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國際主要車廠插電式混合動力汽車發展現況

2013 / 03 / 15

車輛研究測試中心 產業發展處 產業推進課 黃樑傑


近年來,國際主要車廠卯足全力研發插電式混合動力車(Plug-in hybrid,PHEV),截至2013年2月,GM、Toyota、Honda、Ford與Mitsubishi五大車廠都已經將旗下的第一款PHEV上市,而Volvo、Audi與BMW預計將於2014年加入市場戰局。由於車廠對於PHEV的積極投入,預期PHEV將逐漸嶄露頭角,成為主流車款之一。

插電式混合動力技術簡介
插電式混合動力車為可接家用電源充電之油電混合車,優點是對於充電站依賴度低,續航力與環保性佳,但也因為是混合動力系統,必須要有電動系統以外的動力裝置,導致製造成本、系統設計與控制和體積重量成為發展技術關卡。

插電式油電混合車動力系統多元發展
本文蒐集2010到2014年上市之PHEV車款資料,將目前PHEV動力系統發展現況綜整成四項說明如下:
(1)低功率馬達 + 中排氣量引擎
本類型動力組合的PHEV車款,車輛高速時以引擎帶動車輛,起步或低速時,電動馬達作為主要動力,優勢在於系統體積較小且能源效率佳,但動力較低,技術領導車廠是Toyota,Toyota於2012年推出Prius plug-in,搭載1.8L引擎與單顆60kw馬達共可輸出100kw動力,也是目前唯一採取這種動力組合的車款。
(2)高功率馬達 + 小排氣量引擎
本類型PHEV車款主要以馬達驅動車輛,引擎作為發電機提供電池電量,優勢在於高功率馬達可提供較高動力,且引擎維持高效率運作供電,技術領導車廠是GM,GM於2010年推出Volt,搭載111kw感應馬達與1.4L引擎發電機,2014年GM也預計旗下品牌Cadilac ELR車款上搭載這項PHEV技術。
(3)雙動力馬達 + 大排氣量引擎
本類型PHEV車款馬達與引擎可同時驅動車輛,提供較大動力,但必須占用較大空間,因此主要搭載於大型轎車或休旅車為主,技術領導車廠有Honda、Mitsubishi與Ford。
Honda於2013年初推出Accord PHEV,採用2.0L引擎與雙馬達設計共可輸出124kw功率,Ford在2012年末與2013年初連續推出C-Max energi與Fusion plug-in,同樣採用2L引擎與雙馬達設計,動力輸出共可達140kw,Mitsubishi也於2013年初推出的outlander PHEV休旅車,搭載2.0L引擎與雙馬達可提供高達160kw動力,特別的是由於其休旅車大空間特性,可搭載12kwh大容量電池可提供55km純電續航力。
(4)高功率馬達 + 高性能引擎
本類型PHEV車款搭載高技術引擎,如缸內直噴與柴油引擎,再搭載渦輪增加系統,配合馬達動力可將動力提升至160kw以上,這類車型預計要到2014年才上市,技術領導車廠以Audi、BMW與Volvo等歐洲車廠為主。
Audi預計2014年推出的A3 e-tron,採用1.4 TFSI缸內直噴引擎搭配75kw馬達可創造164kw的動力,且利用小型引擎創造的空間置入8.8kwh鋰電池,可提供車輛50km純電續航力,BMW i8則配置1.5L直列式三缸渦輪汽油引擎與96kw高動力馬達,共創造260kw的高效動力。另外,Volvo採用2.4升直列5缸渦輪柴油引擎與50kw馬達,創造160kw動力,同樣善用休旅車空間特性置入12kwh鋰電池提供50km純電續航力。

資料來源:車輛中心整理

插電式混合動力車市場開始萌芽
2010年,全球首款PHEV GM Chevrolet Volt首入市場銷售,銷量節節高升,2012年銷量達2.5萬輛。2012年Toyota Prius plug-in與Ford C-Max Energi分別於3月與10月投入北美市場,2012年銷量各累積為1.98萬輛與2,400輛。

儘管PHEV銷量尚不明顯,但主要國家對PHEV是皆有相關補助政策,對PHEV抱持正面歡迎的態度。例如美國實施PHEV購車補助優惠,並且充電站建構計畫也都提供PHEV車主與企業主免費充電站建置服務,歐洲國家也有針對符合低排碳標準的PHEV提供補助,中國大陸亦正展開制訂BEV及PHEV補貼等政策。

小結:
在PHEV動力設置方面,目前技術主流有Toyota的中型引擎加上小型馬達,GM的高功力馬達加上小型發電引擎,Honda、Ford與Mitsubishi的雙馬達加上大引擎馬達,以及歐系車廠的高功率馬達 + 高性能引擎。
而PHEV市場處於萌芽階段,2012年PHEV銷量累積5.4萬輛,由於PHEV特性可避免電動車沒電可用的窘境,且受到國家政策支持享有購車補貼,並可接軌電動車示範運行而興建的充電站,並創新電動車無法達成的商業模式,加上車廠傾力投入研發,預期市場前景頗為樂觀。

 

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