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科技與生活 分組報告 夜二技 資管三甲 指導老師:陳美利老師 組員 : 69790002 柯德村-汽車省油器 組員 : 69790018 吳政承-衛星導航 組員 : 69790030 陳育志-油電混合車 科技與生活報告 主題:油電混合車 指導教授: 陳美利 學生:資管三甲 陳育志 69790030 前言: 對於車輛，好的潔淨能源必須 是可循環使用、安全性高、效 率高、成本低、可精確計算殘 餘量，同時可在短時間內補充 能源，並在短時間內釋放能量 產生動力。 純電動車之所以無法普及，最 重要的原因是電池充電的速度 過慢、續航力低且成本稍高， 而且電池內的殘餘電量很難像 汽油，可做到非常精確的計算， 因此純電動車尚有許多技術待 克服。 氫燃料電池車排出的廢物雖 然只有水，但是氫氣容易爆炸， 要如何安全地儲存、輸送是高 難度的技術；若改以液態形式， 又必須讓氫處在高壓、低溫的 環境，因此氫燃料電池車尚無 法普及。 近來節能減碳意識高漲，加上 前陣子油價不斷攀升，石油輸 出國家減產，使得未來開車的 負擔變得越來越沉重，若要持 續享受行車便利，又要保護環 境，選擇低污染、低耗能、高 效率的汽車，便成了開車族的 選擇之一。 介紹: Hybrid Synergy Drive 混合協力驅動 近年來，引起廣 泛討論的油電混 合車，是一種透 過「互補機制」 將能源有效整合 運用的環保車， 它既省能又可有 效降低內燃機的 排污量，是目前 各種環保節能車 （如氫燃料電池 內燃機與電動馬達是兩種截然不同的動力系統，二 車或純電動車） 中開發最成功的， 者的互補特性是什麼？要如何使它們合作運轉呢？ 並且已經大量生 產。 結合油電兩種動力系統的優點 油電混合車不單純使用某一種能源，而是結合內燃機與電動馬達兩種 不同動力系統。它成功的關鍵在於兩種動力源的優缺點可以互補，達 到低污染、低耗能、低噪音、續航力長、性能佳的理想效益。 舉例而言，內燃機在汽車低速時性能差、排放廢氣多，高速時性能 好；而電動馬達則是低速時性能好、高速時性能差，因此油電混合車 的設計為低速行駛時只由電動馬達出力，高速行駛再啟動內燃機。以 上述概念可得出油電車的五個最佳行駛模式（見上方圖表）。 整個引擎室的配置，跟一般房車不大一樣的是多了右邊銀色的部份 右邊就是最主要的部份，電動馬達、變壓器、行星齒輪、CVT變速箱 都在這個東西的下面。電動馬達的數據如下:67 hp @ 1200-1540 rpm ， 400 Nm @ 0-1200 rpm 1.按一下“START”鈕，車子就會通電，跟ACC ON的意思是一樣的 2.再按一下後，儀表會顯示“READY”，代表馬達已經在待命的狀態， 只要你入檔，踩油門，車子就會開始動了。 由於動力來自馬達，所以所有 的訊號都改成數位式的，包含 排檔在內，在排檔的上方你看 到一個“P”按鍵，這就是傳統 的P檔(駐車檔)，當你停車時就 是使用這個按鍵 而如果要前進的話，則是推到 “D”的地方，不過跟傳統排檔 不一樣的地方是，推到“D”後， 排檔又會回到原來的位置，因 為這個排檔桿的作用只是送一 個訊號給電腦而已。 另外，會發現有一個"B"出現， 由於不是使用大家已知的CVT 系統，所以沒有檔位的差異， 所以一但需要引擎煞車的力道， 就要使用"B"這個檔位。 由於怠速的時候，引擎是不運轉 的，電動馬達也是處於待命的狀態， 要確認系統是否開始，就只能看螢 幕了 行駛模式: 起步,低速 馬達單獨作用 這是最環保的階段， 在中控台左方有一 個“EV”按鈕，只 要按下這個按鈕， 在電量足夠的情形 下，只有馬達會作 動 而在這樣的狀態， 時速60km/h左右， 完全不會有加速遲 滯的問題，所以在 市區使用，完全不 會有任何困擾。 行駛模式: 一般 引擎與馬達同時 帶動車輛並幫電 池充電，這是最 常出現的狀況， 也是會省油的主 因，一旦車主需 要的動力低於系 統所提供的時候， 引擎的多餘動力 會拿來充電，所 以引擎的動力可 以得到最具效率 的應用 這也是HYBRID的 最大功用---確保 引擎效率。 行駛模式: 加速,上坡 引擎與馬達共同 作用，通常出現 在加速時，由於 加速需要大量動 力，所以系統會 同時啟動兩套系 統。 甚至為了得到更 大的動力，連電 池的電都會用到， 根據國外的資訊， 0到100km/h可以 在10秒內達成。 行駛模式: 減速,煞車 從車輪得到 電力，當車 輛在滑行或 煞車的時候， 也可以將這 些能源回收， 不過之前也 有討論過， 這樣方式所 回收回來的 部分實在不 多。 行駛模式:電力不足 這是引擎 在幫電池 充電的畫 面，一旦 電池的容 量不夠時， 引擎會自 行啟動幫 電池充電， 紫色代表 電量，你 可以看到 電量還有 兩格左右 在後面裝了 一個電池後， 仍保有如此 大的行李廂 空間 電池與備胎 放置在一起， 不影響行李 廂空間 問題篇: Hybird 的車在靜止的狀態下開冷氣是使用電池當動力嗎？ PRIUS的冷氣壓縮機是吃電的，不是使用引擎動力，而且採用的是目 前家裡最常聽到的變頻式壓縮機，所以即使在靜止時，冷氣壓縮機一 樣是可以運轉的。 採用變頻式壓縮機，不但可以節省電力，更可以確保壓縮機的功率不 會受到引擎轉速的影響，所以PRIUS為了節省能源，大概可以採用的 節能方式都用上了。 Prius的車重是幾公斤呢？平均每一匹馬力要推動幾公斤的車重呢？ PRIUS的車重大約是1300 kg，馬達加上汽油引擎之後的最大馬力大約 是113 ps，可是最大扭力卻是48.7kg-m，美國測試出來的0-60 mile/hour的加速數字大約是9秒左右，所以加速性絕對不是問題。 不過因為電動馬達比較注重低速的輸出，所以高速的再加速能力不是 非常優，但一般日常使用可以說勝任愉快。 這台車有想像中的省油嗎，雖然號稱是油電混合 但是它的電瓶能存多少電 ? 關於PRIUS的油電混合，大家有點錯誤的印象，PRIUS之所以能省油， 是在於將引擎的效率提到最高，而不是藉由電瓶來行走，電瓶存在的 目的是在儲存引擎多餘的動力，避免浪費。 通常車子在什麼樣的走行狀況最耗油? 我想應該都可以同意在市區走 走停停的時候最耗油! 因此PRIUS就是為了改善汽油引擎在這些時間的運轉效率，舉例來說， 一但停紅燈的時候，引擎是停止運轉的，如果你有開冷氣的話，冷氣 壓縮機的動力是靠HYBRID電池(大電池)來驅動，等綠燈起步的時候， 由於汽油引擎在低轉速的效率其實是比柴油來的差，所以通常PRIUS 的電腦都會讓電動馬達來負責起步的工作，等速度慢慢上來之後，汽 油引擎就可以在最有效率的轉速運轉，一但電腦偵測引擎有多餘的動 力，他便會將多餘的動力回充至電瓶，提供馬達使用。 另外一種狀況是滑行，我想大多數的人假如在500m前遇到紅燈都會鬆 油門用滑行的方式停在路口，這時候完全不需要引擎的動力，所以利 用這個動能又可以將動能轉換成電能，讓你等一下起步的時候就可以 使用電動馬達。 油耗實測篇: 油耗： 3.4 L/100KM (約29.4KM/L) 路段：台北--(北宜 高)-->坪林--(北 宜高)-->台北 里程：54KM (40% 市區；60%高速) 時間：下午五點半 戶外溫度：29C 冷氣溫度：27C 乘客數：1位駕 駛 油耗: 達到 3.7 L/100KM，約 27KM/L 里程：45KM 台北市，純市區，共 分為三段行駛，一段較 長距離約22KM，另外 二段則為短距離 時間：10:00~12:00 戶外天氣：豔陽天 戶外溫度：30+C 冷氣：A/C ON, 27C (全程開) 燃料使用：中油 98 機油使用：Mobil 5w50 全合成 ｐｒｉｕｓ油箱 45公升，日本人 一桶油開1000 mile以上的比比 皆是 還有人一桶油開 到2xxxkm，算 起來平均油耗 49km/L 抉擇篇: 拿PRIUS[油電]和CAMRY[汽油]來做個比較 如果一樣跑30萬公里的車價+油價, 以市區油耗為準 CAMRY PRIUS 2.4E 新車價= 88萬 1.5 新車價=118萬 CAMRY PRIUS 市區油耗= 10 KM/L / 95無鉛22.4元 = 2.24元/KM 市區油耗=22 KM/L / 98無鉛23.9 元 = 1.08元/KM CAMRY PRIUS 30萬公里油錢= 67.2萬 30萬公里油錢= 32.4萬 CAMRY 車價+油錢= 155.2 萬 [牌照稅 11230,燃料稅 6210, 稅金總額: 17440] PRIUS 車價+油錢= 150.4 萬 [牌照稅 7120, 燃料稅 4800, 稅金總額: 11920] 優點: 高扭力(49.5kg-m) + 6安全氣囊 + 環保(廢氣排放) + 省油 ＋稅金 結論: 一般汽油車行駛10萬公里共需耗費約1萬公升的油[10km/1L]，但油電 混合車只需要5000公升的油，平均可節省50%油耗； 再以廢氣排放來看，油電混合車行駛10萬公里所排放的CO2也比一般 汽油車少了7.5公噸，總廢氣排放量則減少80%。 由此可知，油電混合車確實有助於減少溫室氣體的排放及石油使用量， 因為車輛屬於移動污染源，它所排放的廢氣不能被集中處理，因此更 潔淨的低碳能源車輛必然是未來的趨勢。 在台灣，工研院、中科院、台北科技大學車輛工程學系等單位，正分 別提供不同技術與業界合作，如裕隆集團、東元電機等，冀望開發出 更具效能、更少污染的油電混合車。由此可預期，在越來越多人開始 重視地球環境，單純只用汽油引擎的車輛將逐漸淡出我們的生活