Hybrid汽車潔淨能源技術發展趨勢

Chevy volt是第1款採行Series Hybrid技術的混和能源車款，針對都會車主的用車行為最佳化，簡省油電系統的設計成本。Chevy

電池動力車BEV與燃料電池動力車雖是發展潔淨動力的較佳選擇，但礙於目前的電池、馬達效能與最大行駛距離仍與商品化目標有段差距，現階段採取Hybrid混和動力技術的油電混和動力車種，就有較佳的發展機會，至少在油價飛漲的現況下，可為消費者節省荷包，同時降低碳排放…

觀察汽車的潔淨動力開發主流中，採取運行機制全程無污染排放物的EV(Electronic Vehicle)/BEV(Battery Electric Vehicle)與FCV(Fuel-cell Electric Vehicle)發展現況，EV/BEV的發展問題在於採取純粹的電力來源驅動車輛，現實環境可能會遭遇充電站設置過少、電池更換站的設置密度與廠牌相容度，甚至政策輔助的議題也將浮上檯面，這些都不是3、5年內能解決的問題，另在FCV周邊技術發展上，則是遭遇了量產與成本問題，既然絕對純淨的潔淨能源暫時無法實現，雖不完美但相對實用的Hybrid雙能源車款，就顯得更具市場發展價值。

檢視Hybrid Vehicle的發展，汽車產業早期由Toyota/Lexus大量投入開發資源的狀況已經大幅改觀，目前美系大廠已相繼投入開發，其中GM已針對旗下Chevy推出volt車款，同樣的模式也將在旗下Opel品牌推出Series Hybrid架構的油電混合動力車款。此外，歐系車種最大汽車集團Volkswagen(VW) Group，也以Full hybrid系統進行自主研發，2010年此技術已相繼用於VW、Audi、Porsche品牌Hybrid車型；法國PSA集團則鎖定柴油混合動力，計劃以柴油Hybrid技術開發新車款。

混合動力能源  汽油+電力仍為當前主流選擇

觀察Hybrid Vehicle的發展現況，多數技術仍落在相對成熟、容易開發的汽油、電力整合方式，因為相對於柴油引擎，汽油引擎可在小排氣量取得線性的動力輸出，引擎運轉的震動較小，運轉噪音也相對較低。部分則是因為最早發展Hybrid Vehicle的業者以日系Toyota為主，日本在Vehicle市場多半集中在汽油動力車，商用或重型車輛才會採取柴油動力，因此在混和動力的整合方案上，仍以汽油動力相關解決方案較為完善。

目前的燃油引擎應用，以汽油、柴油、生質燃料3種居多，其中以汽油燃料的加油設備最為充裕、使用量也最多，其次是柴油燃油，而生質燃料雖然可以大幅減少使用過程的排放污染，但現階段生質燃料的製造方法多元，在內燃機的應用方面可能有諸多限制，造成後續產品上路的使用問題。

而在混和動力的整合方面，歐系大廠如PSA(PSA Peugeot Citroen)、VW集團，預計將朝整合柴油內燃機與電力動力系統的Hybrid Vehicle設計，其燃油費用成本較低、污染排放表現也優於汽油，同時兼具後續燃料補充的優勢，未來再整合電力動力系統，整體排放表現、節能表現將略勝以汽油為基礎的Hybrid Vehicle。雖說如此，目前柴油Hybrid Vehicle的發展以歐系PSA最為積極，在自用車市場仍以汽油燃料為主流的環境下，欠缺相關解決方案的柴油油電混和系統，未來發展恐因成本問題而遭受限制。

Hybrid的發展現況

在自用車市場，汽油+電力整合的Hybrid油電混和動力系統，可以說是發展最完整的技術模式，Hybrid系統基本上是以一具較小排氣量的引擎整合性能相當的電能動力引擎，系統設置為內燃機與電力驅動系統在引擎系統進行整合，透過Electronic Control Unit(ECU)的控制，精確處理內燃機與電子動力的輸出比率，並搭配部分能源回收系統，例如，在車輛下坡或是高速慣性行駛的情境下，透過傳動軸取得回收電能，再經由儲存系統將電能回存汽車電池。

由於Hybrid系統電池採獨立設置，並未提供外部充電機制，因此該系統毋需擔心現有加電站、電池更換站不足之問題，另由於採汽油、電力輔助運轉，在汽車起步的較耗油階段採全電力驅動，待車輛達到需高速或定速操控時，改以汽油動力為主。此類系統的開發關鍵在於設置1組相對精確的油/電動力分配系統，讓車輛駕駛可在不察覺動力來源改變的狀態下，以既有的行車習慣，維持相同的車輛操控體驗。

汽油混合電力的應用形式，可避免完全沒電車輛無法驅動之窘境，電力回收也可有效透過車輛動態進行。由於採取汽油、電力分工方式設計，汽油的用量因此減少，進而改善車輛的空氣污染問題，同時也不需投入高階電池機組與電力驅動機組來設計與開發車輛。目前如TOYOTA、Honda...等主流一、二線車廠均有對應車型推出。

更趨實用的Series Hybrid技術

有別於Plug-in Hybrid Vehicle技術，General Motors(GM) Group嘗試採Extended-Range Electronic Vehicle(E-REV)增程電動車，以GM定義的E-REV概念，在離線電力狀態下，採全電力輸出驅動車輛行駛64km距離，超出電力可及的距離時，電控系統會將系統轉為燃油內燃機驅動發電機組，由燃油能量轉換成電能驅動車輛繼續運行，當然也會搭配能源回收系統，持續動態回收可用能量。E-REV在全電力模式下可以達到100%零排放的效果，非一般Hybrid可以比擬。

E-REV的發展概念，係經GM開發團隊統計，9成車主每日的通勤距離僅64公里，所以應朝更務實的應用角度，去打造真正趨於零排放、高效能的運輸載具，透過E-REV全電力可達64公里加上內置油箱可延續超程以外的行駛需求，搭配Series Hybrid技術達到整體能源耗用的最佳化。

實踐E-REV的關鍵在於Series Hybrid技術，Series Hybrid為1.4L汽油引擎(驅動發電機組用)、電動馬達、T型鋰電池模組、電控系統組成，駕駛可在平日未用車時段，利用如Plug-in技術以市電為車輛充電，一般約3~4小時完成充電，在有效電力行駛範圍內採鋰電全力輸出驅動電動馬達、驅動車輛，而當T型鋰電池接近臨界電量低點，油電發電系統開始運行發電、供應馬達持續驅動車輛，此時才會有排放出現。