Подключаемый гибрид

Mitsubishi Outlander PHEV является мировым все время лучших продаж гибрида. ^[1] Мировые продажи достигли 250 000 в мае 2020 года. ^[2]

Часть серии о
Устойчивая энергия
Обзор
Низкоуглеродистая энергия Углеродно-нейтральное топливо Поэтапный отказ от ископаемого топлива
Энергосбережение
Когенерация Эффективное использование энергии Хранилище энергии Зеленое здание Тепловой насос Микрогенерация
Возобновляемая энергия
Биоэнергетика Геотермальный Гидроэлектроэнергия Солнечная Приливный Волна Ветер
Экологичный транспорт
Электромобиль Зеленый автомобиль Подключаемый гибрид
Портал возобновляемой энергии  Портал окружающей среды
v т е

Плагин гибридных электрических транспортных средств ( PHEV ) представляет собой гибридное электрическое транспортное средство , чьи батареи можно заряжать, подключив его к внешнему источнику электроэнергии , а также его двигателем на борту и генератора. Большинство PHEV - это легковые автомобили, но есть также версии PHEV для коммерческих автомобилей и фургонов, легких грузовиков, автобусов, поездов, мотоциклов, мопедов и военных транспортных средств.

Подобно полностью электромобилям , подключаемые гибриды вытесняют выбросы из выхлопной трубы автомобиля в генераторы, питающие электросеть. Эти генераторы могут быть возобновляемыми или могут иметь меньшие выбросы, чем двигатель внутреннего сгорания. Зарядка аккумулятора от сети может стоить дешевле, чем использование бортового двигателя, что помогает снизить эксплуатационные расходы.

Серийно выпускаемые гибриды плагинов были доступны для общественности в Китае и США с 2010 года. ^{[3] [4] [5]} К концу 2017 года было выпущено более 40 моделей серийных легальных плагинов для автомобильных дорог. гибриды для розничной продажи. Гибридные автомобили с подзарядкой от сети 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 . ^[6]

По состоянию на декабрь 2019 ^{[Обновить]}года глобальный запас подключаемых к сети гибридных автомобилей составил 2,4 миллиона единиц, что составляет одну треть от запасов подключаемых к электросети легковых автомобилей на дорогах мира. ^[7] По состоянию на декабрь 2019 ^{[Обновить]}года в Китае был самый большой в мире запас подключаемых гибридных автомобилей - 767 900 единиц, за ним следуют США - 567 740 автомобилей и Великобритания - 159 910 единиц. ^[7]

Терминология [ править ]

Диапазон полностью электрического подключаемого гибрида обозначается PHEV- [мили] или PHEV [километры] км, где число представляет расстояние, которое транспортное средство может проехать только от батареи. Например, PHEV-20 может проехать двадцать миль (32 км) без использования двигателя внутреннего сгорания, поэтому его также можно обозначить как PHEV32km. ^[8]

Чтобы эти автомобили работали от аккумуляторов, они проходят процессы зарядки, использующие разные токи. Эти токи известны как переменный ток (AC), используемый для бортовых зарядных устройств, и постоянный ток (DC), используемый для внешней зарядки. ^[9]

Другие популярные термины, которые иногда используются для подключаемых гибридов, - это «подключенные к сети гибриды», «Гибридный электромобиль с дополнительным газом» (GO-HEV) или просто «гибриды с дополнительным газом». ^{[10] [11] [12]} GM называет свой подключаемый гибрид серии Chevrolet Volt « электромобилем с увеличенным запасом хода». ^{[13] [14]}

История [ править ]

Изобретение и ранний интерес [ править ]

Lohner-Porsche Mixte Hybrid , произведенный еще в 1899 году, был первым гибридным электрическим автомобилем. ^{[15] [16]} Ранние гибриды можно было заряжать от внешнего источника перед работой. Однако термин «подключаемый гибрид» стал обозначать гибридный автомобиль, который можно заряжать от стандартной электрической розетки. Термин «гибрид электрического автомобиля» был придуман UC Davis профессор Эндрю Франк , ^[17] , который был назван «отцом современного гибрида». ^{[18] [19] [20]}

В июльском выпуске Popular Science за 1969 г. была опубликована статья о подключаемом гибриде General Motors XP-883 . Концептуальный пригородный транспорт вмещал шесть 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов в багажнике и установленный поперечно электродвигатель постоянного тока, приводящий в движение передний привод. Автомобиль можно было подключить к стандартной североамериканской розетке переменного тока на 120 вольт для подзарядки. ^[21]

Возрождение интереса [ править ]

В 2003 году Renault начала продавать в Европе Elect'road , гибридную версию своего популярного Kangoo . В дополнение к двигателю, его можно было подключить к стандартной розетке и зарядить до 95% примерно за 4 часа. ^[22] После продажи около 500 автомобилей, в основном во Франции, Норвегии и Великобритании, в 2007 году Elect'road был переработан. ^[23]

С появлением гибридных автомобилей и ростом цен на бензин в Соединенных Штатах, начиная примерно с 2004 года, интерес к подключаемым гибридам возрос. ^[24] Некоторые подключаемые гибриды были преобразованием существующих гибридов; например, преобразование автомобиля Prius в CalCars в 2004 году для добавления свинцово-кислотных аккумуляторов и дальность действия до 15 км (9 миль) с использованием только электроэнергии. ^[25]

В 2006 году и Toyota, и General Motors объявили о планах по выпуску подключаемых гибридов. ^{[26] [27]} Проект GM Saturn Vue был отменен, но плагин Toyota был сертифицирован для использования на дорогах в Японии в 2007 году. ^[28]

В 2007 году Quantum Technologies и Fisker Coachbuild , LLC объявили о создании совместного предприятия в Fisker Automotive . ^[29] Fisker намеревался построить роскошный PHEV-50 за 80 000 долларов США, Fisker Karma , первоначально запланированный на конец 2009 года. ^[30]

В 2007 году Aptera Motors анонсировала свой двухместный автомобиль Typ-1 . Однако в декабре 2011 года компания закрылась. ^[31]

В 2007 году китайский производитель автомобилей BYD Auto, принадлежащий крупнейшему китайскому производителю аккумуляторов для мобильных телефонов, объявил, что во второй половине 2008 года представит серийный седан PHEV-60 в Китае. BYD представил его в январе 2008 года на выставке North American International Auto. Шоу 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 за 10 минут. ^[32]

В 2007 году компания Ford поставила первый гибридный автомобиль Ford Escape Plug-in Hybrid из 20 демонстрационных моделей PHEV компании Edison в Южной Калифорнии . ^[33] В рамках этой демонстрационной программы Ford также разработал первый гибридный внедорожник с гибким топливом , который был поставлен в июне 2008 года. ^[34] Этот демонстрационный парк плагинов проходил полевые испытания с парком коммунальных предприятий в США и Канада ^[35], и за первые два года с момента начала программы флот преодолел более 75 000 миль. ^[36]В августе 2009 года Ford представил первый подключаемый модуль Escape, оснащенный интеллектуальной технологией связи и управления между транспортными средствами и сетью (V2G), а Ford планирует оснастить все 21 подключаемый гибридный модуль Escape технологией связи от транспортного средства к электросети. ^[36] Продажи Escape PHEV были запланированы на 2012 год. ^[35]

14 января 2008 года Toyota объявила, что начнет продажи литий-ионных аккумуляторов PHEV к 2010 году ^{[37] [38],} но позже в том же году Toyota сообщила, что они будут предложены коммерческим автопаркам в 2009 году ^[39].

27 марта Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) изменил свои правила, потребовав от производителей автомобилей производить 58 000 подключаемых гибридов в течение 2012–2014 годов. ^[40] Это требование является востребованной альтернативой более раннему мандату на производство 25 000 чистых автомобилей. автомобили с нулевым уровнем выбросов , что снижает это требование до 5000. ^[41] 26 июня Volkswagen объявил, что будет внедрять производственные плагины на базе компактного Golf . Volkswagen использует термин TwinDrive для обозначения PHEV. ^[42] В сентябре, Mazda, как сообщалось, планирует PHEV. ^[43] 23 сентября Chryslerобъявили, что они создали прототип подключаемого Jeep Wrangler и мини-фургона Chrysler Town and Country , PHEV-40 с серийными силовыми агрегатами и полностью электрический спортивный автомобиль Dodge, и заявили, что один из трех автомобилей будет запущен в производство. . ^{[44] [45]}

3 октября в США был принят Закон 2008 года об усовершенствовании и расширении энергоснабжения . Законодательством предусмотрены налоговые льготы при покупке подключаемых электромобилей с аккумулятором емкостью более 4 киловатт-часов. ^{[46] [47]} В федеральных налоговых льготах были продлены и изменены по энергии и безопасности Закон American Clean 2009 , но теперь емкость батареи должна быть более 5 кВт и кредитные сворачивают после того , как автопроизводитель продал по меньшей мере 200000 автомобилей в США ^[48]

Серийное производство [ править ]

15 декабря 2008 года BYD Auto начала продавать свой F3DM в Китае , став первым серийным подключаемым гибридом, продаваемым в мире, хотя изначально он был доступен только для корпоративных и государственных заказчиков. ^{[51] [52] [53]} Продажи широкой публике начались в Шэньчжэне в марте 2010 года, ^{[3] [4]} но поскольку F3DM почти вдвое увеличивает цену автомобилей, работающих на обычном топливе, BYD ожидает субсидий от местного правительства. сделать плагин доступным для частных покупателей. ^[3] Toyota протестировала 600 предсерийных подключаемых модулей Prius в Европе и Северной Америке в 2009 и 2010 годах. ^{[54] [55]}

Volvo Cars построила две демонстрационные версии Volvo V70 Plug-in Hybrids в 2009 году, но производство не было продолжено. V60 гибрид был выпущен в 2011 году и был доступен для продажи.

В октябре 2010 года Lotus Engineering представила Лотоса CityCar , а плагин в серии гибридный концепт - кар , предназначенный для гибкого топливовоздушной работы на этаноле или метаноле , а также обычный бензин. ^{[56] [57]} литиевая батарея блок обеспечивает полностью электрический диапазон 60 километров (37 миль), а также 1,2-литровый на альтернативном топливе двигатель умирает , чтобы позволить , чтобы расширить диапазон до более чем 500 километров (310 миль) . ^{[56] [57]}

GM официально представила Chevrolet Volt в США 30 ноября 2010 года, а розничные поставки начались в декабре 2010 года. ^[5] Его брат Opel / Vauxhall Ampera был запущен в Европе в период с конца 2011 по начало 2012 года. Первые поставки Fisker Karma состоялась в июле 2011 года ^[58], а поставки розничным клиентам начались в ноябре 2011 года. Toyota Prius Plug-in Hybrid был выпущен в Японии в январе 2012 года ^[59], а затем в США в феврале 2012 года. ^[60] Поставки Prius PHV в Европе начались в конце июня 2012 года ^[61] Ford C-Max Energi был выпущен в США в октябре 2012 года ^[62]Volvo V60 Plug-в гибридных в Швеции в конце 2012 года ^[63]

Honda Accord Plug-в гибридных был выпущен в отдельных рынках США в январе 2013 года , ^[64] и Mitsubishi Outlander P-HEV в Японии в январе 2013 года , став первым SUV гибрида на рынке. ^[65] Поставки Ford Fusion Energi начались в феврале 2013 года. ^{[66] [67]} BYD Auto прекратила производство своего BYD F3DM из-за низких продаж, ^[68] а его преемник BYD Qin начал продажи в Коста-Рике в Ноябрь 2013 года, продажи в других странах Латинской Америки должны начаться в 2014 году. ^{[69] [70] [71]}Поставки Qin начались в Китай в середине декабря 2013 года. ^[50]

Поставки розничным покупателям суперкара McLaren P1 ограниченной серии начались в Великобритании в октябре 2013 года ^[72], а поставки Porsche Panamera S E-Hybrid в США начались в ноябре 2013 года. Первые розничные поставки Cadillac ELR состоялись в США в декабре 2013 года ^[73] BMW i8 и ограниченный тираж Volkswagen XL1 были выпущены розничными клиентам в Германии в июне 2014 года ^{[74] [75]} Porsche 918 Spyder были также выпущены в Европе и США в 2014 году. Первые агрегаты Audi A3 Sportback e-tron и Volkswagen Golf GTEбыли зарегистрированы в Германии в августе 2014 года. ^[76]

В декабре 2014 года BMW объявила, что группа планирует предложить подключаемые гибридные версии всех своих моделей основного бренда с использованием технологии eDrive, разработанной для подключаемых автомобилей марки BMW i ( BMW i3 и BMW i8). Цель компании - использовать технологию подключаемых модулей, чтобы продолжать предлагать высокопроизводительные автомобили при одновременном снижении выбросов CO.
2выбросы ниже 100г / км. На момент объявления автопроизводитель уже тестировал подключаемый гибридный прототип BMW 3 серии . ^[77] Первой моделью, доступной для розничной продажи, станет BMW X5 eDrive 2016 года , серийная версия которого будет представлена ​​на Шанхайском автосалоне 2015 года . ^[78] второе поколение Chevrolet Volt был открыт в январе 2015 года на Североамериканском международном автосалоне , ^[79] и розничные поставки начались в США и Канаде в октябре 2015 года ^{[80] [81]}

В марте 2015 года Audi заявила, что планирует сделать подключаемую гибридную версию каждой модельной серии и ожидает, что подключаемые гибриды вместе с автомобилями, работающими на природном газе и системами привода с аккумуляторным электроприводом, внесут ключевой вклад в достижение целей компании CO
2цели. Audi Q7 е-Tron будет следовать A3 электронных электронам уже на рынке. ^[82] Также в марте 2015 года Mercedes-Benz объявил, что основной упор компании в отношении альтернативных 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-In Hybrid . ^[83] Другие подключаемые гибриды, выпущенные в 2015 году, - это BYD Tang , Volkswagen Passat GTE , Volvo XC90 T8 и Hyundai Sonata PHEV .

В октябре 2015 года глобальные продажи семейства Volt / Ampera превысили отметку в 100 000 единиц. ^[84] К концу 2015 года с декабря 2008 года по всему миру было продано более 517 000 легальных гибридных электромобилей, из которых общий объем продаж превысил 1,25 миллиона легковых электромобилей. ^{[85] [86]}

В феврале 2016 года BMW объявила о введении обозначения модели «iPerformance», которое с июля 2016 года будет присвоено всем подключаемым гибридным автомобилям BMW. Цель состоит в том, чтобы обеспечить видимый индикатор передачи технологий от BMW i к Основной бренд BMW. Новое обозначение будет использоваться в первую очередь на вилке в гибридных вариантов нового BMW 7 -й серии , в BMW 740e iPerformance , ^[87] и 3 -й серии , то БМВ 330E iPerformance . ^[88]

Компания Hyundai Motor Company официально дебютировала со своей линейкой из трех моделей Hyundai Ioniq на Женевском автосалоне 2016 года . ^[89] Семейство электромобилей Ioniq включает подключаемый модуль Ioniq Plug-in , который, как ожидается, обеспечит экономию топлива в 125 миль на галлон (28 кВт /ч / 100 миль; 17,1 кВт⋅ч / 100 км) во всех направлениях. электрический режим. ^[90] Плагин Ioniq планируется выпустить в США в четвертом квартале 2017 года. ^[91]

Подключаемый гибрид Prius второго поколения, получивший название Prius Prime в США и Prius PHV в Японии ^[92], был представлен на Международном автосалоне в Нью-Йорке в 2016 году . Розничные поставки Prius Prime начались в США в ноябре 2016 года, ^[93] и должны быть выпущены в Японии к концу 2016 года. ^{[92] [94]} Prime имеет полностью электрический запас хода по рейтингу EPA в 25 миль. (40 км), что вдвое больше, чем у модели первого поколения, и номинальная экономия топлива EPA 133 миль на галлон (25,9 кВт⋅ч / 100 миль) в полностью электрическом режиме (режим EV), что является самым высоким показателем MPGe в Режим электромобиля любого транспортного средства, оцененного EPA. ^{[95] [96]}В отличие от своего предшественника, Prime полностью работает от электричества в режиме электромобиля. ^[97] Мировые продажи Mitsubishi Outlander P-HEV превысили отметку в 100 000 единиц в марте 2016 года. ^{[98] [99]} Продажи BYD Qin в Китае достигли отметки в 50 000 единиц в апреле 2016 года, став четвертым переданным гибридным автомобилем. этот знак. ^[100]

В июне 2016 года компания Nissan объявила, что до марта 2017 года представит в Японии компактный автомобиль с расширителем запаса хода. В серийном подключаемом гибриде будет использоваться новая гибридная система, получившая название e-Power, которая дебютировала с концептуальным кроссовером Nissan Gripz, представленным на выставке 2015 года. Франкфуртский автосалон . ^[101]

В январе 2016 года Chrysler дебютировал со своим подключаемым гибридным минивэном Chrysler Pacifica Hybrid с запасом хода только для электромобилей по рейтингу EPA в 32 мили. ^[102] Это был первый гибридный минивэн любого типа. Впервые он был продан в США, Канаде и Мексике в 2017 году.

В декабре 2017 года Honda начала розничные поставки гибридной модели Honda Clarity Plug-In Hybrid в США и Канаду с запасом хода только для электромобилей по рейтингу EPA в 76 км (47 миль). ^[103]

Технология [ править ]

Силовые агрегаты [ править ]

PHEV основаны на тех же трех базовых архитектурах трансмиссии, что и обычные гибриды; серии гибрид приводится в движение электрическими двигателями , всего в параллельный гибридный привод приводится в движение как за счет его двигателя внутреннего сгорания и электрическими двигателями , работающими параллельно и последовательно-параллельный гибридный привод работает в любом режиме. В то время как обычный гибридный автомобиль заряжает батарею только от двигателя, подключаемый гибрид может получить значительное количество энергии, необходимой для подзарядки своей батареи от внешних источников.

Системы зарядки [ править ]

Зарядное устройство может быть бортовым или внешним по отношению к автомобилю. Процесс для бортового зарядного устройства лучше всего объяснить как преобразование мощности переменного тока в мощность постоянного тока, в результате чего аккумулятор заряжается. ^[9] Емкость бортовых зарядных устройств ограничена их весом и размером, а также ограниченной емкостью розеток переменного тока общего назначения. Специализированные внешние зарядные устройства могут быть настолько большими и мощными, насколько пользователь может себе позволить, но при этом придется возвращаться к зарядному устройству; высокоскоростные зарядные устройства могут использоваться несколькими автомобилями.

Использование инвертора электродвигателя позволяет обмоткам двигателя действовать как катушки трансформатора, а имеющийся мощный инвертор - как зарядное устройство переменного тока в постоянный. Поскольку эти компоненты уже требуются в автомобиле и рассчитаны 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». ^[104]

Режимы работы [ править ]

Подключаемый гибрид работает в режимах истощения и поддержания 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. Эти режимы управляют стратегией разрядки аккумуляторной батареи автомобиля, и их использование напрямую влияет на размер и тип требуемой аккумуляторной батареи: ^[105]

Режим с истощением заряда позволяет полностью заряженному PHEV работать исключительно (или в зависимости от транспортного средства, почти исключительно, за исключением резкого ускорения) от электроэнергии до тех пор, пока уровень заряда его батареи не истощится до заданного уровня, при этом внутреннее сгорание транспортного средства двигатель или топливный элемент будет задействован . Этот период является полностью электрическим диапазоном автомобиля. Это единственный режим, в котором может работать аккумуляторный электромобиль , поэтому их диапазон ограничен. ^[106]

Смешанный режим описывает поездку с использованием комбинации нескольких 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 двигателя внутреннего сгорания до тех пор, пока не исчерпается запас хода на полностью электрическом. Автомобиль может вернуться в режим поддержания заряда до достижения конечного пункта назначения. Это контрастирует с поездкой с истощением заряда, которая осуществляется в пределах полностью электрического диапазона PHEV.

Хранение электроэнергии [ править ]

Оптимальный размер батареи варьируется в зависимости от того, является ли цель снизить расход топлива, эксплуатационные расходы или выбросы, но недавнее исследование ^[107] пришло к выводу, что «лучший выбор емкости батареи PHEV в решающей степени зависит от расстояния, которое будет проехать транспортное средство. Наши результаты показывают, что для городских условий вождения и частых подзарядок каждые 10 миль или меньше, маломощный PHEV размером с AER (полностью электрический диапазон) около 7 миль будет надежным выбором для минимизации потребления бензина, затрат и выбросы парниковых газов. Для менее частой зарядки, каждые 20–100 миль, PHEV выделяют меньше парниковых газов , но HEV более рентабельны ».

PHEV обычно требуют более глубоких циклов зарядки и разрядки аккумуляторов, чем обычные гибриды. Поскольку количество полных циклов влияет на срок службы батареи, оно может быть меньше, чем в традиционных HEV, которые не разряжают свои батареи полностью. Однако некоторые авторы утверждают, что PHEV скоро станут стандартом в автомобильной промышленности. ^[108] Необходимо решить проблемы проектирования и компромиссы в отношении срока службы батареи, емкости, рассеивания тепла, веса, стоимости и безопасности. ^[109] Передовая технология аккумуляторов находится в стадии разработки, обещая большую удельную энергию как по массе, так и по объему ^[110], и ожидается, что срок службы батареи увеличится. ^[111]

Катоды некоторых литий-ионных батарей начала 2007 года сделаны из оксида лития-кобальта. Этот материал дорогой, и элементы, изготовленные из него, могут выделять кислород при перезарядке. Если кобальт заменить фосфатами железа , клетки не будут гореть и выделять кислород при любом заряде. По ценам на бензин и электроэнергию в начале 2007 года точка безубыточности достигается через шесть-десять лет эксплуатации. Период окупаемости может быть больше для подключаемых гибридов из-за более крупных и дорогих батарей. ^[112]

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. ^[113] Однако подключаемые гибриды обычно используют более крупные аккумуляторные блоки, чем сопоставимые традиционные гибриды, и поэтому требуют больше ресурсов. Pacific Gas and Electric Company (PG&E) предложила коммунальным предприятиям закупить использованные батареи для резервного копирования и выравнивания нагрузки. Они заявляют, что, хотя эти использованные батареи могут больше не использоваться в транспортных средствах, их остаточная емкость по-прежнему имеет большое значение. ^[114] Совсем недавно General Motors(GM) сообщила, что к ней «обратились коммунальные предприятия, заинтересованные в использовании переработанных аккумуляторов Volt в качестве системы накопления энергии, вторичного рынка, который может снизить стоимость Volt и других подключаемых к сети автомобилей для потребителей». ^[115]

Ультраконденсаторы (или «суперконденсаторы») используются в некоторых подключаемых гибридах, таких как концептуальный прототип AFS Trinity , для быстрого хранения доступной энергии с их высокой плотностью мощности , чтобы поддерживать батареи в безопасных пределах резистивного нагрева и продлевать срок службы батареи. . ^{[116] [117]} UltraBattery CSIRO сочетает в себе суперконденсатор и свинцово-кислотную батарею в одном блоке, создавая гибридный автомобильный аккумулятор, который служит дольше, дешевле и более мощный, чем современные технологии, используемые в подключаемых гибридных электромобилях (PHEV). ). ^[118]

Конверсия серийных автомобилей [ править ]

Есть несколько компаний, которые переводят негибридные автомобили, работающие на ископаемом топливе, в подключаемые гибриды: ^{[119] [120]}

Послепродажное преобразование существующего серийного гибрида в подключаемый гибрид ^[121] ) обычно включает увеличение емкости аккумуляторной батареи транспортного средства и добавление бортового зарядного устройства переменного тока в постоянный. В идеале программное обеспечение трансмиссии транспортного средства должно быть перепрограммировано таким образом, чтобы в полной мере использовать дополнительную емкость аккумулятора и выходную мощность.

Многие ранние модификации гибридных электромобилей были основаны на Toyota Prius . ^[122] Некоторые из систем включали замену оригинальной аккумуляторной батареи NiMH транспортного средства и его электронного блока управления. Другие добавляют дополнительную батарею обратно в исходный аккумулятор. ^[123]

Целевой рынок [ править ]

В последние годы спрос на полностью электрические автомобили, особенно на рынке Соединенных Штатов, стимулировался государственными стимулами в виде субсидий, лоббистов и налогов. ^[124] В частности, американские продажи Nissan Leaf зависели от щедрых стимулов и особого режима в штате Джорджия , самом популярном рынке Leaf. ^[125] Согласно исследованиям международного рынка, 60% респондентов считают, что расстояние менее 160 км (99 миль) от аккумулятора недопустимо, даже если только 2% проезжают больше этого расстояния в день. ^[126] Среди популярных в настоящее время полностью электрических транспортных средств только Tesla (с самой дорогой версией Model Sпредлагая дальность действия 265 миль (426 км) в 5-тактном испытании Агентства по охране окружающей среды США ) значительно превышает этот порог. Nissan Leaf имеет номинальный запас хода в 75 миль (121 км) для 2013 модельного года.

Подключаемые гибриды обеспечивают расширенный диапазон и потенциал для заправки обычных гибридов, позволяя водителям использовать электроэнергию от аккумуляторной батареи, по крайней мере, для значительной части их типичного ежедневного вождения. Средняя продолжительность поездки на работу или обратно в США в 2009 году составляла 11,8 миль (19,0 км) ^{[127], в} то время как среднее расстояние до работы в Англии и Уэльсе в 2011 году было немного ниже - 9,3 мили (15 км). ^[128] Поскольку создание PHEV с увеличенным диапазоном полностью электрических двигателей увеличивает вес и стоимость, а также уменьшает грузовое и / или пассажирское пространство, не существует определенного оптимального диапазона для полностью электрических двигателей. На прилагаемом графике показан наблюдаемый запас хода в милях для четырех популярных подключаемых гибридов на рынке США, проверенный журналом Popular Mechanics .^[129]

Ключевым параметром конструкции Chevrolet Volt была цель 40 миль (64 км) для полностью электрического диапазона, выбранная для сохранения небольшого размера батареи и снижения затрат, и главным образом потому, что исследования показали, что 78% ежедневных пассажиров в США проехать 40 миль (64 км) или меньше. Этот целевой диапазон позволит совершить большую часть поездок с электрическим приводом, и было сделано предположение, что зарядка будет происходить дома в течение ночи. Это требование было переведено с использованием литий-ионной аккумуляторной батареи с энергоемкостью 16 кВтч, учитывая, что аккумулятор будет использоваться до тех пор, пока уровень заряда (SOC) аккумулятора не достигнет 30%. ^{[130] [131]}

В октябре 2014 года General Motors сообщила, что на основе данных, собранных с помощью ее телематической системы OnStar с момента начала поставок Volt и пройдя более 1 миллиарда миль (1,6 миллиарда км), владельцы Volt совершают около 62,5% поездок в полностью электрическом режиме . ^[132]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 модельного года средний пассажир Fusion Energi может целый день обходиться без бензина, если автомобиль полностью заряжен, перед отъездом на работу и перед отъездом домой. По данным Ford, в настоящее время большинство клиентов заряжают свои автомобили только дома. ^[133]

В годовом отчете EPA за 2015 год « Легкие автомобильные технологии, выбросы углекислого газа и тенденции экономии топлива » оцениваются следующие коэффициенты полезности для подключаемых гибридов 2015 модельного года, которые представляют процент миль, которые будут преодолены с использованием электроэнергии средний водитель, будь то только электрический или смешанный режимы: 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 . ^[134] Анализ 2014 года, проведенный Национальной лабораторией Айдахо.Используя выборку из 21 600 полностью электрических автомобилей и подключаемых к сети гибридов, выяснилось, что владельцы Volt проезжали в среднем 9112 миль в полностью электрическом режиме (электронных миль) в год, в то время как владельцы Leaf проезжали 9 697 электронных миль в год, несмотря на У Вольта меньший запас хода полностью на электричестве, примерно вдвое меньше, чем у Leaf. ^[135]

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 автомобилей в США также выросли за тот же период. : с 29 917 автомобилей в период с января по август 2013 г. до 40 349 автомобилей в период с января по август 2014 г. ^[136]

Сравнение с гибридами без дополнительных модулей [ править ]

Топливная эффективность и вытеснение нефти [ править ]

Подключаемые гибриды могут быть даже более эффективными, чем обычные гибриды, поскольку более ограниченное использование двигателя внутреннего сгорания PHEV может позволить использовать двигатель с максимальной эффективностью. В то время как Prius, вероятно, будет преобразовывать топливо в движущую энергию в среднем с КПД около 30% (что значительно ниже пикового КПД двигателя 38%), двигатель PHEV-70, вероятно, будет работать гораздо чаще, приближаясь к своей максимальной эффективности, потому что батареи могут удовлетворить скромные потребности в энергии, когда двигатель внутреннего сгорания будет вынужден работать значительно ниже его максимальной эффективности. ^[106] Фактический достигнутый КПД зависит от потерь от выработки электроэнергии, инверсии, зарядки / разрядки аккумулятора, контроллера двигателя и самого двигателя, а также от способа использования транспортного средства (его рабочего цикла), а также возможность подзарядки 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). ^[137] Кроме того, электричество поступает из разных источников и, как следствие, дает наибольшую степень устойчивости к энергопотреблению . ^[138]

Фактическая экономия топлива для PHEV зависит от их режимов работы трансмиссии, их полностью электрического диапазона и количества движения между зарядками. Если бензин не используется, количество 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 полностью электрическим диапазоном в 35 миль (56 км) и дополнительным увеличенным запасом хода только для бензина в 344 мили (554 км), имеет EPA комбинированная экономия топлива город / шоссе составляет 93 миль на галлон в полностью электрическом режиме и 37 миль на галлон _‑US (6,4 л / 100 км; 44 миль на галлон ‑ _имп.) в режиме «только бензин» для общей комбинированной топливной экономичности газо-электрического эквивалента 60 миль на галлон- _{американский} (3,9 л / 100 км; 72 миль на галлон- _имп ) (MPG-e). ^{[139] [140]} EPA также включило в этикетку экономии топлива Volt таблицу, показывающую экономию топлива и потребляемую электроэнергию для пяти различных сценариев: 30, 45, 60 и 75 миль (121 км), пробег между полной зарядкой и никогда сценарий заряда. ^[140] В соответствии с этой таблицей экономия топлива идет до 168 миль на галлон _-US (1,40 л / 100 км; 202 миль на галлон _-imp ) эквивалент (МПГ-е) с 45 миль (72 км) ведомых между полными зарядами. ^[139]

Для более полной маркировки экономии топлива и окружающей среды, которая будет обязательной в США с 2013 модельного года , Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) и Агентство по охране окружающей среды (EPA) выпустили две отдельные метки экономии топлива для подключаемых гибридов, поскольку сложности конструкции, поскольку PHEVS может работать в двух или трех режимах работы: полностью электрическом, смешанном и только бензиновом. ^{[141] [142]} Один ярлык предназначен для серийных гибридных автомобилей или электромобилей с увеличенным запасом хода (например, Chevy Volt), с полностью электрическим и только бензиновым режимами; и вторая метка для смешанного режима или последовательно-параллельного гибридного, который включает в себя сочетание бензинового и электрического режима; и только бензин, как в обычном гибридном автомобиле. ^{[141] [142]}

Общество автомобильных инженеров (SAE) разработало свою рекомендуемую практику в 1999 году для тестирования и отчетности топливной экономичности гибридных транспортных средств и включенного языка адреса PHEVs. Комитет SAE в настоящее время работает над пересмотром процедур тестирования и отчетности по экономии топлива PHEV. ^[143] Атмосферный фонд Торонто протестировал десять модернизированных гибридных автомобилей с подзарядкой от сети, которые в 2008 году достигли в среднем 5,8 литра на 100 км или 40,6 миль на галлон за шесть месяцев, что было сочтено ниже потенциала технологии. ^[144]

При реальных испытаниях с использованием обычных драйверов некоторые модификации Prius PHEV могут не достичь большей экономии топлива, чем HEV. Например, парк подключаемых моделей Prius, каждый с _{запасом хода} 30 миль (48 км) на полностью электрическом оборудовании, в среднем набирал всего 51 _{милю на} галлон (4,6 л / 100 км; 61 _{милю на} галлон ) на 17 000 миль (27 000 км). ) тест в Сиэтле, ^[145] и аналогичные результаты с такой же модели аккумуляторов преобразования в Google «s RechargeIT инициативе. Кроме того, дополнительная аккумуляторная батарея стоит US $ 10000 - US $ 11 000 . ^{[146] [147]}

Операционные расходы [ править ]

В исследовании , опубликованном в 2014 году исследователи из Lamar университета , Университет штата Айова и национальной лаборатории Oak Ridge сравнили эксплуатационные расходы подключаемых гибридных электрических транспортных средств (PHEVs) различных электрических диапазонов (10, 20, 30 и 40 миль) с обычным бензиновые автомобили и гибридно-электрические автомобили (HEV) с разными сроками окупаемости с учетом различных уровней развертывания зарядной инфраструктуры и цен на бензин. Исследование пришло к выводу, что: ^[148]

• PHEV экономят около 60% или 40% затрат на электроэнергию по сравнению с обычными бензиновыми автомобилями и HEV соответственно. Однако для водителей со значительным ежедневным пробегом транспортного средства (DVMT) гибридные автомобили, возможно, даже лучший выбор, чем подключаемые гибриды с запасом хода 40 миль (64 км), особенно при отсутствии общественной инфраструктуры для зарядки.
• Возрастающие затраты на сменные гибриды с большими батареями трудно оправдать на основе дополнительной экономии эксплуатационных расходов PHEV, если только для PHEV с большими батареями не предлагается субсидия.
• Когда цена на бензин повышается с 4 долларов США за галлон до 5 долларов США за галлон, количество водителей, которым выгодна батарея большего размера, значительно возрастает. Если цена на бензин составляет 3 доллара США , подключаемый гибрид с запасом хода до 10 миль (16 км) является наименее дорогостоящим вариантом, даже если стоимость батареи 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 [ править ]

К недостаткам подключаемых гибридов можно отнести дополнительную стоимость, вес и размер более крупного аккумуляторного блока . Согласно исследованию, проведенному в 2010 году Национальным исследовательским советом , стоимость литий-ионной аккумуляторной батареи составляет около 1700 долларов США / кВт · ч полезной энергии, с учетом того, что для PHEV-10 требуется около 2,0 кВт · ч, а для PHEV-40. около 8 кВт · ч, ориентировочная стоимость аккумуляторной батареи для PHEV-10 составляет около 3 000 долларов США, а для PHEV-40 она достигает 14 000 долларов США . ^{[149] [150]}Согласно тому же исследованию, даже несмотря на то, что к 2020 году ожидается снижение затрат на 35%, ожидается, что проникновение на рынок будет медленным, и поэтому ожидается, что PHEV не окажут существенного влияния на потребление масла или выбросы углерода до 2030 года, если только не произойдет фундаментальный прорыв в аккумуляторных технологиях. происходит. ^{[149] [150] [151]}

Согласно исследованию NRC 2010 года, хотя миля, проехать на электричестве, дешевле, чем проезд на бензине, экономии топлива за весь срок службы недостаточно, чтобы компенсировать высокие первоначальные затраты на подключаемые модули, и пройдут десятилетия, прежде чем будет достигнута точка безубыточности. . ^[151] Кроме того, для достижения быстрого проникновения на рынок подключаемых модулей в США, вероятно, потребуются сотни миллиардов долларов государственных субсидий и льгот ^{[150] [151]}

Исследование, проведенное в 2013 году Американским советом по энергоэффективной экономике, показало, что затраты на аккумуляторные батареи снизились с 1300 долларов США за киловатт-час в 2007 году до 500 долларов США за киловатт-час в 2012 году. Министерство энергетики США установило целевые показатели затрат на спонсируемое им 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 развития аккумуляторных технологий и увеличения объемов производства позволит подключаемым электромобилям быть более конкурентоспособными по сравнению с обычными автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. ^[153]

В исследовании , опубликованном в 2011 году Белферского центр , Гарвардского университета , обнаружили , что расходы на бензин экономия плагином электромобилях по жизни транспортных средств не компенсировать свои более высокие закупочные цены. Этот вывод был оценен путем сравнения их чистой приведенной стоимости за весь срок эксплуатации с учетом покупных и операционных затрат в 2010 году для рынка США и при условии отсутствия государственных субсидий . ^{[154] [155]} Согласно оценкам исследования, PHEV-40 на 5 377 долларов США дороже, чем обычный двигатель внутреннего сгорания, а электромобиль с аккумулятором (BEV) стоит 4819 долларов США.более дорогой. В исследовании также изучалось, как этот баланс изменится в течение следующих 10-20 лет, если предположить, что стоимость аккумуляторов снизится, а цены на бензин увеличатся. В соответствии со сценариями будущих рассмотренных, исследование показало , что BEVs будет значительно дешевле , чем обычные автомобили ( US $ 1155 до US $ 7181 дешевле), в то время как PHEVs, будет дороже BEVs 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 используют жидкое топливо, в то время как PHEV имеют более сложные трансмиссии и по-прежнему имеют двигатели с бензиновым двигателем. ^[154]

Выбросы перенесены на электростанции [ править ]

Ожидается, что с внедрением PHEV в некоторых областях произойдет увеличение загрязнения , но в большинстве областей произойдет его уменьшение. ^[156] Исследование ACEEE предсказывает, что широкое использование PHEV в районах, сильно зависящих от угля, приведет к увеличению местных чистых выбросов двуокиси серы и ртути , учитывая уровни выбросов от большинства угольных электростанций, которые в настоящее время поставляют электроэнергию в сеть. ^[157] Хотя чистые угольные технологиимогут создавать электростанции, которые поставляют электроэнергию из угля без выброса значительных количеств таких загрязнителей, более высокая стоимость применения этих технологий может привести к увеличению цены на электроэнергию, производимую из угля. Чистое воздействие на загрязнение зависит от источника топлива в электрической сети (например, ископаемое или возобновляемое) и профиля загрязнения самих 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 перенос загрязнения из больших городских районов можно считать значительным преимуществом. ^[158]

Согласно исследованию, проведенному Национальной академией наук в 2009 году, «электромобили и гибридные автомобили, зависящие от сети (подключаемые к сети), показали несколько более высокий неклиматический ущерб, чем многие другие технологии». ^{[159] На} эффективность подключаемых гибридов также влияет общая эффективность передачи электроэнергии . Потери при передаче и распределении в США оценивались в 7,2% в 1995 году ^[160] и 6,5% в 2007 году. ^[161] Согласно анализу жизненного цикла выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, автомобили, работающие на природном газе, в настоящее время являются источниками наименьших выбросов ^{[ необходима цитата ]} .

Многоуровневая структура ставок для счетов за электричество [ править ]

Дополнительное потребление электроэнергии для подзарядки подключаемых к электросети транспортных средств может подтолкнуть многие домохозяйства в регионах, где нет внепиковых тарифов, к более высокому уровню цен и свести на нет финансовые выгоды. ^[162] Клиенты по таким тарифам могут получить значительную экономию, если будут осторожны с тем, когда автомобиль заряжается, например, используя таймер для ограничения зарядки до непиковых часов. Таким образом, для точного сравнения выгоды требуется, чтобы каждое домохозяйство оценило свой текущий уровень потребления электроэнергии и тарифы, сопоставленные со стоимостью бензина и фактическими наблюдаемыми эксплуатационными расходами при эксплуатации электромобиля.

Выбросы парниковых газов [ править ]

Воздействие PHEV на выбросы парниковых газов сложное. Подключаемые к электросети гибридные автомобили, работающие в полностью электрическом режиме , не выделяют вредных загрязнителей выхлопных газов от бортового источника энергии. Преимущество чистого воздуха обычно носит локальный характер, поскольку в зависимости от источника электроэнергии, используемой для перезарядки батарей, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу переносятся в места расположения генерирующих станций. ^[163] Точно так же PHEV не выбрасывают парниковые газы из бортового источника энергии, но с точки зрения общей оценки степень выгоды также зависит от топлива и технологий, используемых для производство электроэнергии . С точки зрения полноценногоАнализ жизненного цикла показывает , что электричество, используемое для подзарядки батарей, должно производиться из источников с нулевым уровнем выбросов, таких как возобновляемые источники (например , энергия ветра , солнечная энергия или гидроэлектроэнергия ) или ядерная энергия, чтобы у PEV практически не было или нулевые выбросы от скважины к колесу. ^{[163] [164]} С другой стороны, когда PEV заряжаются от угольных электростанций, они обычно производят немного больше выбросов парниковых газов, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания . ^[163]В случае подключаемого к сети гибридного электромобиля при работе в гибридном режиме с помощью двигателя внутреннего сгорания выбросы выхлопных газов и парниковых газов ниже по сравнению с обычными автомобилями из-за их более высокой экономии топлива . ^[164]

Оценка энергии жизненного цикла и выбросов [ править ]

Аргонн [ править ]

В 2009 году исследователи из Арагонской национальной лаборатории приспособили свою модель ГРЕЕТ провести полное благополучных колеса (WTW) анализ потребления энергии и выбросов парниковых газов (ПГ) , подключаемых гибридных электрических транспортных средств для нескольких сценариев с учетом различных бортовых топливо и различные источники выработки электроэнергии для подзарядки аккумуляторных батарей транспортных средств. Для анализа были выбраны три региона США: Калифорния , Нью-Йорк и Иллинойс., поскольку в эти регионы входят крупные мегаполисы со значительными различиями в структуре производства энергии. Также были представлены результаты анализа полного цикла для структуры генерации в США и возобновляемой электроэнергии для изучения случаев средней и чистой смеси, соответственно ^[165]. Это исследование 2009 года показало широкий разброс использования нефти и выбросов парниковых газов среди различных технологий производства топлива и энергосистемы. смеси поколений. В следующей таблице приведены основные результаты: ^[165]

Исследование, проведенное в Аргонне, показало, что PHEV позволяют сократить потребление энергии из нефти по сравнению с обычными гибридными электромобилями. Большая экономия энергии от нефти, а также большее сокращение выбросов парниковых газов были реализованы по мере увеличения полностью 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 PHEV по мере увеличения диапазона полностью электрических. В исследовании также сделан вывод о том, что автомобили с подзарядкой от электросети, использующие топливо на основе биомассы (биомасса-E85 и -водород), могут не реализовать преимущества выбросов парниковых газов по сравнению с обычными гибридами, если в производстве электроэнергии преобладают ископаемые источники. ^[165]

Ок-Ридж [ править ]

В исследовании 2008 года, проведенном учеными из Окриджской национальной лаборатории, было проанализировано использование нефти и выбросы парниковых газов (ПГ) подключаемых гибридов по сравнению с гибридными электромобилями по нескольким сценариям на 2020 и 2030 годы. ^[168] В исследовании рассматривалось сочетание источников энергии. для 13 регионов США, которые будут использоваться во время подзарядки транспортных средств, как правило, это комбинация угля, природного газа и ядерной энергии, а также, в меньшей степени, возобновляемых источников энергии. ^{[168] [169]} Исследование 2010 года, проведенное в Аргоннской национальной лаборатории.пришли к аналогичным выводам, сделав вывод, что PHEV снизят потребление нефти, но могут производить очень разные выбросы парниковых газов для каждого региона в зависимости от структуры энергии, используемой для выработки электроэнергии для подзарядки подключаемых гибридов. ^{[170] [171]}

Агентство по охране окружающей среды [ править ]

В октябре 2014 года Агентство по охране окружающей среды США опубликовало выпуск своего годового отчета за 2014 год « Легковые автомобильные технологии, выбросы углекислого газа и тенденции экономии топлива ». В отчете впервые представлен анализ влияния транспортных средств , работающих на альтернативном топливе , с упором на подключаемые к электросети электромобили, поскольку по мере приближения их доли на рынке к 1% PEV начали оказывать заметное влияние на общее количество топлива для новых транспортных средств в США. экономика и CO
2выбросы. ^{[172] [173]}

Отчет EPA включал анализ 12 полностью электрических пассажирских автомобилей и 10 подключаемых гибридов, доступных на рынке в 2014 модельном году . В целях точной оценки выбросов при анализе учитывались различия в работе этих PHEV, таких как Chevrolet Volt, который может работать в полностью электрическом режиме без использования бензина, и те, которые работают в смешанном режиме, такие как Toyota Prius PHV., который использует как энергию, накопленную в аккумуляторе, так и энергию из бензобака для приведения в движение транспортного средства, но может обеспечить существенное полностью электрическое вождение в смешанном режиме. Кроме того, поскольку диапазон полностью электрических подключаемых гибридов зависит от размера аккумуляторной батареи, в анализе был введен 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 (mpg-e) и коэффициент полезности для десяти подключаемых гибридов MY2014, доступных на рынке США. В исследовании использовался коэффициент полезности (поскольку в режиме чистого электромобиля выбросы из выхлопной трубы отсутствуют) и наилучшую оценку EPA.CO
2 Выбросы выхлопных газов, производимые этими транспортными средствами в реальных условиях эксплуатации города и шоссе, основаны на методологии маркировки EPA 5-цикла, с использованием взвешенного вождения 55% по городу / 45% по шоссе. Результаты показаны в следующей таблице. ^[172]

Кроме того, EPA учитывает выбросы CO
2выбросы, 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. . ^[172] В следующей таблице показаны выбросы из выхлопной трубы и комбинированные выбросы из выхлопной трубы и выше по потоку для каждого из 10 PHEV 2014 модельного года, доступных на рынке США.

Национальное бюро экономических исследований [ править ]

В большинстве анализов выбросов используются средние уровни выбросов по регионам вместо предельной генерации в разное время дня. Первый подход не принимает во внимание структуру генерации на взаимосвязанных рынках электроэнергии и изменение профиля нагрузки в течение дня. ^{[175] [176]} Анализ трех экономистов, связанных с Национальным бюро экономических исследований.(NBER), опубликованная в ноябре 2014 года, разработала методологию оценки предельных выбросов от спроса на электроэнергию, которые варьируются в зависимости от местоположения и времени суток на территории Соединенных Штатов. 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 на Верхнем Среднем Западе по сравнению с Западом США , а внутри регионов показатели для одних часов дня более чем в два раза выше, чем для других. ^[176]Применяя результаты маржинального анализа к подключаемым к электросети электромобилям, исследователи NBER обнаружили, что выбросы заряженных PEV варьируются в зависимости от региона и часов дня. В некоторых регионах, например на западе США и в Техасе, CO
2Выбросы на милю от вождения PEV меньше, чем от вождения гибридного автомобиля. Однако в других регионах, таких как Верхний Средний Запад, зарядка в рекомендованные часы с полуночи до 4 часов утра означает, что PEV генерируют больше выбросов на милю, чем средний автомобиль, который в настоящее время находится на дороге. Результаты показывают фундаментальное противоречие между управлением нагрузкой на электроэнергию и экологическими целями, поскольку часы, когда электричество дешевле всего производить, обычно являются часами с наибольшими выбросами. Это происходит из-за того, что угольные агрегаты с более высокими показателями выбросов обычно используются для удовлетворения базового и внепикового спроса на электроэнергию; в то время как установки природного газа, которые имеют относительно низкие уровни выбросов, часто вводятся в эксплуатацию для удовлетворения пикового спроса.Такой характер переключения топлива объясняет, почему уровни выбросов обычно выше ночью и ниже в периоды пикового спроса утром и вечером.^[176]

Производство и продажа [ править ]

Производственные модели [ править ]

С 2008 года подключаемые гибриды доступны как у специализированных производителей, так и у основных производителей автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. F3DM , выпущенный в Китае в декабре 2008 года, был первым производства гибрида , продаваемого в мире. ^{[51] [52] [53]} Chevrolet Volt , выпущенный в США в декабре 2010 года, был первым массовым производство гибрида по крупному автопроизводителю. ^[5]

Продажи и основные рынки [ править ]

По состоянию на конец 2017 года на дорогах мира было 1,2 миллиона подключаемых гибридных автомобилей. ^[178] В 2018 году запас подключаемых гибридов увеличился до 1,8 миллиона из общемирового запаса, составляющего около 5,1 млн подключаемых к электросети пассажирских автомобилей. автомобили . ^{[179] [178]} По состоянию на декабрь 2017 ^{[Обновить]}года крупнейшим в мире рынком подключаемых гибридных автомобилей считались США с запасом в 360 510 единиц, за ними следуют Китай с 276 580 автомобилями, Япония с 100 860 автомобилями, Нидерланды с 98 220 автомобилями и Великобритания с 88 660. ^[178]

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 в 2012 году и достигли почти 222 000 в 2015 году. ^[85] По состоянию на декабрь 2015 ^{[Обновить]}года Соединенные Штаты были крупнейшими в мире подключаемыми модулями. -на рынке гибридных автомобилей с запасом 193 770 единиц. ^[85] О 279000 облегченного режима гибриды были проданы в 2016 году ^[180] повышение глобальной акции почти 800000 шоссе правовой гибридных электромобилей в конце 2016 года ^{[181] [182]} В общей сложности В 2017 году было продано 398 210 подключаемых гибридных автомобилей, при этом Китай является самой продаваемой страной с 111 000 единиц, а к концу 2017 года мировые запасы подключаемых гибридов превысили отметку в миллион единиц ^[178].

Мировые продажи плагина в электрических транспортных средствах были сдвигая в течение нескольких лет в стороне полностью электрические батареи автомобилей. 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. ^{[ 179] [183]}

По стране [ править ]

На долю Нидерландов, Швеции, Великобритании и США приходится наибольшая доля продаж подключаемых гибридных автомобилей в процентах от общего объема 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%. парка легких подключаемых электромобилей в стране. ^[185]

Следующее место занимает Швеция 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. ^{[186] [187] [188] [189] [190]} Всего за период до августа 2016 года в Великобритании было зарегистрировано 45 130 автомобилей с подключаемым модулем, что составляет 61,6% от общего числа зарегистрированных автомобилей с подключаемым модулем с 2011 года. ^[191] В США В Штатах подключаемые гибриды составляют 47,2% от 506 450 подключаемых электромобилей, проданных в период с 2008 по август 2016 года. ^[192]

В ноябре 2013 года Нидерланды стали первой страной, где подключаемый гибрид возглавил ежемесячный рейтинг продаж новых автомобилей. В ноябре лидером продаж стал Mitsubishi Outlander P-HEV с 2736 единицами, заняв долю рынка в 6,8% новых легковых автомобилей, проданных в этом месяце. ^[193] 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. ^{[194] [195]} Эти рекордные продажи позволили Нидерландам стать второй страной после Норвегии, где электрические автомобили с подключаемым модулем возглавили ежемесячный рейтинг продаж новых автомобилей. ^{[193] [196]} По состоянию на декабрь 2013 г.^{[Обновить]}, Нидерланды были страной с самой высокой концентрацией рынка подключаемых гибридов: 1,45 транспортных средств на 1000 человек. ^[197]

В следующей таблице представлены страны с наибольшим рейтингом по доле рынка подключаемых гибридных автомобилей в общем объеме продаж новых автомобилей в 2013 году:

Топ-10 стран по доле рынка подключаемых гибридов в продажах новых автомобилей в 2013 году [198]
Рейтинг	Страна	Доля рынка PHEV (1) (%)	Рейтинг	Страна	Доля рынка PHEV (1) (%)
1	Нидерланды	4,72%	6	Исландия	0,25%
2	Швеция	0,41%	7	Финляндия	0,13%
3	Япония	0,40%	8	объединенное Королевство	0,05%
4	Норвегия	0,34%	9	Франция	0,05%
5	Соединенные Штаты	0,31%	10	Швейцария	0,05%
Примечание. (1) Доля рынка подключаемых к магистралям гибридов в процентах от общего объема продаж новых автомобилей в стране в 2013 году.

По модели [ править ]

По данным JATO Dynamics , с декабря 2018 года Mitsubishi Outlander P-HEV является самым продаваемым в мире подключаемым гибридом. ^[1] С момента создания к маю 2020 года по всему миру было продано 250 000 единиц. ^[2] Европа является ведущим рынком Outlander P-HEV с 126 617 единицами, проданными до января 2019 года ^[199], за которой следует Япония 42 451 единица до марта 2018 года. ^{[200 ]} Европейские продажи возглавляют Великобритания с 50 000 единиц к апрелю 2020 г. ^[201], за ней следуют Нидерланды с 25 489 единицами и Норвегия с 14 196 единицами по март 2018 г. ^[200]

Совокупные мировые продажи Chevrolet Volt и его вариантов составили около 186 000 единиц к концу 2018 года, ^{[202] [203] [204] [205] [206],} включая около 10 000 автомобилей Opel / Vauxhall Ampera, проданных в Европе до июня 2016 года, ^{[ 207]} и более 4300 автомобилей Buick Velite 5s, проданных только в Китае ( второе поколение Volt с измененной маркой ) до декабря 2018 года. ^{[206] По} продажам Volt лидируют Соединенные Штаты с поставкой 152 144 единиц до декабря 2018 года ^[202], за которыми следует Канада с 17 311 единицами. по ноябрь 2018 г. ^{[204] [205]} До сентября 2018 г. Chevrolet Voltбыл самым продаваемым в мире гибридным модулем. ^[177]

Третье место занимает Toyota Prius Plug-in Hybrid ( Toyota Prius Prime ), продано около 174 600 единиц обоих поколений по всему миру до декабря 2018 года. ^{[179] [208]} Соединенные Штаты являются ведущим рынком с более 93 000 единиц, поставленных до декабря 2018 года. ^[202] Следующее место занимает Япония с примерно 61 200 единицами на декабрь 2018 года ^{[209] [208],} за ней следует Европа с почти 14 800 единицами до июня 2018 года. ^{[208] [210]}

В следующей таблице представлены подключаемые гибридные модели, совокупные глобальные продажи которых составили около или более 100 000 единиц с момента выпуска первого современного серийного гибридного автомобиля BYD F3DM в 2008 году до декабря 2018 года:

Государственная поддержка и публичное размещение [ править ]

Субсидии и экономические стимулы [ править ]

Некоторые страны учредили гранты и налоговые льготы для покупки новых подключаемых электромобилей (PEV), включая подключаемые гибридные электромобили, и обычно экономические стимулы зависят от размера батареи. США предлагает федеральный подоходный налог кредит до US $ 7500 , ^[219] и некоторые штаты имеют дополнительные стимулы. ^[220] Великобритания предлагает грант на подключаемый автомобиль на сумму до 5000 фунтов стерлингов ( 7600 долларов США ). ^{[221] [222]} По состоянию на апрель 2011 г. 15 из 27 государств-членов Европейского Союзапредоставлять налоговые льготы для электромобилей, включая все страны Западной Европы, а также Чехию и Румынию . Кроме того, 17 стран в качестве сдерживающего фактора взимают с легковых автомобилей налоги, связанные с выбросами двуокиси углерода . Льготы состоят из налоговых льгот и льгот, а также премиальных выплат для покупателей полностью электрических и гибридных автомобилей, гибридных автомобилей и некоторых транспортных средств, работающих на альтернативном топливе . ^{[223] [224]}

Другая государственная поддержка [ править ]

Соединенные Штаты

Стимулы для разработки PHEV включены в Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года . ^[225] Энергетика Совершенствование и Закон Расширение 2008 , подписал закон 3 октября 2008 года, предоставляет налоговые кредиты на покупку PHEVs. В газете « Новая энергия для Америки» президента Барака Обамы содержится призыв к 2015 году развернуть 1 миллион гибридных автомобилей ^[226], а 19 марта 2009 года он объявил о программах, направленных на разработку электромобилей 2,4 миллиарда долларов. ^[227]

Американское Восстановление и реинвестирование 2009 ^[228] модифицирует налоговые кредиты, в том числе нового плагин для электропривода преобразования наборов и для 2 -й или 3 -х колесных транспортных средств. ^[229] Окончательная сумма, включенная в Закон, распространяется на PHEV, составляет более 6 миллиардов долларов. ^[230]

В марте 2009 года в рамках восстановления и реинвестировании американской , то Министерство энергетики США объявило о выпуске двух конкурентных домогательств на срок до $ 2 млрд из федерального бюджета на конкурсной основе присужденных совместного несения расходов соглашений по производству передовых батарей и связанных с ними компонентов привода а также до 400 миллионов долларов на демонстрационные проекты по электрификации транспорта . Это объявление также поможет достичь поставленной президентом Бараком Обамой цели по вводу в эксплуатацию одного миллиона подключаемых гибридных автомобилей к 2015 году. ^[231]

Публичные развертывания также включают:

• МЭ США «s FreedomCAR . Министерство энергетики США объявило о выделении 30 млн долларов финансирования трем компаниям в течение трех лет для дальнейшего развития подключаемых гибридов ^[232]
• USDOE объявило о выборе Navistar Corporation для получения вознаграждения в размере до 10 миллионов долларов США на разработку, тестирование и развертывание школьных автобусов с подключаемым гибридным электрическим приводом (PHEV). ^[233]
• Министерство энергетики и Швеция подписали меморандум о взаимопонимании для продвижения рыночной интеграции гибридных автомобилей с ^{подзарядкой от сети [234]}
• Исследовательский центр PHEV
• Сан - Франциско мэр Гэвин Ньюсом , Сан - Хосе Мэр Чак Рид и Oakland, California Мэр Рон Делумс объявил план политики девять шагов для превращения района залива в «Electric Vehicle (EV) капитала США» ^[235] и в мире ^[236] Также развиваются партнерские отношения с Coulomb , Better Place и другими. Первые зарядные станции появились в Сан-Хосе ^[236] (подробнее см. Plug-in гибриды в Калифорнии ).
• Пилотный проект PHEV в штате Вашингтон ^[237]
• Предложение губернатора Техаса Рика Перри о налоговой льготе штата в размере 5000 долларов для PHEV в сообществах "недостижения"
• Сиэтл , который включает переоборудованные транспортные средства городского парка, порт Сиэтла , округ Кинг и Агентство чистого воздуха Пьюджет-Саунд ^[238]

Евросоюз

Электрификация транспорта ( электромобильность ) является приоритетом исследовательской программы Европейского Союза . Он также занимает видное место в Европейском плане экономического восстановления, представленном в ноябре 2008 года в рамках инициативы «Зеленый автомобиль». DG TREN поддержит крупный европейский проект «электромобильности» по электромобилям и соответствующей инфраструктуре с общим бюджетом около 50 миллионов евро в рамках инициативы «Зеленый автомобиль». ^[239]

Поддерживающие организации [ править ]

Организации, которые поддерживают подключаемые гибриды, включают Всемирный фонд дикой природы », ^[240] Национальную федерацию дикой природы , ^[241] и CalCars . ^[242]

Другие поддерживающие организации: Plug In America , Альянс по защите климата , Друзья Земли , Сеть действий в отношении тропических лесов , Институт Роки-Маунтин (проект Get Ready), ^[243] Совет района залива Сан-Франциско , ^[235] Альянс Аполлона, Set America Free коалиция , то группа Silicon Valley лидерства и плагин Project Hybrid Electric школьного автобуса , ^[244]

FPL и Duke Energy заявили, что к 2020 году все новые автомобили для парка будут приобретаться с подключаемыми гибридными или полностью электрическими системами. ^[245]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]