淺談油電混合動力車之應用與發展.pdfVIP

生活科技教育月刊 二○一一年 四十四卷 第五期 淺談油電混合動力車之應用與發展 *陳文慶、** 莊易燁 *高雄師範大學工業科技教育系博士生 、**國立旗山農工汽車科教師 壹、前言 早在 1995 年前科學家舉出許多科學證據 ，並在跨政府氣候變遷委員會 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 中指出人類的相關科學活動會 影響全球氣候(Alley et al. ,2007) 。然而，隨著時代的進步，汽車科技發展，日 新月異；但是面對能源日漸短缺、環境日益惡化，各先進國家都積極的在尋找 替代能源。自從京都議定書於2005 年2 月16 號正式生效後，此項國際貿易制 裁壓力的世界公約，將對台灣形成一定的壓力。尋找乾靜的能源以減少油耗及 空氣污染是必然的趨勢 ；燃料電池汽車的研發，以目前的製造成本又太昂貴， 要商業化販售，可能還需要一段時間（陳長振、陳文慶，2005 ）；在此過渡時期， 油電混合動力車便因應而生。至目前為止，油電混合動力車發展及商業化以豐 田汽車（Toyota Motor ）為首要代表；根據World The Mainichi Daily News 報導： 未來豐田汽車將全部採用油電混合動力車，目前為止，Prius 混合動力車全球累 計銷售量已達200 萬台(Jess Banaga,2009) 。此外FORD Escape Hybrid 亦已引進 台灣，德國高級房車製造商賓士也已於2008 年推出油電混合動力車，並以率先 裝置在S 系列房車。德國的油電混合動力技術明顯落後於日本，德國汽車業因 而下定決心急起直追，除研發油電混合動力車技術外，甚至電動車也在計畫內。 貳、油電混合動力車概述 一、油電混合車之特色 將兩種或兩種以上不同特性的動力源結合在一起使用所構成的系統叫做混 10 生活科技教育月刊 二○一一年 四十四卷 第五期 合動力系統 （Hybrid system ）。採用混合動力系統做為動力的車子稱為混合動 力車 （林振江 、施保重 ，2008 ）。通常在車子上使用的混合動力系統指的是結 合使用燃油的內燃機 ，如汽油、柴油、CNG…等引擎 ，和使用電瓶電力的電 動馬達(DC 、AC)兩種動力源的系統。 表一、混合動力車特色分析表 混合動力車的優點 混合動力車的缺點 1.混合動力沒有續航力不足問題 。 1.混合動力系統構成複雜，維修困難. 2.有效節省燃料消耗，減低空氣污染 。2.價格較汽油車昂貴. 。 3.無充電耗時及充電設備不足的問題 。 3.相較於電動車，仍有廢氣排放的問 4.減速時可回收的能源提高續航力 。 題 。 5.有暫停引擎怠速運轉的功能 。 二、油電混合車的基本運作原理 (一)車輛起步與中低速駕駛時：在車輛起步、中低速駕駛(如市區內連續的煞 車、減速、停車再起步 ，低速前進) ，皆可利用hybrid 電池的電力，而非全部 使用燃油 ，如此能大幅減少所耗用的燃料，同時也減少廢氣的排放。 (二)減速時 ：減速時可帶動減速齒輪提供額外的引擎煞車能力，同時能夠帶 動發電馬達來進行hybrid 電池充電的動作，如此可減少煞車的損耗，也可以在 車輛移動時的動能能源保留下來 。 (三)上坡或全速行駛時 ：上坡與全速行駛的過程中，可透過油電混合車電池 與電動馬達提供的動力，能為上坡與全速行駛提供額外的省油效能。 三、油電混合車之基本架構 (一)油電混合車電池(hybrid 電池) ：油電混合車使用的是大功率輸出鎳氫化 物(Ni-Mh)電池，除了具輕量化及小體積的設計和長效使用，可長時間使用而不 需替換，充電18分鐘可恢復40%～80%的容量，循環壽命可達6000次或7年，油 電混合車在行駛中會一直監測電池並維持在穩定的儲電量，以避免電池放充 電，可維持及增長電池的使