車輛研究測試中心 環保能源部 / 高實祥

也許你知道，重型車輛耗油跟人喝水一樣快，但是你可能不知道，國際間很少對重車油耗進行設限管理。2010年10月25日美國環保署與國家公路交通安全管理局聯合公佈新的重型車輛油耗與溫室氣體排放管制標準，要求於2014年重型車輛需減少20%的油耗。節省20%的燃料表示什麼呢？假設以一輛年行駛20萬公里的40噸聯結車來看，如果省油20%，每年大約能省下12,000公升的燃料，以柴油每公升27.5元計算，每年就能節省33萬元。

車輛本身究竟要如何達成省油的目標呢？除了提升內燃機的燃油效率外，運用新的技術協助，亦為強化車輛省能之要訣。本文將簡要介紹車輛的節能技術，包括減少空氣與輪胎阻力的方法，使用混合動力車輛與使用車輛輔助動力單元等技術。

空氣與輪胎阻力
重型車輛基於載客貨的需求，無法像一般乘用車般容易進行流線形的空氣動力設計。話雖如此，對抗風阻仍然有一些方法，例如國內較為常見的車頭頂部安裝傾斜的導流板。除此之外，國外也有提出在車底、車尾門及車頭與貨櫃之間安裝導流板，如圖1所示。這些設備適合於高速、長途行駛的車輛，可減少為克服風阻所影響的油耗。
 

圖1 重型車輛可減少風阻的導流裝置示意圖

降低輪胎阻力的首要工作是檢查輪胎壓力是否維持在正常的工作壓力，當輪胎胎壓不足時，除了會增加磨耗、產生高溫與影響安全外，也會增加油耗。市面上有胎壓監測產品，當某個輪胎胎壓異常，就會立刻偵測出來並對駕駛提出警告，對於車主也是一種方便的輔助工具。
降低輪胎阻力的另一種方法是選用節能環保輪胎，重型車由引擎產生的動力約有15~30%是用來克服輪胎與地面的滾動阻力，因此歐美日等先進國家紛紛推動輪胎效率標示，藉由使用低滾動摩擦阻力的輪胎增加燃油的行駛里程。目前國際間主要輪胎製造廠都有推出節能輪胎產品供消費者使用。

混合動力
什麼是混合動力？將兩種或兩種以上不同特性的車輛動力技術結合在一起使用，便稱為混合動力技術。常見的混合動力車輛有電能混合動力車輛(HEV)與液壓混合動力車輛(HHV)兩種。
混合動力車輛的架構可分成串聯與並聯兩類。串聯是由引擎帶動發電機（或油壓馬達）運轉，再由發電機（或油壓馬達）產生之電力（或高油壓）供給電動馬達（或油壓馬達）來驅動車輪行駛，同時可充電至電瓶（或傳送高壓油至蓄壓器）以提供馬達使用。此種串聯架構的特徵是只有一條傳送引擎動力的途徑。而並聯架構的車輪驅動可由引擎及馬達這兩個動力源獲得，且可配合行駛狀況需求，讓動力單獨由引擎或馬達提供，或由兩者同時提供。

電能混合動力車輛目前在輕型車輛的使用上已相當成熟，而在重型車輛發展上，可見的未來也會有更多價格能讓人容易接受的產品上市。至於液壓混合動力車輛，一開始即針對重型車輛進行開發，2006年北京市有四條路線試行液壓混合動力公車，可省油達20%。2009年Peterbilt車廠推出Model 320 HLA的液壓混合動力節能貨車，可省油達30%。目前推出液壓混合動力節能系統的廠商包括：Bosch Rexroth的Hydrostatic Regenerative Braking、Eaton的Hydraulic Launch Assist與Parker Hannifin的Runwise等，如圖2所示。

圖2 目前推出液壓混合動力節能系統的產品

輔助動力
簡單而言，輔助動力單元就是在車上額外加裝一台發電機，這一台發電機可以是高效率運轉的內燃機、渦輪機，或者是運用燃料電池作為動力來源（如圖3）。輔助動力可以提供車輛部分的動力需求，通常提供車輛空調、冷凍（藏）運輸櫃空調所需的能量。輔助動力技術也可以積極的涉入車輛傳動能量，整合到前述的混合動車輛應用內，讓車輛的引擎可以設計的小一點、省油一點。

圖3 燃料電池的車輛輔助動力單元圖

前述各項重型車輛節能技術，國內尚屬萌芽階段未能充分採用，各駕駛人或車隊管理者對國際間車輛節能發展趨勢也較少有認識。車輛中心將陸續對先進重型車輛節能技術與產品，實際進行節能測試，並評估其經濟與環境效益，配合國際最新驗證與示範運行結果，作為國內推廣介紹與引進使用的參考。

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環能研究課  高實祥工程師，分機3218，e-mail：g_s_s@artc.org.tw