因运而生 Hybrid油电混合动力

时间:2020-06-26

时势造英雄,为了打赢战争,人们研发出更精良的武器,因为石油危机,市场上出现了经典的迷你小车Mini与Honda Civic CVCC,而随着联合国于1992年通过《气候变化纲要公约》及1997年《京都议定书》,人们开始意识到减碳节能的重要性,且随着2010年在哥本哈根举行的全球气候变迁高峰会,各个联合国成员以更积极的态度严格执行2020年将二氧化碳排量降至2000年75~95%的目标。

因运而生 Hybrid油电混合动力Hybrid油电複合动力系统的架构主要在引擎与变速箱之间加入电动马达作为低速行驶的动力源,发电机与动能回收装置担任回充电力的工作。
对汽车製造业而言,这个目标值就像是一道紧箍咒,再加上油价波动的不确定因素,原油价格已从1970年平均每桶约1.8美元飙到现今平均约一百美元上下,油价与环保的压力下,汽车公司为满足消费者对高经济性与节能车的需求,除了推出小排气量的低油耗车款之外,Hybrid油电複合动力车也应运而生,近期更甚至有纯电力车在市场上贩售。当然,就耐用性、续航力与售价而言,纯电动车短期内尚无法达到与传统动力相同的标準,此时Hybrid油电混合动力车遂成为可立即灭火的近水。


因运而生 Hybrid油电混合动力透过安置于变速箱里头的电动马达与离合器,让传统的变速箱仍可在电动马达的推动下运转。
油与电如何共存?Hybrid油电混合的起点

对Hybrid油电混合动力车发展史稍有研究的读者应该都清楚,第一部正式量产的油电混合动力车就是1997年推出的Toyota Prius,不过实际上早在1905年,一位美国工程师H. Piper便已经提出以电动马达搭配汽油引擎的Hybrid概念,只是碍于当时技术尚未成熟且低油价已让汽油引擎成为主流,让Hybrid动力直至Toyota Prius Concept于1995年东京车展现身,才让世人见到Hybrid的真正效用。以低油耗的小排气量汽油引擎为基础,在变速箱里头加入电动马达并放置在后行李厢的电池组推动,两套动力经由电脑系统的控制交替运作,起步以电动马达驱动车辆前进,接着引擎才介入,煞车减速与停车时引擎会自动熄火以节约油耗,而车上的发电机及煞车动能回收系统则担任电力供应,让Hybrid车维持与传动引擎相近的动力特性之外,也大幅降低油耗与二氧化碳的废气排放,主要缺点仅在于複杂性的电力系统与偏高的製作成本。


因运而生 Hybrid油电混合动力锂电池技术与电力控制模组是构成Hybrid与纯电动车性能表现的主要关键,续航力随着技术与锂电池效能的逐步提昇而逐步增加。
现在与未来

经过十多年的发展后,现今的Hybrid油电混合动力技术已趋于成熟,市场上除了最早投入的Toyota与Honda外,近几年BMW、M.Benz及VW集团也都有产品在市场上贩售,藉由更先进的电脑控制、电力管理系统与锂电池技术,电力系统的运用範围更广,相对也降低引擎运转的频率并提供更低的油耗数字。以市场上的新一代Hybrid油电混合动力车为例,锂电池提供了更高的输出功率,让纯马力推进的最高速度已突破40km/h,此特性除了大幅降低引擎的油耗之外,也提供更强劲的低速扭力,而电动马达与引擎的同步运作更造就明快的油门反应与动力品质,此外,某些车款在速度低于160km/h时收油滑行甚至可完全切断燃油消耗,当然,随着Plug-in技术的趋于成熟,可运用外接电源补充电池电力的特性,让此类型车款对燃油的依赖性更低,也成为下一个阶段的Hybrid动力的发展走向。

因运而生 Hybrid油电混合动力最具代表性的Hybrid油电车Prius已经发展出Plug-in版本,可透过外接电源补充电能之外,也提供更长的纯电力行驶里程。
就未来的技术发展走向来看,Hybrid油电车的架构将变得更为多元,从标準Hybrid到加入Plug-in外接充电功能之后,引擎的重要性开始降低,甚至可能变为只担任发电用途的备用系统,也就是在纯电动车身上装置一具驱动发电机运转的小引擎,在电池的电力耗尽时才会运转发电,到达停车点或目的地时即可藉由外部电源补充电力。当然,此概念虽无法满足人们完全捨弃燃油的需求,不过在纯电动车还无法完全取代内燃机引擎的过渡时期,Hybrid仍是最完美的中庸之道。


因运而生 Hybrid油电混合动力第一部在市场上贩售的油电混合动力车为1997年的Toyota Prius,如今经过三个世代的演变后,已成为Hybrid的指标之作。
因运而生 Hybrid油电混合动力 
因运而生 Hybrid油电混合动力 

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