零 CO₂ 排放车辆”,Andrew Alfonso Frank 博士说。这位加利福尼亚大学戴维斯分校的荣誉教授在商业上也很有背景,因此对其实用方面了如指掌。
Frank 是一位国际知名的传动系统专家,被认为是现代插电式混合电动原理的发明者,拥有超过 30 项专利。
75
%
的油耗得以降低,WLTP 循环中可以降低高达 75% 的废气排放,这一切可以通过新一代 PHEV 实现(根据 60 公里电量里程的保守估计计算,具体情况取决于电池体积)。

双重优势:本地零排放驾驶,且里程增加

双重优势:本地零排放驾驶,且里程增加

有一件事可以肯定,从内燃机到电机的转换不会一夜之间实现。在实现更加气候友好型交通的路途上,采用插电式混合动力电驱动的车辆是比较合乎逻辑的一个步骤。与传统车辆相比,它们可以节省燃料,并降低二氧化碳和氮氧化物的排放。插电式混合动力电动车里的电机可以使车主实现本地零排放地行使,考虑到市中心日益增长的行使禁令,这一点变得越来越重要。

插电式混合动力电动车为电动交通铺平道路

插电式混合动力电动车为电动交通铺平道路

插电式混合动力电动车(简称 PHEV)的另一个优势经常被低估:“PHEV 可以为宣传电动交通做出贡献,因为它们不同于纯电池驱动车辆,没有里程受限这种主要问题”,弗劳恩霍夫系统与创新研究所的一项最新研究如此表明。技术亮点在于:可充电电池不仅在制动能量回收过程中充电,还可以接到外部电源上,在几小时内充好,具体情况取决于电池体积。尽管具有明显的优势,但人们仍然有所顾虑。
就像纯电动汽车一样,插电式混合动力可以从电网充电,而且,根据弗劳恩霍夫系统与创新研究所 (ISI) 的研究,还可以加速电动交通的推广。

专家们解答质疑者提出的六个普遍的反对理由:

1. 插电式混合动力电动车是一种假象,对环境并不友好,尤其是与纯电动汽车 (BEV) 相比。

为了实现环境保护,最优先的是在现实操作中切实降低 CO₂ 排放。传动系统专家 Frank 教授认为,在短期内,插电式混合动力电动车而不是 BEV 将替代更多的化石燃料。
此外,BEV 只是用于短途的替代车。由于里程问题,车主通常另有一台内燃机动力车辆。目前,我们还不能预测何时将会出现宽敞且家庭友好型 BEV,从而成为这种情况下仅有的家庭用车。这里,考虑到减少绝对 CO₂ 排放的最大可能性,PHEV 是最好的解决方案。“有了中型插电式混合动力电动车,家庭可以外出度假并同时满足市中心环境区更严格的法律要求”,Gollewski 解释说。

2. 对插电式混合动力电动车平均油耗的计算过于乐观,因为大多数驾驶员很少用到电驱动。

很明显,油耗和排放取决于 PHEV 车主如何使用车辆。根据距离和行使特性,PHEV 可以全年用电行使;这只是习惯问题。很多研究,比如弗劳恩霍夫 ISI 进行的那些,都表明电能使用量随着电驱动里程增加而增加。随着里程在不远的将来的增长,PHEV 也将对降低 CO₂ 排放作出贡献。

3. CO₂ 只有在客户用电源插座对 PHEV 进行充电的时候才降低。

即使在最差的情况下,假设车辆从来没有充电,与装备内燃机的传统车辆相比,CO₂ 排放量仍然可以降低约 24%。这是由 FEV 集团进行的一项模拟发现的,该集团位于德国亚琛,是汽车驱动技术工程与开发服务最大的国际供应商之一。多个因素对此产生影响。强大的电驱动和高性能电池的组合可以实现出色的制动能量再生。通过这种自我再生的能量,驾驶员可以依靠电能行使很长距离。此外,由于有电驱动支持,内燃机通常只在最有效率的运行点运行。由全混合动力先驱丰田公司进行的一项研究甚至表明,混合动力电动车在没有外部充电功能的情况下,在市区 80% 的时间里可以全电运行。

4. 当插电式混合动力电动车获准在市中心行使的时候,到头来大家还是会切换到内燃机。

确实,PHEV 可以电动或者用内燃机驱动行驶。为了让城市的空气更清洁,我们需要控制,最好是奖励,以确保电动行驶。热成像摄像头和地理围栏解决方案是进行控制的工具:汽车将是否在使用内燃机或者电驱动的信息发送到市政数据网络。不这样做会产生罚款。PHEV 也可以根据地理围栏数据和电池状态自行选择驱动模式。实现这种技术早已成熟。
现代导航系统可以对此提供支持,该系统计算何时车辆到达环境区,因此需要相应的电量来在该区域用电驱动。

5. 所以同时开发 BEV 和 PHEV 这两种不同的技术不太合理。

事实上,电池和充电系统都在技术上持续进步,两种系统都从中受益。随着存储能力的不断提高,成本在随着时间不断降低。此外,插电式混合动力电动车和电动车可以共享现有的充电桩。这种要求增加了快速扩展充电基础设施的压力。同时,这意味着 PHEV 里的内燃机绝对可以变得更加高效。

6. 不久以后,中国的所有人都将只驾驶纯电动汽车。

由于国家法规,中国被认为是 BEV 及插电式混合动力电动车方面世界领先的市场。从 2019 年开始,汽车制造商的所有新登记车辆中必须满足 10% 为新能源车 (NEV 配额) 的配额。从 2020 年开始,该配额为 12%。新能源车既包括全电车辆也包括插电式混合动力电动车,只要它们能满足全电行驶至少 50 公里里程即可。

在技术上开放的讨论具有最大优势

在技术上开放的讨论具有最大优势

尤其是在雄心勃勃的工业国,对个人交通的需求增长迅猛。毫无疑问,完全依靠内燃机驱动的私人交通强烈影响气候和环境。全球立法机构都在收紧对车队油耗和排放的关键值。对内燃机的替代性驱动方案从来没有如此迫切。“未来交通将不会只有一种驱动解决方案。客户和市场需求和需要太多样化了。对技术上开放的对话需要考虑到每一种替代性驱动技术、燃油类型,尤其是混合动力驱动的范围” ,采埃孚汽车传动技术事业部负责人 Stephan von Schuckmann 说。
像上海这样的大城市里,空气质量因为交通密度高而痛苦不堪。因此,从 2019 年开始,中国的汽车制造商必须遵守新能源车辆 (NEV) 要占 10% 的配额。

总之: 大多数人在日常生活中不会用他们的汽车长途行驶。即使在美国这样的汽车大国,每天的平均里程也仅有 50 公里。然而,电驱动车辆在市场上处境艰难。这是因为采购价格高、充电网络不足且能到达地区受限等等。在针对这些不足的解决方案出现之前,插电式混合动力电动车 (PHEV) 可以马上确保低排放的交通。PHEV 可以通过电源插头用可持续生成的能源供电,零排放驾驶,主要用于受到尾气严重影响的城市。在长途行驶的时候,内燃机可以优化油耗并提供充足的里程。