Подключаемый гибрид

редактировать
гибридный автомобиль, аккумулятор которого может заряжаться извне Mitsubishi Outlander PHEV - это все в мире -время самый продаваемый плагин-гибрид. В мае 2020 года мировые продажи достигли 250 000.

A гибридный электромобиль (PHEV ) - это гибридный электромобиль, аккумулятор которого можно использовать. заряжается путем подключения к внешнему источнику электроэнергии, а также от бортового двигателя и генератора. Большинство PHEV - это легковые автомобили, но существуют также версии PHEV коммерческих автомобилей и фургонов, легких грузовиков, автобусов, поездов, мотоциклов, мопедов и транспортных средств.

Подобно полностью электромобилям, подключаемые гибриды вытесняют выбросы из выхлопной трубы в генераторы, питающие электросеть. Эти генераторы могут быть возобновляемыми. Зарядка аккумулятора от сети может стоить меньше, чем использование бортового двигателя, что помогает снизить эксплуатационные расходы.

Серийные сменные гибриды были доступны для широкой публики в Китае и США в 2010 году. К концу 2017 года было выпущено более 40 моделей серийного производства, разрешенных для автомобильных дорог. подключаемые гибриды для розничной продажи. Подключаемые гибридные автомобили доступны в основном в США, Канаде, Западной Европе, Японии и Китае. Самыми продаваемыми моделями являются Mitsubishi Outlander P-HEV, семейство Chevrolet Volt и Toyota Prius PHV.

. По состоянию на декабрь 2019 года мировые запасы автомобилей количество подключаемых гибридных автомобилей составило 2,4 миллиона единиц, что составляет треть всего парка легковых электромобилей на дорогах мира. По состоянию на декабрь 2019 года в Китае был самый большой запас подключаемых гибридных автомобилей - 767 900 единиц, за ним следуют США - 567 740 единиц и Великобритания - 159 910 единиц.

Содержание

  • 1 Терминология
  • 2 История
    • 2.1 Изобретение и ранний интерес
    • 2.2 Возрождение интереса
    • 2.3 Серийное производство
  • 3 Технология
    • 3.1 Силовые агрегаты
    • 3.2 Системы зарядки
    • 3.3 Режимы работы
    • 3.4 Накопление электроэнергии
    • 3.5 Переоборудование серийных автомобилей
  • 4 Целевой рынок
  • 5 Сравнение срида гибми без подключаемых модулей
    • 5.1 Топливная эффективность и вытеснение бензина
    • 5.2 Эксплуатационные расходы
    • 5.3 Стоимость аккумуляторов
    • 5.4 Выбросы, перенесенные на электростанции
    • 5.5 Многоуровневая структура ставок для счетов за электроэнергию
  • 6 Выбросы парниковых газов
  • 7 Энергия жизненного цикла и оценка выбросов
    • 7.1 Аргонн
    • 7.2 Ок-Ридж
    • 7.3 Экология Агентство по охране
    • 7.4 Национальное бюро экономических исследований
  • 8 Производство и продажа
    • 8.1 Производственные модели
    • 8.2 Продажи и основные рынки
      • 8.2.1 По стране
      • 8.2.2 По модели
    • 8.3 Г осударственная поддержка и государственное развертывание
      • 8.3.1 Субсидии и экономические стимулы
      • 8.3.2 Другая государственная поддержка
    • 8.4 Поддерживающая организация
  • 9 См. также
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки
    • 11.1 Книги и исследования

Терминология

Полностью электрический диапазон подключаемых гибридов обозначается PHEV- [мили] или PHEV [километры] км, где число представляет расстояние, транспортное средство может проехать только от батареи. Например, PHEV-20 может проехать миль (32 км) без двадцать использования двигателя внутреннего сгорания, поэтому его также можно обозначить как PHEV32km.

Чтобы эти автомобили работали от батареи, они проходят зарядки используют разные токи. Эти токи известны как переменный ток (переменного тока), используются для бортовых зарядных устройств, и постоянный ток (постоянного тока), используемый для внешней зарядки.

Другими популярными терминалами, которые иногда используются для подключаемых гибридов, являются «подключенные к сети гибриды», «Гибридный электромобиль с опциональным газом» (GO-HEV) или просто «гибриды с опциональным газом». GM называет свой подключаемый гибрид Chevrolet Volt серию «электромобиль с увеличенным запасом хода».

История

Lohner-Porsche Mixte Hybrid был первым бензиново-электрическим гибридным двигателем автомобилем

Изобретение и ранний интерес

Lohner- Porsche Mixte Hybrid, выпущенный еще в 1899 году, был первый гибридный электромобиль. Ранние гибриды можно было заряжать от внешнего источника перед работой. Однако «подключаемый гибрид» стал обозначать гибридный автомобиль, который можно заряжать от стандартной электрической розетки. Термин «подключаемый гибридный электромобиль» был придуман Калифорнийским университетом Дэвиса ором Эндрю Фрэнком, которого называли «от современного подключаемого гибрида».

В июльском выпуске журнала Popular Science за 1969 г. была опубликована статья о подключаемом гибриде General Motors XP-883. Концептуальный пригородный транспорт вмещает шесть 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов в багажнике и установленный поперечно электродвигатель постоянного тока, приводящий в движении передний привод. Автомобиль можно было подключить к стандартной североамериканской розетке переменного тока на 120 В. для подзарядки.

Возрождение интереса

Литий-ионный аккумулятор, со снятой крышкой, в CalCars Подключаемый гибрид «PRIUS +», преобразованный Toyota Prius, преобразованный в EnergyCS

В 2003 году Renault начал продавать подключаемый модуль Elect'road. серийная гибридная версия популярного в Европе Kangoo. В дополнение к двигателю, его можно было подключить к стандартному розетке и зарядить до 95% примерно за 4 часа. После продажи около 500 автомобилей, в основном во Франции, Норвегии и Великобритании, в 2007 году Elect'road был модернизирован.

С появлением гибридных автомобилей и ростом цен на бензин в США, начиная примерно с 2004 года, интерес в подключаемых гибридах увеличилось. Некоторые подключаемые гибриды были преобразованы в исправление гибридов; например, преобразование автомобиля Prius в CalCars 2004 года для добавления свинцово-кислотных аккумуляторов и дальности действия до 15 км (9 миль) с использованием только электроэнергии.

В 2006 году оба Toyota и General Motors объявили о планах по выпуску подключаемых гибридов. Проект GM Saturn Vue был отменен, но плагин Toyota был сертифицирован для дорожного использования в Японии в 2007 году.

В 2007 году Quantum Technologies и Fisker Coachbuild, LLC объявили о запуске совместное предприятие в Fisker Automotive. Fisker намеревался построить роскошный PHEV-50 за 80 000 долларов США, Fisker Karma, установлен запланированный на конец 2009 года.

В 2007 году Aptera Motors объявили о своем Тип-1 особ. Однако в декабре 2011 года компания закрылась.

В 2007 году китайский производитель автомобилей BYD Auto, принадлежащий крупнейшему китайскому производителю аккумуляторов для мобильных телефонов, объявил о том, что во втором полугодии представит серийный седан PHEV-60 в Китае. 2008 года. BYD представил его в январе 2008 года на Североамериканском международном автосалоне в Детройте. Основанный на среднеразмерном седане BYD F6, в нем используются литий-железо-фосфатные (LiFeP0 4) батареи вместо литий-ионных, и его можно зарядить до 70% емкости всего за 10 минут.

Три разъема -в переделанном Toyota Prius подзарядка в мэрии Сан-Франциско общественная зарядная станция

В 2007 году Ford поставил первый Ford Escape Plug- in Hybrid парка из 20 демонстрационных PHEV в Южная Калифорния, Эдисон. В рамках этой демонстрационной программы Ford также разработал первый подключаемый гибридный двигатель с гибким топливом SUV, который был поставлен в июне 2008 года. Этот демонстрационный парк подключаемых модулей уже был в полевых условиях. Испытания с автопарком коммунальных предприятий в США и Канаде, и в течение первых двух лет с момента начала программы флот пробегал более 75 000 миль. В августе 2009 года Ford представил первый подключаемый модуль Escape, оснащенную интеллектуальной технологией связи и управления между транспортными средствами и сетью (V2G), а Ford оснастить все 21 подключаемый гибридный модуль Escape технологией связи от транспортных средств к электросети. Продажи Escape PHEV были запланированы на 2012 год.

14 января 2008 года Toyota объявила, что начнет продажу PHEV с литий-ионными аккумуляторами в 2010 году, но позже в том же году Toyota сообщила, что они будут предложены для коммерческого использования. в 2009 году.

27 марта Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) изменил свои правила, потребовав от производителей автомобилей производства 58 000 подключаемых гибридов в течение 2012–2014 годов. запрашиваемая альтернатива более раннему мандату на производство 25 000 чистых автомобилей с нулевым выбросом углерода, требования этого июня до 5 000. 26 Volkswagen объявил, что они представят серийные плагины на основе Гольф компактный. Volkswagen использует термин TwinDrive для обозначения PHEV. В сентябре Mazda, как сообщалось, познакомьтесь с PHEV. 23 сентября Chrysler объявили, что они создали прототип плагина Jeep Wrangler и минивэна Chrysler Town and Country, оба PHEV-40 с серией силовые агрегаты и полностью электрический спортивный автомобиль Dodge, и сообщил, что один из трех автомобилей будет запущен в производство.

3 октября в США был принят Закон 2008 года об улучшении и расширении энергопотребления. Законодательство предоставило налоговые льготы для покупки подключаемых к электросети электромобилей с емкостью батареи более 4 киловатт-часов. федеральные налоговые льготы были расширены и тариф Американским законом о чистой энергии и безопасности от 2009 года, но теперь батарея должна быть более 5 кВтч, а кредит прекращается после того, как автопроизводитель продал не менее 200 000 автомобилей в США.

Серийное производство

Запущенный в Китае в декабре 2008 года BYD F3DM стал первым в мире массовым автомобилем. произвел подключаемый гибридный автомобиль. Модель BYD Qin, выпущенная в Китае в декабре 2013 года, пришла на смену F3DM.

15 декабря 2008 года BYD Auto начала продавать свой автомобиль F3DM в Китае, став первым производственным подключаемым гибридным модулем, проданным в мире, хотя изначально был доступен только для корпоративных и государственных заказчиков. Продажи для широкой публики начались в Шэньчжэне в марте 2010 года, но поскольку F3DM почти вдвое увеличивает цену автомобилей, работающих на обычном топливе, BYD ожидает субсидий от местного правительства, чтобы сделать плагин доступным для частных лиц. покупатели. Компания Toyota протестировала 600 опытных подключаемых модулей Prius в Европе и Северной Америке в 2009 и 2010 годах.

Volvo Cars построила две демонстрационные версии Plug-in Hybrids Volvo V70 в 2009 году, но производство не началось. Подключаемый модуль V60 был выпущен в 2011 году и поступил в продажу.

В октябре 2010 года Lotus Engineering представила Lotus CityCar, серийный гибридный концепт-кар, шаблон для гибкого топлива. работа на этаноле или метаноле, а также на обычном бензине. Литиевая батарея обеспечивает запас хода на 60 километров (37 миль), а 1,2-литровый двигатель на гибком топливе позволяет увеличить запас хода до более чем 500 километров (310 миль)..

GM официально представила Chevrolet Volt в США 30 ноября 2010 г., розничные поставки начались в декабре 2010 г. Его брат Opel / Vauxhall Ampera был запущен в Европе в период с конца 2011 г. по начало 2012 г. Первый Поставки модели Fisker Karma состоялись в июле 2011 года, поставки розничным покупателям начались в ноябре 2011 года. Toyota Prius Plug-in Hybrid был выпущен в Японии в январе 2012 года, США в феврале 2012 года. Поставки Prius PHV в Европу начались в конце июня 2012 года. Ford C-Max Energi был выпущен в США в октябре 2012 года, плагин Volvo V60 Hybrid в Швеции к концу 2012 года.

Honda Accord Plug-in Hybrid был выпущен на некоторых рынках США в январе 2013 года, а Mits ubishi Outlander P-HEV в Японии в январе 2013 года, ставка первым подключаемым гибридом внедорожник на рынке. Поставки модели Ford Fusion Energi начались в феврале 2013 года. BYD Auto прекратила производство своего BYD F3DM из-за низких продаж, а его преемник, BYD Qin, начал продажи в Коста-Рика в ноябре 2013 года, продажи в других странах Латинской Америки планируется начать в 2014 году. Поставки Qin начались в Китае в середине декабря 2013 года.

Toyota Prius Plug- in Hybrid был запущен в Японии и США в начале 2012 года, а в Европе - к середине 2012 года.

В октябре 2013 года в Великобритании начались поставки суперкара ограниченной серии McLaren P1 розничным покупателям. и Porsche Panamera S E-Hybrid начали поставки в США в ноябре 2013 года. Первые розничные поставки Cadillac ELR состоялись в США в декабре 2013 года. BMW i8 и ограниченная серия Volkswagen XL1 были выпущены для розничных покупателей в Германии в июне 2014 года. Porsche 918 Spyder также был выпущен в Европе и США в 2014 году. первый универ Модели Audi A3 Sportback e-tron и Volkswagen Golf GTE были зарегистрированы в Германии в августе 2014 года.

В декабре 2014 года BMW объявила, что концерн предлагает подключаемые гибридные версии всех моделей основного бренда с использованием технологии eDrive, разработанной для подключаемых марок автомобилей BMW i (BMW i3 и BMW i8). Цель компании - использовать плагин, чтобы продолжать предлагать высокопроизводительные автомобили, сокращая выбросы CO. 2 ниже 100 г / км. На момент анонса автопроизводитель уже тестировал подключаемый гибридный прототип BMW 3 Series. Первой моделью, доступной для розничных продаж, станет BMW X5 eDrive 2016 года, серийная версия которого будет представлена ​​на Шанхайском автосалоне в 2015 году. Chevrolet Volt второго поколения представлен на Североамериканском международном автосалоне в январе 2015 года, октябрь 2015 года начались розничные поставки в США и Канаду.

В марте 2015 г. Audi заявила, что сделать подключаемую гибкую версию, вместе с автомобилями, работающими на природном газе, и системы привода с аккумуляторным электроприводом, внесут ключевой вклад. в достижении целей компании по CO. 2. Audi Q7 e-tron будет следовать за A3 e-tron уже на рынке. Также в марте 2015 года объявил Mercedes-Benz, что основной упор компании в альтернативных отношении приводов в ближайшие годы будет сделан на подключаемые гибриды. К 2017 году автопроизводитель планирует представить 10 новых подключаемых гибридных моделей, и его следующим выпуском станет Mercedes-Benz C 350 e, второй подключаемый гибрид Mercedes после S 500 Plug- В гибридном. Другими подключаемыми гибридными моделями, выпущенными в 2015 году, являются BYD Tang, Volkswagen Passat GTE, Volvo XC90 T8 и Hyundai Sonata PHEV.

. Совокупные глобальные продажи семейства Volt / Ampera превысили отметку в 100 000 единиц в октябре 2015 года. К концу 2015 года с декабря 2008 года по всему миру было продано более 517 000 гибридных электромобилей, разрешенных к использованию на автомагистралях, из общего числа мировых продаж более 1,25 миллиона легковых электромобилей.

Продажи Porsche 918 Spyder начались в Европе в мае 2014 г. BMW i8 был выпущен в Европе в июне 2014 года.

В феврале 2016 года BMW заявила о введении обозначения модели «iPerformance», которое с июля 2016 года будет присвоено всем подключаемым гибридным автомобилем BMW. Цель состоит в том, чтобы обеспечить видимый индикатор передачи технологий от BMW i к основному бренду BMW. Новое обозначение будет сначала использовано на подключаемых гибридных вариантах нового BMW 7 Series, BMW 740e iPerformance и 3 Series, BMW 330e iPerformance.

Hyundai Motor Компания официально дебютировала со своими тремя моделями Hyundai Ioniq на Женевском автосалоне 2016 . Семейство Ioniq электромобилей включает Ioniq Plug-in, который, как ожидается, обеспечит экономию топлива 125 миль на галлон (28 кВт⋅ч / 100 миль; 17,1 кВт). ⋅ч / 100 км) в полностью электрическом режиме. Подключаемый модуль Ioniq планируется выпустить в США в четвертом квартале 2017 года.

Гибрид подключаемого модуля Prius второго поколения, который в США называется Prius Prime и Prius PHV. в Японии, представлен на Нью-Йоркском международном автосалоне 2016 . Розничные поставки Prius Prime начались в США в ноябре 2016 года, а в Японии планируется выпустить его к концу 2016 года. Prime имеет полностью электрический запас хода по рейтингу EPA 25 миль (40 км), что вдвое больше. модели первого поколения и номинальной экономией топлива EPA 133 миль на галлон (25,9 кВт⋅ч / 100 миль) в полностью электрическом режиме (режим EV), самый высокий MPGe рейтинг в режиме электромобиля любого транспортного средства, оцененного EPA. В отличие от своего предшественника, Prime полностью работает от электричества в режиме электромобиля. Мировые продажи Mitsubishi Outlander P-HEV превысили отметку в 100 000 единиц в марте 2016 года. Продажи BYD Qin в Китае достигли отметки в 50 000 единиц в апреле 2016 года, четвертым подключаемым гибридом, прошедшим эту отметку.

В июне 2016 года Nissan объявил о том, что до марта 2017 года представит в Японии компактный расширитель запаса хода. В серийных сменных гибридных моделях будет использоваться новая гибридная система, получившая название e-Power. который дебютировал с кроссовером Nissan Gripz concept, продемонстрированным на Франкфуртском автосалоне.

в 2015 году. В декабре 2017 года Honda начала розничные поставки модели Honda Clarity Plug-In Hybrid в Соединенные Штаты и Канада, с номинальным запасом хода 76 км (47 миль) только для электромобилей.

Technology

Силовые агрегаты

Chevrolet Volt работает в основном в качестве гибрида серии . Toyota Prius Plug-in Hybrid представляет собой последовательно-параллельный гибрид.

PHEV основаны на тех же трех базовых архитектурах трансмиссии, что и обычные гибридные двигатели. бриды; последовательный гибрид приводится в движение только электродвигателями, параллельный гибрид приводится в движение как своим двигателем внутреннего сгорания, так и электродвигателями, работающими одновременно, а последовательно-параллельный гибрид работает в любом режиме. В то время как обычное гибридное транспортное средство заряжает свою батарею только от двигателя, подключаемый гибрид может получить значительное количество энергии, необходимой для подзарядки своей батареи от внешних источников.

Системы зарядки

Зарядное устройство аккумулятора может быть встроенным или внешним по отношению к автомобилю. Процесс для встроенного зарядного устройства лучше всего объяснить как преобразование мощности переменного тока в мощность постоянного тока, в результате чего аккумуляторзаряжается. Емкость бортовых зарядных устройств ограничена их весом и размером, а также ограничена емкостью розеток переменного тока общего назначения. Специализированные внешние зарядные устройства могут быть использованы большими и мощными средствами. высокоразвитые устройства зарядные устройства установка автомобилями.

Использование инвертора электродвигателя позволяет его обмоткам действовать как катушки трансформатора, имеющийся мощный инвертор - как зарядное устройство переменного тока в постоянный. Эти компоненты уже требуются в автомобиле и на любую практическую мощность, их можно использовать для создания очень мощного бортового зарядного устройства без значительного дополнительного веса или размера. AC Propulsion использует этот метод зарядки, называемый «восстановительной зарядкой».

Режимы работы

Подключаемый гибридный модуль работает в режиме разряда и с поддержанием заряда. Комбинации этих двух режимов называются смешанным режимом или смешанным режимом. Эти автомобили могут быть разработаны для движения в расширенном диапазоне в полностью электрическом режиме либо только на низких скоростях, либо на всех скоростях. Использование этих режимов разряда аккумуляторной батареи напрямую влияет на размер и тип разряда позволяет полностью заряженному PHEV работать исключительно (или в зависимости от транспортных средств, почти исключительно, за исключением) резкого ускорения) на электроэнергии до тех пор, пока уровень заряда аккумулятора не истощится до заданного уровня, и в это время двигатель внутреннего сгорания транспортных средств или топливный элемент будет задействован. Этот период является полностью электрическим диапазоном автомобиля. Это единственный режим, в котором может работать электромобиль с аккумулятором, следовательно, его ограниченный диапазон.

Смешанный режим нескольких поездку с использованием комбинации режимов. Например, автомобиль может начать поездку в режиме низкого расхода заряда, затем выехать на автостраду и работать в смешанном режиме. Водитель может выехать с автострады и ехать без внутреннего сгорания двигателя до тех пор, пока не исчерпывается запас хода на полностью электрическом. Автомобиль может вернуться в режим поддержания заряда, пока не будет достигнут конечный пункт назначения. Это контрастирует с поездкой с истощением заряда, который осуществляется в пределах полного электрического диапазона PHEV.

Накопление электроэнергии

Оптимальный размер батареи зависит от того, ставится ли цель снизить расход топлива, эксплуатационные расходы или выбросы, но недавнее исследование пришло к выводу, что «лучший выбор батареи PHEV. Пропускная способность критически зависит от расстояния, которое транспортное средство будет проезжать без подзарядки. Наши результаты показывают, что для городских условий вождения и частых подзарядок каждые 10 миль или меньше, маломощный PHEV размером с AER (весь диапазон) 7 миль будет надежным для выбора потребляемой бензина, затрат и выбросов парниковых газов. Для менее частой зарядки каждые 20–100 миль PHEV менее парниковых газов, но HEV более рентабельны ».

Обычно требуется PHEV. более глубокие аккумуляторные циклы зарядки и разрядки, чем у обычных гибридов. Количество полных циклов влияет на срок службы батареи, оно может быть меньше, чем в HEV, которые не разряжают свои батареи полностью. Однако некоторые авторы утверждают, что PHEV скоро станет стандартом в автомобильной промышленности. Необходимо решить проблемы проектирования и компромиссы со сроком службы батареи, емкостью, тепловыделением, весом, стоимостью и безопасностью. Передовая технология аккумуляторов находится в стадии разработки, обещая удельную энергию как по массе, так и по объему, и ожидается, что срок службы батареи увеличится.

Катоды некоторых литий-ионных аккумуляторов начала 2007 года сделаны из оксида лития-кобальта. Этот материал дорогой, и элементы, изготовленные из него, могут выделять кислород при перезарядке. Если кобальт заменить на фосфаты железа, элементы не будут гореть и выделяться кислородом при любой зарядде. По ценам на бензин и электроэнергию в начале 2007 г. точка безубыточности достигается через шесть десять лет эксплуатации. Срок окупаемости подключаемых гибридов может быть больше из-за их крупных и дорогих батарей.

Никель-металлогидридные и литий-ионные батареи могут быть переработаны; Например, Toyota имеет программу утилизации, в соответствии с которой дилерам выплачивается кредит в размере 200 долларов США за каждую возвращенную батарею. Однако подключаемые гибриды используют более крупные аккумуляторные батареи, сопоставимые обычные гибриды, и, следовательно, требуют больше ресурсов. Pacific Gas and Electric Company (PGE) предложила коммунальным приобретением использованные батареи для резервного копирования и выравнивания нагрузки. Они заявляют, что, хотя эти использованные батареи могут больше не использовать в транспортных средствах, их остаточная емкость по-прежнему большое значение. Совсем недавно General Motors (GM) заявила, что к ней «обратились коммунальные предприятия, заинтересованные в использовании переработанных аккумуляторов Volt в качестве системы хранения энергии, вторичного рынка, который может снизить стоимость Volt и других вилок. -в автомобилях для потребителей ».

Ультраконденсаторы (или «суперконденсаторы») используются в некоторых подключаемых гибридах, таких как концептуальный прототип AFS Trinity, для быстрого хранения доступной энергии с их высокой удельной мощностью, чтобы Поддерживает батареи в безопасных пределах, обновленное сообщение и продлевать срок их службы. UltraBattery от CSIRO объединяет в себе суперконденсатор и свинцово-кислотную батарею в одном устройстве, создавая гибридный автомобильный аккумулятор, который работает дольше, дешевле и более мощный, чем современные технологии, используемые в подключаемых модулях. в гибридных электромобилях (PHEV).

Переоборудование серийных автомобилей

15 свинцово-кислотных аккумуляторов, зарядное устройство PFC и регуляторы, установленные в WhiteBird, преобразование PHEV -10 Toyota Prius

Есть несколько компаний, которые переводят негибридные автомобили на ископаемом топливе в подключаемые гибриды:

преобразование послепродажного обслуживания существующего серийного гибрида в подключаемый гибрид) обычно включает увеличение емкости аккумуляторной батареи транспортные средства и добавление бортового зарядного устройства переменного тока в постоянный. В идеале программное обеспечение трансмиссии транспортных средств должно быть перепрограммировано, чтобы в полной мере использовать дополнительную емкость аккумулятора и выходную мощность.

Многие ранние гибридные преобразования электромобилей были основаны на Toyota Prius. Некоторые из систем включаются замену оригинальной аккумуляторной батареи NiMH транспортные средства и его электронный блок управления. Другие дополнительные батарею обратно к оригинальной аккумуляторной батарее.

Целевой рынок

В последние годы спрос на полностью электрические автомобили, особенно на рынке Соединенных Штатов, стимулировался государственными стимулами. через субсидии, лоббистов и налоги. В частности, американские продажи Nissan Leaf зависели от щедрых стимулов и особого режима в штат Джорджия, самом популярном рынке Leaf. Согласно исследованиям международного рынка, 60% респондентов считают, что расстояние менее 160 км (99 миль) от недопустимо, хотя только 2% проезжают больше этого расстояния в день. Среди популярных транспортных средств Tesla (с самой дорогой версией Model S, предлагающей запас хода 265 миль (426 км) в Агентстве по охране окружающей среды США 5-цикл испытаний) значительно больший порог. Nissan Leaf имеет номинальный запас хода в 75 миль (121 км) для 2013 модельного года.

Полностью электрический запас хода в милях для популярных подключаемых гибридов 2013 модельного года, по данным тестирования журнала Popular Mechanics. Обеспечение полного электрического диапазона значений и влечет за собой компромиссы, поэтому различные электрические диапазоны соответствуют различным потребностям клиентов.

Подключаемые гибриды используют расширенный диапазон и потенциал для обычных гибридов, позволяя водителям использовать мощность, по крайней мере, для части типичной повседневной езды. Средняя продолжительность поездки на работу или с работы в США в 2009 году составляла 11,8 миль (19,0 км), в то время как среднее расстояние до работы в Англии и Уэльсе в 2011 году было немного ниже - 9,3 мили (15 км). Кроме того, уменьшено грузовое / или пассажирское пространство. На прилагаемом графике показан наблюдаемый запас хода в милях для четырех популярных подключаемых гибридов на рынке США, который был протестирован журналом Popular Mechanics.

Ключевой конструктивный параметр Chevrolet Вольт был целью 40 миль (64 км) для полностью электрического диапазона, выбранного для сохранения небольшого размера батареи и снижения затрат, и главным образом, потому что исследования показали, что 78% ежедневных пассажиров в США путешествуют на 40 миль (64 км) или меньше. Этот целевой диапазон позволяет совершить большую часть электрического приводом, и было сделано предположение, что зарядка будет происходить в течение ночи. Это требование переведено с использованием блока литий-ионных аккумуляторов с накопительной емкостью состояния 16 кВтч с учетом того, что аккумулятор будет работать до заряда (SOC) заряда батареи достигло 30%.

В октябре 2014 года General Motors отчиталась на основе данных, собранных через ее OnStar телематическую систему с начала поставок Volt, и более Путешествие на 1 миллиард миль (1, 6 миллиарда км), из которых владельцы Volt примерно 62,5% поездок ездят в полностью электрическом режиме. В мае 2016 года Ford сообщил, что на основе данных, собранных с более чем 610 миллионов миль (976 миллионов км), пройденных его электрифицированными транспортными средствами через свою телематическую систему, водители этих транспортных средств ежегодно проезжают в среднем 13 500 миль (21 700 км)) в год. транспортных средств, примерно половина из которых работает в полностью электрическом режиме. Разбивка этих цифр показывает среднюю ежедневную поездку на работу в 42 мили (68 км) для водителей с подключаемым модулем Ford Energi. Ford отмечает, что с увеличенным запасом хода на электромобилях модели 2017 среднего года Fusion Energi может целый день обходиться без бензина, если автомобиль полностью заряжен, перед отъездом на работу и перед отъездом. для дома. По данным Ford, в большинстве случаев, вероятно, заряжают свои автомобили только дома.

Годовой отчет EPA за 2015 год «Легкие технологии, выбросы углекислого газа и тенденции экономии топлива» оценивает следующие показатели полезности для подключаемых гибридов модельного года 2015 года, чтобы получить процент миль, которые будут проезжать с использованием электроэнергии среднестатистическим водителем, будь то только электрический или смешанный режим: 83% для BMW i3 REx, 66% для Chevrolet Volt, 45% для моделей Ford Energi, 43% для McLaren P1, 37% для BMW i8 и 29% для Toyota Prius PHV. Анализ 2014 года, проведенный Национальной лабораторией Айдахо с использованием выборки из 21 600 электрических автомобилей и гибридов, показано, что владельцы Volt проезжали в среднем 9112 миль в полностью электрическом режиме (э-миль) за год, в то время как владельцы Leaf проезжали 9 697 электронных миль в год, несмотря на меньший запас хода, полностью на электричестве Volt, что составляет около половины запаса Leaf.

В период с января по август 2014 года, когда продажи обычных гибридов в США замедлились., Продажи подключаемых гибридов в США выросли с 28 241 до 40 748 по сравнению с тем же периодом 2013 года. Продажи полностью электрических транспортных средств в США также выросли за тот же период: с 29 917 автомобилей в период с января по август 2013 года до 40 349 автомобилей в январе-августе 2013 года. Август 2014.

Сравнение с гибридами без подключаемых модулей

Топливная эффективность и вытеснение бензина

Типичная этикетка экономии топлива для свечи серии -в гибридном автомобиле или электромобиле с увеличенным запасом хода Типичный ярлык экономии топлива для смешанного или последовательно-параллельного Plug-i n гибрид

Подключаемые гибриды детей могут быть даже более эффективными, чем обычные гибриды, поскольку более ограниченное использование двигателя внутреннего сгорания PHEV может использовать двигатель с максимальной эффективностью. В то время как Prius, вероятно, будет преобразовывать топливо в среднем с КПД около 30% (что значительно ниже пикового КПД двигателя 38%), двигатель PHEV-70, вероятно, будет работать намного чаще, приближаясь к своей максимальной эффективности, потому что батареи могут удовлетворить скромные потребности в энергии в те моменты, когда двигатель внутреннего сгорания будет вынужден работать намного ниже его максимальной эффективности. Фактический достигнутый КПД зависит от потерь от выработки электроэнергии, инверсии, зарядки / разрядки аккумулятора, контроллера двигателя и самого двигателя, способа использования транспортного средства (его рабочий цикл ) и возможностей перезарядки путем подключения к электросети.

Каждый киловатт-час используемой емкости батареи заменяет до 50 галлонов США (190 л; 42 имп. Галлона) нефтяного топлива в год (бензин или дизельное топливо). топливо). Электроэнергетика поступает из разных источников и, как следствие, дает максимальную степень устойчивости к энергопотреблению.

Фактическая экономия топлива для PHEV, кроме режима работы их трансмиссии, их полностью электрическая дальность полета и время вождения без подзарядки. Если бензин не используется, значение миль на галлон бензинового эквивалента (MPG-e) зависит только от эффективности электрической системы. Первый серийный PHEV, доступный на рынке США, Chevrolet Volt 2011 года, с оцененным EPA запасом хода полностью на электричестве в 35 миль (56 км) и дополнительным увеличенным запасом хода только для бензина в 344 мили (554 км) имеет комбинированную экономию топлива EPA для города / шоссе в 93 миль на галлон в полностью электрическом режиме и 37 миль на галлон ‑US (6,4 л / 100 км; 44 миль на галлон ‑imp) в режиме «только бензин» для общей комбинированной топливной экономичности газо-электрического топлива 60 миль на галлон ‑US (3,9 л / 100 км; 72 миль на галлон ‑imp) эквивалент (MPG-e). EPA также включило в этикетку экономию топлива Volt таблицу, показывающую экономию топлива и потребление электроэнергии для различных сценариев: 30, 45, 60 и 75 миль (121 км), пробег между полной зарядкой и никогда сценарий заряда. Согласно этой таблице, экономия топлива показывает 168 миль на галлон ‑US (1,40 л / 100 км; 202 миль на галлон ‑imp) в эквиваленте (MPG-e) 45 милях (72 км).

Для более полной маркировки экономии топлива и окружающей среды, которая будет обязательной в США начиная с модельного года 2013 года, Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) и Агентство по охране окружающей среды (EPA) выпустило два отдельных знака экономии топлива для подключаемых гибридов из-за сложности их конструкции, поскольку PHEVS может работать в двух или трех рабочих условиях. режимы: полностью электрический, смешанный и только бензиновый. Один ярлык предназначен для серийных гибридных автомобилей или электромобилей с увеличенным запасом хода (например, Chevy Volt) с полностью электрическим и только бензиновым режимами; и вторую метку для смешанного режима или последовательного параллельного гибридного, который включает в себя сочетание бензинового и электрического режима; и только бензин, как обычные гибридные транспортные средства.

Общество автомобильных инженеров (SAE) разработало свои рекомендации в 1999 году для тестирования и составления отчетов о топливной экономичности гибридных транспортных средств. Комитет SAE в настоящее время работает над пересмотром процедуры тестирования и отчетности по экономии топлива PHEV. Атмосферный фонд Торонто протестировал десять модернизированных гибридных автомобилей с подзарядкой от сети, которые в 2008 году достигли средней производительности 5,8 литра на 100 км или 40,6 миль на галлон за шесть месяцев, что было сочтено ниже мощности технологии.

В реальном мире Тестирование с использованием обычных драйверов, некоторые преобразования Prius PHEV могут не обеспечить намного большей экономии топлива, чем HEV. Например, парк подключаемых моделей Prius, каждый из которых имеет запас хода 48 км (30 миль), в среднем расходует всего 51 милю на галлон ‑US (4,6 л / 100 км; 61 миль на галлон ‑imp.) в тесте на 17000 миль (27000 км) в Сиэтле, и аналогичные результаты с такими же моделями преобразователей батареи в инициативе Google RechargeIT. Более того, дополнительный батарейный блок стоит 10 000–11 000 долларов США.

Эксплуатационные расходы

Исследование, опубликованное в 2014 году исследователями из Университета Ламара, Университета штата Айова. и Национальная лаборатория Ок-Ридж сравнила эксплуатационные расходы подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) различных электрических диапазонов (10, 20, 30 и 40 миль) с обычными бензиновыми автомобилями и гибридными автомобилями. электромобили (HEV) с разными сроками окупаемости, уровни развертывания зарядной инфраструктуры и цены на бензин. Исследование пришло к выводу, что:

  • PHEV экономят около 60% или 40% затрат на электроэнергию по сравнению с обычными бензиновыми автомобилями и HEV соответственно. Для водителей со значительным ежедневным пробегом транспортных средств (DVMT) гибридные автомобили могут быть даже лучшим выбором, чем подключаемые гибриды с запасом хода 40 миль (64 км), особенно при общественной инфраструктуре для зарядки.
  • Увеличивающая стоимость аккумуляторных гибридов с большой батареей трудно оправдать на основе дополнительной экономии эксплуатационных расходов PHEV, если только для PHEV с большой батареей предлагается субсидия.
  • Когда цена бензина увеличивается с 4 долларов США за галлон до 5 долларов США за галлон, количество водителей, пользующихся большей батареей, значительно возрастает. Если цена на бензин составляет 3 доллара США, подключается гибрид с запасом хода до 10 миль (16 км), даже если стоимость аккумулятора составляет 200 долларов США / кВтч.
  • Хотя устройства быстрой зарядки могут сократить время зарядки, они мало способствуют экономии энергии для PHEV, в отличие от зарядных устройств уровня 2.

Стоимость батарей

К недостаткам подключаемых гибридов дополнительных затрат, размер большей аккумуляторной батареи. Согласно исследованию, проведенному в 2010 г. Национальным исследовательским советом , стоимость литий-ионной аккумуляторной батареи составляет около 1700 долларов США / кВт · ч долларовой энергии, учитывая, что для PHEV-10 требуется около 2,0 кВт · ч, а для PHEV-40 около 8 кВт · ч, ориентировочная стоимость аккумуляторного блока для PHEV-10 составляет около 3000 долларов США, а для модели - 14000 долларов США. PHEV-40. Согласно тому же исследованию, даже несмотря на потребление масла или выбросы углерода до 2030 года, ожидается, что проникновение на рынок будет медленным, и поэтому ожидается, что к 2020 году ожидается снижение затрат на 35%. если только не произойдет фундаментальный прорыв в аккумуляторных технологиях.

Сравнение затрат между PHEV-10 и PHEV-40. (цены на 2010 г.)
Тип подключаемого модуля. по. диапазону электромобилей
Аналогичное. производство. модель
Тип. трансмиссии
Производитель. дополнительные расходы. по сравнению с обычным. негибридным средним размером
Ориентировочная стоимость. аккумулятора
Стоимость. модернизация электросистемы. дома
Ожидаемая. бензин. экономия. по сравнению с. с HEV
Годовой. бензин. экономия. по сравнению с. с HEV
PHEV-10
подключаемым модулем Prius
Параллельный
6300 долларов США
3300 долларов США
Более 1000 долларов США
20%
70 галлонов
PHEV-40
Chevy Volt
Series
18100 долларов США
14000 долларов США
Более 1 доллар США, 000
55%
200 галлонов
Примечания: (1) Использует технологию HEV, используемую в Toyota Prius с аккумулятором большего ра змера. Предполагаемый запас хода Prius Plug-in на электричестве составляет 14,5 миль (23 км). (2) Предполагается, что 15000 миль в год.

Согласно исследованию NRC 2010 года, хотя проезд на милю дешевле, чем на электричестве Что касается бензина, то экономии топлива за весь срок службы недостаточно, чтобы компенсировать высокие первоначальные затраты на плагины, и потребуются годыия, прежде чем будет достигнута точка безубыточности. Кроме быстрого проникновения на рынок подключаемых модулей в США, вероятно, потребуются сотни миллиардов долларов государственного субсидий и льгот.

Исследование 2013 года, проведенное Американским советом по энергоэффективности Компания «Эконом» сообщила, что затраты на аккумуляторные батареи снизились на 1300 долларов США за киловатт-час в 2007 году до 500 долларов США за киловатт. -час в 2012 году. Министерство энергетики установило целевые показатели затрат на спонсируемое исследование аккумуляторов в размере 300 долларов США за киловатт-час в 2015 году и 125 долларов США за киловатт-час к 2022 году. Снижение затрат за счет достижений в области аккумуляторных технологий и увеличения объема производства позволит подключать электромобили. чтобы быть более конкурентоспособными по сравнению с обычными автомобилями с двигателем внутреннего сгорания.

Исследование, опубликованное в 2011 г. Belfer Center, Гарвардский университет, показало, что экономия затрат на бензин -в электромобилях в течение срока службы транспортных средств не компенсируются их более высокими закупочными ценами. Этот результат был оценен путем сравнения их срока службы чистой приведенной стоимости при покупке в 2010 году и эксплуатационных расходов для рынка США и при условии отсутствия государственного субсидий. Согласно оценкам исследования, PHEV-40 на 5 377 долларов дороже обычного сгорания двигателя внутреннего сгорания, электромобиль с аккумулятором (BEV) дороже на 4 819 долларов. В исследовании также изучалось, как этот баланс изменится в течение следующих 10-20 лет, если предположить, что стоимость батарей снизится, а цены на бензин вырастут. В рамках рассматриваемых будущих сценариев исследование показало, что BEV будут значительно дешевле обычных автомобилей (на 1155-7181 долларов США дешевле), чем BEV почти во всех сценариях сравнения, и только дешевле, чем обычные автомобили. в сценарии с очень низкой стоимостью батареи и высокими ценами на бензин. BEV проще в сборке и не использовать жидкое топливо, в то время как PHEV имеют более сложную трансмиссию и по-прежнему имеют бензиновые двигатели.

Выбросы переносятся на электрические станции

Повышенное загрязнение ожидается, что в некоторых областях это произойдет с внедрением PHEV, но в результате произойдет сокращение. Исследование ACEEE предсказывает, что широкое использование PHEV в районах, зависящих от угля, приводит к увеличению местных чистых выбросов диоксида серы и ртути. подача электроэнергии в сеть. чистые угольные технологии могут создавать электростанции, которые поставляют электроэнергию из угля без выбросов значительных количеств загрязнителей, более высокую стоимость этих технологий может увеличить цены на электроэнергию, производимую из угля. Чистое воздействие на загрязнение зависит от источника топлива в электрической сети (например, ископаемое или возобновляемое) и профиля самого электростанций. Выявление, регулирование и модернизация единственного источника загрязнения, такого как электростанция, или полная замена станции также могут быть более практичными. С точки зрения здоровья человека переносом из больших городских изображений можно считать значительным преимуществом.

Согласно исследованию Национальной академии наук, проведенному в 2009 году, «Электромобили и зависящие от (подключаемые модули)» гибридные автомобили показали более высокий неклиматический ущерб, чем многие другие технологии ». На эффективность подключаемых гибридов также влияет эффективность общей передачи электроэнергии. Потери при передаче и распределении выбросов в США оценивались в 7,2% в 1995 г. и 6,5% в 2007 г. Согласно анализу жизненного цикла выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, автомобили, работающие на природном газе, являются источником наименьших выбросов.

Многоуровневая структура тарифов для счетов за электроэнергию

Дополнительное потребление электроэнергии для подзарядки подключаемых к сети транспортных средств может подтолкнуть многие домохозяйства в регионах, где нет внепиковых тарифов, к более высокому уровню цен и свести на нет финансовые выгоды. Клиенты по такой тарифам могут получить значительную экономию, если будут осторожны с тем, когда автомобиль заряжается, например, с помощью таймера, чтобы ограничить зарядку в непиковые часы. Таким образом, для точного сравнения, требуется, чтобы каждое домохозяйство оценило свой текущий уровень потребления электроэнергии и тарифы, сопоставленные со стоимостью бензина и фактическими эксплуатационными затратами на эксплуатацию электромобиля.

Выбросы парниковых газов

Воздействие PHEV на выбросы парниковых газов сложное. Подключаемые к электросети гибридные автомобили, работающие в полностью электрическом режиме, не выделяют вредных выхлопных газов от бортового источника питания. Преимущество чистого воздуха обычно носит локальный характер, поскольку в зависимости от источника используемой энергии для подзарядки батарейки, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу переносятся в места расположения генерирующих станций. Точно так же PHEV не выбрасывают парниковые газы из бортового источника энергии, но с точки зрения сквозной оценки, степень выгоды также зависит от топлива и технологий, используемых для выработки энергии. С точки зрения полного анализа жизненного цикла, электричество, используемое для подзарядки батарей, должно производиться из источников нулевого выброса, как возобновляемые (например, энергия ветра, солнечная энергия или гидроэлектроэнергия ) или ядерная энергия для PEV, чтобы выбросы от скважины к колесу были почти нулевыми или почти отсутствовали. С другой стороны, когда PEV заряжается от угольных электростанций, они производят несколько больше выбросов парниковых газов, чем автомобили с двигателем, обычно сгорания. В случае подключаемого к сети гибридного электромобиля при работе в гибридном режиме с помощью внутреннего сгорания выбросов выхлопных газов и парниковых газов по сравнению с обычными автомобилями из-за их более высокой экономии топлива.

энергии за жизненный цикл и оценки выбросов

Аргонн

В 2009 году исследователи из Аргоннской национальной лаборатории адаптировали свою модель GREET для проведения полной скважины на колеса ( WTW) анализ использования энергии и выбросов парниковых газов (ПГ) подключаемых гибридных электромобилей для нескольких сценариев с учетом различных видов топлива и источников энергии для различных подзарядки автомобиля. батареи. Для анализа были выбраны три региона США: Калифорния, Нью-Йорк и Иллинойс, поскольку в регионы входят крупные мегаполисы со значительными вариациями в структуре производства энергии.. Также были представлены результаты анализа полного цикла для структуры генерации в США и возобновляемой электроэнергии для изучения случаев и чистой смеси, соответственно. Это исследование 2009 года показало широкий спектр разброса использования нефти и выбросов парниковых газов между различными технологиями производства топлива и комбинациями генерации энергосистем. В следующей таблице представлены основные результаты:

PHEV от скважины до колеса Использование энергии из нефти и выбросы парниковых газов. для электрического диапазона от 10 до 40 миль (от 16 до 64 км) с другими бортовым топливом.. (в процентах по отношению к двигателю внутреннего сгорания, использующему бензин на ископаемом топливе)
АнализРеформированный бензин. и Дизельное топливо со сверхнизким топливом серы Топливо E85 из. кукурузы и проса Топливный элемент. водород
Снижение потребления энергии из нефти
40–60%
70–90%
более 90%
выбросов парниковых газов
30–60%
40–80%
10–100%
Источник: Центр транспортных исследований, Аргоннская национальная лаборатория (2009). См. Таблицу 1. Примечания: (1) Моделирование для 2020. с PHEV 2015 модельного года. (2) Никаких прямых или косвенных изменений в землепользовании, включенных в анализ WTW для сырья биомассы.

Исследование, проведенное в Аргонне, показало, что PHEV позволяет сократить потребление энергии из нефти по сравнению с обычными гибридными электромобилями. Большая экономия энергии от нефти, а также большее сокращение выбросов парниковых газов было реализовано по мере увеличения электрического диапазона, за исключением случаев, когда в электроэнергии, используемой для подзарядки, преобладала выработка электроэнергии на угле или мазуте. Как и ожидалось, электричество из возобновляемых источников привело к наибольшему сокращению использования энергии из нефти и выбросов парниковых газов для всех источников энергии PHEV по величине диапазона полностью. В исследовании также сделан вывод о том, что автомобили с подзарядкой от электросети используют топливо на основе биомассы (биомасса-E85 и -водород), не использует преимущества парниковых газов по сравнению с обычными гибридами, если в производстве используются ископаемые источники.

Ок-Ридж

В исследовании 2008 года, проведенном учеными из Национальной лаборатории Ок-Ридж, было проанализировано использование нефти и выбросы парниковых газов (ПГ) подключаемых гибридов по сравнению с гибридными электромобилями по нескольким сценариям на 2020 и 2030 годы. В исследовании рассматривалась комбинация энергии для 13 регионов США, рассматривающая комбинация энергии, как правило, комбинация угля, природного газа и ядерной энергии, а также, в меньшей степени, возобновляемых источников энергии. В исследовании 2010 года, проведенном Аргоннской национальной лабораторией, были получены аналогичные результаты, и был сделан вывод о том, что PHEV снизил потребление нефти, но может испортить очень разные выбросы парниковых газов для каждого региона в зависимости от структуры энергии., используемой для выработки электричества для зарядки свечи -в гибридах.

Агентство по охране окружающей среды

в октябре 2014 года США Агентство по охране окружающей среды опубликовало выпуск за 2014 год своего годового отчета «Легковые автомобильные технологии, выбросы двуокиси углерода и тенденции экономии топлива ». Впервые в отчете представлен анализ влияния , с акцентом на электромобили с подзарядкой от электросети, поскольку их доля на рынке приближается к 1%, и началось внедрение PEV. предлагаем ощутимое влияние на общую экономию топлива в США и выбросы CO. 2.

Отчет EPA включил анализ 12 полностью электрических пассажирских автомобилей и 10 подключаемых гибридов, доступных на рынке в качестве модельный год 2014. В точных целях анализа при анализе учитывались различные функции в работе таких PHEV, как Chevrolet Volt, которые могут работать в полностью электрическом режиме без использования бензина, и тех, которые работают в смешанном режиме. режим, такой как Toyota Prius PHV, который использует как энергию, накопленную в батарее, так и энергию из бензобака для приведения в движение транспортных средств, но может обеспечить существенное полностью электрическое вождение в смешанном режиме. Кроме того, поскольку диапазон полностью электрических подключаемых гибридов зависит от размера аккумуляторной батареи, анализ представил коэффициент полезности как прогноз, в среднем, процента миль, которые будут пройдены с использованием электричества (в электрическом только и смешанный режимы) средним водителем. В следующей таблице показана общая экономия топлива электромобиля / гибрида, выраженная в милях на галлон бензинового эквивалента (миль на галлон-эл.) И коэффициент полезности для десяти подключаемых гибридов MY2014, доступных на рынке США. В исследовании использовался коэффициент полезности (поскольку в режиме чистого электромобиля выбросы выхлопных газов отсутствуют) и лучшая оценка Агентства по охране окружающей среды для выбросов CO. 2 выхлопных труб, производимых этими транспортными средствами в реальных условиях эксплуатации города и шоссе. по методологии 5-цикловой маркировки EPA с использованием взвешенного вождения 55% по городу / 45% по шоссе. Результаты показаны в следующей таблице.

Кроме того, EPA учло выбросы CO. 2 выше по технологической цепочке, связанные с производством и распределением электроэнергии, необходимой для зарядки PHEV. Поскольку производство электроэнергии в Соединенных Штатах значительно варьируется от региона к региону, EPA рассмотрело три сценария / диапазона с нижним концом диапазона, соответствующим коэффициенту выбросов силовой установки в Калифорнии, серединой диапазона, представленным средним национальным коэффициентом выбросов силовой установки. и верхний предел диапазона, соответствующий коэффициенту выбросов силовой установки для Скалистых гор. По оценкам EPA, коэффициенты выбросов парниковых газов в электроэнергии для различных регионов страны варьируются от 346 г CO2 / кВт-ч в Калифорнии до 986 ​​г CO2 / кВт-ч в Скалистых горах, со средним показателем по стране 648 г CO2 / кВт-ч.. В следующей таблице показаны выбросы из выхлопной трубы и комбинированные выбросы из выхлопной трубы и до каждого из 10 PHEV 2014 г., доступных на рынке США.

Сравнение выхлопных труб и выбросов CO. 2 выше по потоку, оцененных EPA. для подключаемых гибридов 2014 модельного года, доступных на рынке США по состоянию на сентябрь 2014 года
АвтомобильРейтинг EPA. комбинированный. электромобиль / гибрид. (миль на галлон )полезность. коэффициент. (общий EV. миль)выхлопная труба CO. 2. (g / mi)Выхлопная труба + общий выброс CO2 на входе
Low. (g / mi)Avg. (g / mi)Высокая. (г / миль)
BMW i3 REx 880,8340134207288
Chevrolet Volt620,6681180249326
Cadillac ELR 540,6591206286377
Ford C-Max Energi 510,45129219269326
Ford Fusion Energi 510,45129219269326
Honda Accord Plug-in Hybrid 570,33130196225257
Toyota Prius Plug-in Hybrid 580,29133195221249
BMW i8 370,37198303351404
Porsche Panamera S E-Hybrid 310,39206328389457
McLaren P1 170,43463617650687
Легковой автомобиль со средним бензином24,20367400400400
Примечания: (1) На основе 45% шоссе и 55% езды по городу. (2) Коэффициент полезности представляет собой в среднем процент миль, которые будут проезжать с использованием электроэнергии (только в электрическом и смешанном режимах) среднестатистическим водителем. (3) Агентство по охране окружающей среды классифицирует i3 REx как серию подключаемых гибридов

Национальное бюро экономических исследований

В большинстве анализов выбросов используются средние уровни выбросов по регионам, а не предельная выработка в разное время суток. Первый подход не учитывает структуру генерации на взаимосвязанных рынках электроэнергии и изменение нагрузки в течение дня. В анализе, проведенном тремя экономистами из Национального бюро экономических исследований (NBER), опубликованном в ноябре 2014 года, была разработана методология оценки предельных выбросов от спроса на электроэнергию, которые варьируются в зависимости от местоположения и времени суток в Соединенных Штатах.. В исследовании использовались данные о выбросах и потреблении за 2007–2009 годы, а также использовались технические характеристики Chevrolet Volt (полностью электрический запас хода 35 миль (56 км)). Анализ показал, что предельные уровни выбросов более чем в три раза выше в Верхнем Среднем Западе по сравнению с Западными США, а внутри регионов уровни выбросов в некоторые часы дня превышают вдвое больше, чем у других. Применяя результаты маржинального анализа к подключаемым к электросети электромобилям, исследователи NBER обнаруживают, что выбросы заряженных PEV используются в зависимости от региона и часов дня. В некоторых регионах, таких как западные США и Техас, выбросы CO. 2 на милю от движения PEV меньше, чем от вождения гибридного автомобиля. Показанные часы с полуночи до 4 часов утра, что PEV генерирует больше на дорогах, чем средний автомобиль, который в настоящее время на дороге. Результаты показывают фундаментальное противоречие между нагрузкой на электроэнергию и экологическими целями, поскольку часы, когда электричество дешевле всего, обычно используются с наибольшими выбросами. Это происходит потому, что угольные агрегаты чаще всего используются для удовлетворения потребностей базового и внепикового спроса на электроэнергию; В то время как установки низкого уровня газа используются в эксплуатации для удовлетворения пикового спроса. Такая схема переключения топлива объясняет, почему уровень выбросов обычно выше ночью и ниже в периоды пикового спроса утром и вечером.

Производство и продажи

Производственные модели

Chevrolet Volt был самым продаваемым в мире подключаемым гибридом до сентября 2018 года.

С 2008 года подключаемые гибриды были коммерчески доступны как от специализированных производителей, так и от основных производителей автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. F3DM, выпущенный в Китае в декабре 2008 года, был первым серийным подключаемым гибридом, проданным в мире. Chevrolet Volt, представленный в США в декабре 2010 года, был первым серийным гибридным двигателем, произведенным крупным автомобилестроителем.

Продажи и основные рынки

В конце 2017 года на дорогах мира было 1,2 миллиона подключаемых гибридных автомобилей. В 2018 году запасы подключаемых гибридов увеличились до 1,8 миллиона из общемирового запаса, составляющего примерно 5,1 миллиона электрические легковые автомобили. По состоянию на декабрь 2017 года крупнейшим в мире рынком подключаемых гибридных автомобилей считались Соединенные Штаты с запасом в 360 510 единиц, за которыми следуют Китай с 276 580 автомобилями, Япония с 100 860 автомобилями, Нидерланды с 98 220 и Великобритания с 88 660.

Мировые продажи подключаемых гибридов выросли с более чем 300 единиц в 2010 году до почти 9000 в 2011 году, подскочили до более чем 60 000 единиц в 2012 году и достигли почти 222 000 единиц в 2015 году. По состоянию на декабрь 2015 года Соединенные Штаты были мировым лидером. крупнейший рынок подключаемых гибридных автомобилей с запасом 193 770 единиц. В 2016 году было продано около 279 000 подзаряжаемых гибридов малой грузоподъемности, в результате чего на конец 2016 года мировые запасы электромобилей составили почти 800 000 легальных подзарядных гибридных электромобилей. В 2017 году было продано 398 210 гибридных автомобилей, причем Китай является страной-лидером продаж с 111 000 единиц, а мировые запасы подключаемых гибридов преодолели рубеж в один миллион единиц к концу 2017 года.

Эволюция соотношения между глобальными продажами BEV и PHEV в период с 2011 по 2019 год.

Мировые продажи электромобилей в течение нескольких лет смещались в сторону электромобилей. Мировое соотношение между полностью электрическими (BEV) и подключаемыми гибридами (PHEV) увеличилось с 56:44 в 2012 году до 60:40 в 2015 году, до 66:34 в 2017 году и выросло до 69:31 в 2018 году.

По стране

Нидерланды, Швеция, Великобритания и США имеют наибольшие доли продаж подключаемых гибридных автомобилей в процентах от общих продаж подключаемых электромобилей. В Нидерландах самая большая в мире доля подключаемых гибридов среди парка подключаемых к электросети легковых автомобилей: на конец октября 2016 года было зарегистрировано 86 162 подключаемых гибридов из 99 945 подключаемых электромобилей и фургонов, что составляет 86,2%.

Швеция занимает второе место с 16 978 подключаемыми гибридными автомобилями, проданными в период с 2011 по август 2016 года, что составляет 71,7% от общего числа зарегистрированных продаж легковых электромобилей.. В период до августа 2016 года в Великобритании было зарегистрировано 45 130 автомобилей, что составляет 61,6% от общего числа зарегистрированных автомобилей с подключаемым модулем с 2011 года. В США гибридные автомобили с подключаемым модулем составляют 47,2% от 506 450 проданных электромобилей. с 2008 по август 2016 года.

В ноябре 2013 года Нидерланды стали первой страной, где подключаемый гибридный двигатель возглавил ежемесячный рейтинг продаж новых автомобилей. В ноябре лидером продаж стал Mitsubishi Outlander P-HEV с объемом продаж 2736 единиц, что составляет 6,8% рынка новых легковых автомобилей, проданных в этом месяце. В декабре 2013 года Outlander P-HEV снова стал самым продаваемым новым автомобилем в стране с 4976 единицами, что составляет 12,6% рынка продаж новых автомобилей. Эти рекордные продажи позволили Нидерландам стать второй страной после Норвегии, где электрические автомобили с подключаемым модулем возглавили ежемесячный рейтинг продаж новых автомобилей. По состоянию на декабрь 2013 года Нидерланды были страной с самой высокой концентрацией рынка подключаемых гибридов: 1,45 транспортных средств на 1000 человек.

В следующей таблице представлены страны с наивысшим рейтингом в соответствии с их рынком сегмента подключаемых гибридов. доля от общего объема продаж новых автомобилей в 2013 г.:

Топ-10 стран по доле рынка подключаемых гибридов. продаж новых автомобилей в 2013 г.
РейтингСтранаPHEV. рынок. доля. (%)РейтингСтранаPHEV. рынок. доля. (%)
1Нидерланды 4,72%6Исландия 0,25%
2Швеция 0,41%7Финляндия 0,13%
3Япония 0,40%8Великобритания 0,05%
4Норвегия 0,34%9Франция 0,05%
5США 0,31%10Швейцария 0,05%
Примечание: (1) Доля рынка подключаемых гибридов, пригодных для использования на шоссе, в процентах от общего объема продаж новых автомобилей в стране в 2013 году.

По модели

По данным JATO Dynamics, с декабря 2018 года Мицуб ishi Outlander P-HEV - самый продаваемый в мире подключаемый гибрид. С момента создания к маю 2020 года во всем мире было продано 250 000 единиц. Европа является ведущим рынком Outlander P-HEV с 126 617 единицами, проданными до января 2019 года, за ней следует Япония 42 451 единица до марта 2018 года. Европейские продажи возглавляет Великобритания с 50 000 единиц от Апрель 2020 года, за которым следуют Нидерланды с 25 489 автомобилями и Норвегия с 14 196 автомобилями до марта 2018 года.

Совокупные глобальные продажи Chevrolet Volt и его вариантов к концу 2018 года составили около 186 000 единиц, в том числе около 10 000. Opel / Vauxhall Amperas, проданные в Европе до июня 2016 года, и более 4300 Buick Velite 5, проданных только в Китае (с переименованным Volt второго поколения) до декабря 2018 года. Продажи Volt возглавляются Соединенными Штатами Штатам было поставлено 152 144 единицы до декабря 2018 года, за ними следовала Канада с 17 311 единицами до ноября 2018 года. До сентября 2018 года Chevrolet Volt был самым продаваемым в мире подключаемым гибридом.

Третье место в рейтинге. это Toyota Prius Plug-in Hybrid (Toyota Prius Prime ) - около 174 600 проданных автомобилей обоих поколений по всему миру до декабря 2018 года. Соединенные Штаты являются ведущим рынком, на котором было продано более 93 000 единиц до декабря 2018 года. Следующее место занимает Япония с приблизительно 61 200 единицами. до декабря 2018 года, затем следуют Европа с почти 14 800 единицами продукции до июня 2018 года.

В следующей таблице представлены подключаемые гибридные модели с совокупными глобальными продажами около или более 100 000 единиц с момента появления первого современного производственного разъема -в гибридном автомобиле, BYD F3DM, в 2008 году до декабря 2018 года:

Самые продаваемые гибридные электромобили, разрешенные для шоссе. в период с 2008 по 2018 год
МодельРынок. запускГлобальные продажиСовокупные. продажи черезисточники
С момента создания2018
Mitsubishi Outlander P-HEV Янв 2013186,99642,337декабрь 2018
Chevrolet Volt декабрь 2010~ 186,00025,108Декабрь 2018
Toyota Prius PHV январь 2012174,58645,686декабрь 2018
BYD Qin декабрь 2013136,81847,425декабрь 2018 г.
BYD Tang июнь 2015 г.10151837,146декабрь 2018 г.
Примечания: (1) В дополнение к модели Volt, проданной в Северной Америке, совокупные продажи семейства Volt / Ampera включают. около 10 000 Vauxhall / Opel Ampera и 1750 Volt, проданных в Европа, 246 Holden Volt продано в Австралии,. и 4317 единиц Buick Velite 5 проданы только в Китае (с переименованным Volt второго поколения ).. (2) Продажи только в Китае. BYD Qin total не включает продажи полностью электрического варианта (Qin EV300).

Государственная поддержка и государственное внедрение

Субсидии и экономические стимулы

Некоторые страны учредили гранты и налоговые льготы на покупку новых электромобилей (PEV), включая гибридные электромобили с подзарядкой от сети, и обычно экономический стимул зависит от размера батареи. В США предоставляется льгота по федеральному подоходному налогу в размере до 7 500 долларов США, а в некоторых штатах действуют дополнительные льготы. Великобритания предлагает грант на подключаемый автомобиль на сумму до 5000 фунтов стерлингов (7600 долларов США). По состоянию на апрель 2011 года 15 из 27 государств-членов Европейского Союза предоставляют налоговые льготы для автомобилей с подзарядкой электроэнергии, включая все страны Западной Европы, а также Чешскую Республику и Румыния. Также 17 стран взимают налоги, связанные с двуокисью углерода, с легковых автомобилей в качестве сдерживающего фактора. Льготы состоят из налоговых льгот и налоговых льгот, а также премиальные выплаты для покупателей полностью электрические и гибридные автомобили, гибридные автомобили и некоторые автомобили на альтернативном топливе.

Другая государственная поддержка

США
Президент Буш с A123Systems генеральным директором на лужайке Белого дома осматривают Toyota Prius, преобразованный в подключаемый модуль. гибрид с технологией Hymotion.

Стимулы для разработки PHEV включен в Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года. Закон 2008 г. об усовершенствовании и расширении энергопотребления, подписанный 3 октября 2008 г., налоговые льготы для покупки PHEV. Президент Новая энергия для Америки президента Барака Обамы к развертыванию 1 миллиона гибридных автомобилей с подключаемым модулем к 2015 году, а 19 марта 2009 года он объявил о программах, направляющих 2, 4 миллиарда долларов на электрическую разработку транспортных средств.

Закон о восстановлении и реинвестиции в США с 2009 года изменяет налоговые льготы, включая новый для сменных электроприводов комплектов для переоборудования и для 2 или 3-х колесной техники. Конечная сумма, включенная в Закон, которая распространяется на PHEV, составляет более 6 миллиардов долларов.

В марте 2009 года в рамках Закона о восстановлении и реинвестировании США, Департамент энергетики США объявил о выпуске двух конкурсных заявок на федеральное финансирование в размере до 2 миллиардов долларов демонстрационные и внедренческие проекты, включая 400 миллионов долларов на электрификации транспорта, для заключенных на основе соглашений о разделении затрат на производство передовых аккумуляторов и компонентов привода. Это объявление также поможет достичь цели президента Барака Обамы по вводу в эксплуатацию одного миллиона гибридных автомобилей к 2015 году.

Президент Барак Обама за рулем a Chevy Volt во время его экскурсии по автозаводу General Motors в Хамтрамке, Мичиган.

Публичное размещение также включает:

Европейский Союз

Электрификация транспорта (электромобильность ) является приоритетом Исследовательской программы Европейского Союза Он также занимает видное место в Плане восстановления экономики Европы, представленном в ноябре 2008 года в рамках инициативы «Зеленый автомобиль». DG TREN будет поддерживать крупный европейский проект «электромобильности» по электромобилям. евро в рамках инициативы Green Car.

Поддерживающие организации

Организации, поддерживающие подключаемые модули гибриды, включают Всемирный фонд дикой природы, «, Национальную федерацию дикой природы и CalCars.

. Другие поддерживающие организации: Plug In America, Alliance for Climate Protection, Друзья Земли, Rainforest Action Network, Институт Роки-Маунтин (Project Get Ready), Сан-Франциско Совет области залива, Альянс Аполлона, Коалиция за освобождение Америки, Группа лидеров Кремниевой долины, а также проект Plug-in Hybrid Electric School Bus Project,

FPL и Duke Energy заявили, что к 2020 году все новые транспортные средства будут приобретены в виде гибридных или полностью электрических автомобилей.

См. Также

  • Портал автомобилей
  • значок Энергетический портал

Ссылки

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Подключаемыми электрическими гибридными автомобилями.
Викицитатник содержит цитаты, связанные с: Подключаемым гибридом

Книги и исследования

Последняя правка сделана 2021-06-02 08:32:45
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте