各大車廠正積極研發Electric Vehicle(EV)電動車,並將其細分為不同類型,包括Battery Electric Vehicle(BEV)純電動車、Hybrid Electric Vehicle(HEV)油電混合車、Plug-in Hybrid Electric Vehicle(PHEV)插電式混合動力車等等。這些名詞常常讓人感到困惑,究竟這些電動車的差異在哪裡呢?
與傳統的燃油車——內燃引擎車(Internal Combustion Engine Vehicle,ICEV)相比,電動車最大的不同之處在於動力系統。電動車的動力來源是電能,而傳統汽車則是由燃燒汽(柴)油產生的熱能驅動。這也是為什麼汽車被稱為"汽"車的由來。
從結構上來看,汽車的驅動系統是引擎,它將油箱中的燃料(汽油或柴油)進行點火,將化學能轉換為機械能(動力),從而讓車輛運行。而電動車的驅動系統則是電動馬達,它通過電池提供的電力,將電能轉換為動能。簡單來說,電動車就是將油箱換成了電池,使用電能代替燃油,並通過電動馬達來驅動車輛的運動。
從Electric Vehicle(EV)這個英文名詞的直接翻譯可以看出,它指的是一種使用電力驅動的運載工具。廣義而言,只要搭載了電池和馬達系統,並使用電能來驅動車輛的就可以稱之為電動車(EV)。在電動車的發展過程中,人們不斷研究和開發電能技術來驅動電動馬達,同時也面臨著電池性能和電力續航等問題。因此,衍生出了不同形式的電動車,使得電動車市場多元化。目前,根據其驅動系統和車輛類型的不同,電動車可以大致分為以下六種類型:
電池動力車(Battery Electric Vehicle,BEV)是一種純電動車,完全依賴電池提供動力。它以電能驅動電動馬達和變流器,取代傳統的內燃引擎,用於傳遞動力。純電動車不需要引擎和油箱,不需考慮進氣和排氣系統,因此不會排放廢氣,避免了空氣污染問題。在環保意識不斷提高的背景下,純電動車逐漸成為各大車廠研發和推出的主流車型。特斯拉作為全球知名的電動車生產商,也是純電動車的代表品牌。
優點:
● 完全零排放,對環境友好
● 低能源消耗,免費充電站或家庭充電缺點:
● 充電時間長,充電基礎設施不足
● 有限的行駛里程,充電池續航力可能不足代表車款:
☞ 特斯拉 Model 3
☞ 賓士 EQC
☞ BMW i3
混合動力車(Hybrid Vehicle, HV),不僅是使用傳統燃料(如汽油、柴油、液化石油氣)驅動的內燃機,還配備了電動馬達等多種驅動系統。這種車輛可以同時利用多種能源來源(如電池、燃料電池、太陽能電池等),實現更高效能的動能驅動。混合動力車的驅動系統包含內燃機、電動機和渦輪機等先進技術。混合動力車不僅具有傳統車輛的便利性,還能減少對環境的負擔,降低排放和燃耗。各大車廠正積極研發和推出混合動力車,以滿足不同用戶對節能環保的需求。
優點:
● 減少燃料消耗,節省能源
● 長行駛里程,不需要充電缺點:
● 仍有燃料排放,對環境影響較大
● 對動力系統要求高,維護成本較高代表車款:
☞ TOYOTA Prius
☞ HONDA Insight
☞ LEXUS ES Hybrid
插電式混合動力車 (Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)是一種創新的綠色交通工具,它既可利用汽油引擎,也可以外接電源從外部電網為車輛電池充電。換言之,插電式混合動力車可在純電模式下行駛,也可在燃油輔助模式下行駛。雖然其電池容量要比傳統油電混合車來得小,但其充電方式讓此車種更易於普及,且對環境保護更加友善。
當插電式混合動力車純電模式下行駛時,其電池提供足夠能量,免除了對充電站的依賴,且行駛路程更為清靜,減少耗能和污染。而在電池電量不足時,車輛就會自動轉換為燃油模式,充分利用燃油引擎的性能輔助行駛。插電式混合動力車擁有純電池電動車的環保性,又具備了油電混合車的便利性,如此一來讓駕駛的應用更加靈活,兼顧了環保和實用性。
優點:
● 充電帶來的零排放行駛
● 較長的純電模式行駛里程,節省燃料缺點:
● 充電時間長,充電基礎設施不足
● 需要定期維護兩種動力系統代表車款:
☞ BMW 530e
☞ VOLVO XC60 T8 Plug-in Hybrid
☞ MITSUBISHI Outlander PHEV
油電混合車(Hybrid Electric Vehicle,HEV)是一種常見的混合動力電動車(HEV)類型,也被稱為油電車。它同時使用汽油引擎和電動馬達作為動力。不同於插電式混合動力車,油電車不需要透過外部電網充電,而是依賴引擎發電和車輛減速時的動能回收。當油電車的電量不足時,汽油引擎會自動啟動並驅動發電機充電,因此,油電車行駛時需要備有燃油。
油電車在啟動和市區低速行駛時,使用電動馬達提供輔助動力,相比於傳統燃油車,油電混合車具有較低的油耗和更快的加速性能,同時也更環保。然而,由於需要配備燃油箱、內燃機和電池等設備,油電車佔用車輛空間較大。
油電車的發展可以追溯到保時捷車廠創辦人斐迪南·保時捷在 1901 年的一項發明,他製造了一輛搭載在前輪輪轂上的兩具電動馬達驅動的電動車,並在之後將其改良為由汽油引擎發電供電的油電混合車。然而,直到二十世紀末,油電車才真正席卷全球。
故事的起點可以追溯到 1992 年 1 月 16 日,當時豐田汽車發表了《地球憲章》,承諾致力於開發低污染車輛。1997 年,豐田汽車成功推出全球第一款量產的油電車,開啟了油電車在 21 世紀的新紀元,並成為全球領先且具有代表性的油電車製造商。
優點:
● 減少燃料消耗,節省能源
● 長行駛里程,不需要充電缺點:
● 仍有燃料排放,對環境影響較大
● 對動力系統要求高,維護成本較高代表車款:
☞ TOYOTA Camry Hybrid
☞ HYUNDAI Ioniq Hybrid
☞ KIA Niro Hybrid
增程型油電混合電動車(Extended Range Electric Vehicle,EREV)是一種具有增加里程能力的油電混合車型。與插電式油電混合車相似,它同時搭載燃油引擎、電池和電動馬達,需要加油和充電。然而,最大的不同在於增程型油電混合電動車的引擎主要用於充電,以增加行駛里程,而不提供動力輸出,車輛的動力完全依賴於電池和馬達。
增程型油電混合電動車是通用汽車於 2007 年推出的創新設計,旨在解決純電動車行駛里程不足的問題。然而,隨著電池技術和效能的提升,通用汽車已於 2019 年停產此類增程型油電混合電動車,逐漸被純電動車所取代。
優點:
● 電動模式下的零排放行駛
● 增程器提供了長行駛里程缺點:
● 增程器使用燃料,增加了環境影響
● 高成本和複雜的技術代表車款:
☞ CHEVROLET Volt
☞ BMW i3 REx
☞ VOLVO XC90 T8 Twin Engine
燃料電池電動車(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)是一種採用燃料發電裝置的電動車型。這種車型將燃料中的化學能轉換成電能,常見的燃料是氫氣,通過氫氣與空氣中的氧氣進行化學反應產生水和電能,同時釋放熱量。此外,這種車型也可以使用其他能夠分解出氫氣的碳氫化合物作為燃料,如天然氣、乙醇和甲烷等。
相比之下,一般的純電池電動車需要充電才能運行,充電需要花費時間。然而,燃料電池車卻十分便捷,只需加注氫氣便可上路行駛,節省等待充電的時間。此外,燃料電池發電時只會排放水和熱,因此被認為是零污染的交通工具,屬於真正節能環保的選擇。
優點:
● 零排放,對環境友好
● 長行駛里程,短時間內可加注氫氣缺點:
● 氫氣基礎設施不完善
● 高成本和複雜的技術代表車款:
☞ HONDA Clarity Fuel Cell
☞ TOYOTA Mirai
☞ HYUNDAI NEXO
目前市場上有四種較為常見的車型,包括純電動車(BEV)、混合動力車(HEV)、插電混合動力車(PHEV)和燃料電池車(FCEV)。這些新技術和新結構的車型以其不同於傳統燃油車的動力裝置而被稱為「新能源車」,代表著交通運輸領域的未來趨勢。
在環保和節能的推動下,電池電動車和混合動力車正在逐漸取代傳統燃油車。相對於內燃式引擎存在排放廢氣的問題,這些車型具有獨特的特性和優點。
電動車和燃油汽車構造截然不同。傳統汽車使用內燃機引擎燃燒石化燃料轉化為動能,但這也導致二氧化碳排放成為環境污染的主要來源。
相比之下,純電動車使用電池代替燃料,不僅減少碳排放,還不需要使用油,但電池有限使用壽命並且更換成本較高。與傳統燃油車不同,電動車的馬達運轉更安靜平穩,一些車款甚至不需要配備換擋裝置,駕駛時更加順暢舒適,並具有出色的啟動力和效能。
目前市場上電動車主要分為純電動車和插電式油電混合車兩大類,佔據了99%以上的市場份額。燃料電池車則由於材料成本高昂,導致價格過高,成為普及化的主要障礙。因此,全球燃料電池車輛數量非常有限,截至2021年僅佔電動車總銷量的0.3%。
燃料電池是一種類似發電機的裝置,只需提供氫氣燃料,通過化學反應產生電能,無需像常規充電電池那樣充電,也不會像一次性電池用完就報廢,是真正的新能源。此外,燃料電池還具有低污染、低噪音、不需充電、高效率和長壽命等特點,近年來在國際上的研發呈現上升趨勢。