Επαναφορτιζόμενο υβριδικό όχημα

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Αυτό το λήμμα αφορά τα υβριδικά οχήματα που διαθέτουν συσσωρευτές φορτιζόμενους από εξωτερικές πηγές και έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης. Για τα υβριδικά αυτοκίνητα γενικά, δείτε: Υβριδικό αυτοκίνητο. Για τα οχήματα που κινούνται αποκλειστικά με ηλεκτρική ενέργεια από συσσωρευτές, δείτε: Ηλεκτροκίνητο όχημα µε συσσωρευτές.
Το Mitsubishi Outlander PHEV είναι το plug-in υβριδικό με τις περισσότερες πωλήσεις στον κόσμο. Οι αθροιστικές παγκόσμιες πωλήσεις ανήλθαν σε 250.000 μονάδες τον Μάιο του 2020.[1]

Ένα επαναφορτιζόμενο υβριδικό όχημα με ηλεκτρική ενέργεια από εξωτερική πηγή (plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) είναι ένα υβριδικό ηλεκτροκίνητο όχημα το οποίο διαθέτει τόσο συσσωρευτές (μπαταρίες) όσο και έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης. Τα οχήματα αυτά επιτυγχάνουν ένα σημαντικό μέρος ή και το σύνολο της κίνησης τους ως αμιγώς ηλεκτροκίνητα οχήματα με συσσωρευτές, με αποτέλεσμα μηδενικές εκπομπές ρύπων.

Οι συσσωρευτές του μπορούν να επαναφορτιστούν μετά από σύνδεση σε ένα δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς επίσης και από τον ενσωματωμένο κινητήρα εσωτερικής καύσης και το δυναμό. Τα περισσότερα επαναφορτιζόμενα υβριδικά οχήματα είναι επιβατικά αυτοκίνητα, αλλά υπάρχουν και εκδόσεις επαναφορτιζόμενων υβριδικών επαγγελματικών οχημάτων, φορτηγών, λεωφορείων, τρένων, μοτοσικλετών, σκούτερ και στρατιωτικών οχημάτων.

Παρομοίως με τα αμιγώς ηλεκτροκίνητα οχήματα (BEV), τα plug-in υβριδικά ανακατευθύνουν τις εκπομπές από την εξάτμιση του αυτοκινήτου στα δυναμό που τροφοδοτούν το ηλεκτρικό πλέγμα. Αυτά τα δυναμό μπορεί να είναι ανανεώσιμα ή να έχουν χαμηλότερες εκπομπές σε σχέση με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης. Η φόρτιση του συσσωρευτή από το ηλεκτρικό δίκτυο μπορεί να κοστίζει λιγότερο σε σχέση με τη χρήση του κινητήρα του οχήματος, συμβάλλοντας έτσι στη μείωση του κόστους λειτουργίας. Τα PHEV διακρίνονται σε κατηγορίες ανάλογα µε την απόσταση που το όχημα μπορεί να διανύσει βασιζόμενο αποκλειστικά στην ηλεκτρική ενέργεια (π.χ. 40, 60 χιλιόμετρα κλπ) και µε τη χωρητικότητα των συσσωρευτών τους (PHEV-40, PHEV-60 κλπ).[2]

Plug-in υβριδικά οχήματα μαζικής παραγωγής ήταν διαθέσιμα στο κοινό της Κίνας και των Ηνωμένων Πολιτειών από το 2010.[3] [4] [5] Μέχρι τα τέλη του 2017, υπήρχαν πάνω από 40 μαζικά παραγόμενα μοντέλα plug-in υβριδικών οχημάτων κατάλληλα για αυτοκινητοδρόμους. Τα μοντέλα με τις κορυφαίες πωλήσεις είναι τα Mitsubishi Outlander P-HEV, Chevrolet Volt και Toyota Prius PHV. [6]

Έως τον Δεκέμβριο του 2019, το παγκόσμιο απόθεμα των επαναφορτιζόμενων υβριδικών οχημάτων ανερχόταν σε 2,4 εκατομμύρια μονάδες, αντιπροσωπεύοντας το ένα τρίτο του αποθέματος των ηλεκτρικών επιβατικών αυτοκινήτων στους παγκόσμιους δρόμους, με την Κίνα να έχει το μεγαλύτερο απόθεμα (767.900 μονάδες), ακολουθούμενη από τις Ηνωμένες Πολιτείες (567.740 μονάδες) και το Ηνωμένο Βασίλειο (159.910 μονάδες).[7]

Τεχνολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τρία plug-in υβριδικά Toyota Prius επαναφορτίζονται σε δημόσιο σταθμό φόρτισης στο Σαν Φρανσίσκο των Η.Π.Α.

Σύστημα μετάδοσης ισχύος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα επαναφορτιζόμενα υβριδικά οχήματα βασίζονται στις ίδιες τρεις βασικές αρχιτεκτονικές συστημάτων παραγωγής και μετάδοσης ισχύος με αυτές των συμβατικών υβριδικών οχημάτων: προώθηση μόνο από ηλεκτρικούς κινητήρες, προώθηση τόσο από κινητήρα εσωτερικής καύσης όσο και από ηλεκτρικούς κινητήρες που λειτουργούν ταυτόχρονα, και προώθηση με οποιονδήποτε από τους δύο παραπάνω τρόπους. Ενώ ένα απλό υβριδικό όχημα φορτίζει τον συσσωρευτή του μόνο από τον κινητήρα του, ένα plug-in υβριδικό μπορεί να αποκτήσει σημαντική ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την επαναφόρτιση της μπαταρίας του από εξωτερικές πηγές.

Συστήματα φόρτισης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο φορτιστής του συσσωρευτή μπορεί να είναι ενσωματωμένος στο όχημα ή εξωτερικός. Σε έναν ενσωματωμένο φορτιστή το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) μετατρέπεται σε συνεχές (DC), με αποτέλεσμα να φορτίζεται ο συσσωρευτής.[8] Οι ενσωματωμένοι φορτιστές περιορίζονται σε χωρητικότητα ανάλογα με το βάρος και το μέγεθός τους, καθώς και λόγω της περιορισμένης χωρητικότητας των τυπικών πριζών AC. Οι εξωτερικοί φορτιστές μπορούν να είναι όσο μεγάλοι και ισχυροί επιθυμεί ο χρήστης, αλλά δεν είναι φορητοί.

Η χρήση του μετατροπέα του ηλεκτρικού κινητήρα επιτρέπει στις περιελίξεις του κινητήρα να λειτουργούν ως πηνία μετασχηματιστή και στον υπάρχων μετατροπέα υψηλής ισχύος ως φορτιστή AC-DC. Δεδομένου ότι αυτά τα εξαρτήματα υπάρχουν ήδη στο αυτοκίνητο και έχουν σχεδιαστεί για να χειρίζονται οποιαδήποτε ικανότητα ισχύος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ενός πολύ ισχυρού ενσωματωμένου φορτιστή, χωρίς σημαντικό πρόσθετο βάρος ή μέγεθος.

Τρόποι λειτουργίας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ένα plug-in υβριδικό μπορεί να λειτουργεί σε κατάσταση εκφόρτισης συσσωρευτή (charge-depleting ή EV mode) οπότε και λειτουργεί αποκλειστικά με ηλεκτρική ενέργεια, ή σε κατάσταση διατήρησης φόρτισης (charge-sustaining mode). Συνδυασμοί αυτών των δύο τρόπων αποτελούν τη μεικτή λειτουργία. Αυτά τα οχήματα μπορούν να σχεδιαστούν ώστε να κινούνται σε μεγάλες αποστάσεις με αμιγώς ηλεκτρική λειτουργία, είτε μόνο με χαμηλές ταχύτητες είτε με οποιαδήποτε ταχύτητα. Αυτές οι λειτουργίες διαμορφώνουν τη στρατηγική αποφόρτισης της μπαταρίας του οχήματος και η χρήση τους έχει άμεση επίδραση στο μέγεθος και τον τύπο της απαιτούμενης μπαταρίας: [9]

Η λειτουργία εκφόρτισης συσσωρευτή επιτρέπει σε ένα πλήρως φορτισμένο PHEV να λειτουργεί αποκλειστικά (ή, ανάλογα με το όχημα, σχεδόν αποκλειστικά) με ηλεκτρική ισχύ έως ότου η κατάσταση φόρτισης του συσσωρευτή του μειωθεί σε ένα προκαθορισμένο επίπεδο, οπότε και θα ενεργοποιηθεί ο κινητήρας εσωτερικής καύσης του οχήματος. Η λειτουργία αυτή συνιστά την αμιγώς ηλεκτρική αυτονομία του οχήματος. Αυτή είναι η μόνη λειτουργία στην οποία μπορεί να λειτουργήσει ένα αμιγώς ηλεκτροκίνητο όχημα με συσσωρευτή (BEV), γεγονός στο οποίο οφείλεται και το περιορισμένο εύρος τους.[10]

Η μεικτή λειτουργία περιγράφει την κίνηση με συνδυασμό πολλαπλών λειτουργιών. Για παράδειγμα, ένα όχημα μπορεί να ξεκινήσει ένα ταξίδι με χαμηλή ταχύτητα σε λειτουργία εκφόρτισης συσσωρευτή, στη συνέχεια να εισέλθει σε έναν αυτοκινητόδρομο και να λειτουργήσει με μεικτή λειτουργία. Ο οδηγός μπορεί να αφήσει τον αυτοκινητόδρομο και να οδηγήσει χωρίς συμμετοχή του κινητήρα εσωτερικής καύσης έως ότου εξαντληθεί η αμιγώς ηλεκτρική αυτονομία. Το όχημα μπορεί έπειτα να επιστρέψει σε κατάσταση διατήρησης φόρτισης μέχρι την άφιξή του στον τελικό του προορισμό. Αντίθετα, ένα ταξίδι σε λειτουργία εκφόρτισης συσσωρευτή θα περιοριζόταν εντός της αμιγώς ηλεκτρικής αυτονομίας του PHEV.

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Mitsubishi Motors Corporation (MMC) (2019-04-11). Mitsubishi Outlander PHEV Hits 200,000 Global Sales Milestones. Δελτίο τύπου. Ανακτήθηκε στις 2019-04-12.
  2. «Wayback Machine» (PDF). web.archive.org. 26 Οκτωβρίου 2007. Ανακτήθηκε στις 17 Ιουνίου 2020. 
  3. «BYD Auto To Begin Sales of F3DM Plug-in to Individuals». Green Car Congress. 23 Μαρτίου 2010. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 26 Μαρτίου 2010. Ανακτήθηκε στις 27 Μαρτίου 2010. 
  4. «BYD Auto to Offer F3DM Plug-in Hybrid to Chinese Individuals Starting Next Week». Edmunds.com. 23 Μαρτίου 2010. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 30 Μαρτίου 2010. Ανακτήθηκε στις 27 Μαρτίου 2010. 
  5. «First Chevy Volts Reach Customers, Will Out-Deliver Nissan in December». plugincars.com. 16 Δεκεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 18 Δεκεμβρίου 2010. Ανακτήθηκε στις 17 Δεκεμβρίου 2010. 
  6. Cobb, Jeff (2017-01-26). «Tesla Model S Is World’s Best-Selling Plug-in Car For Second Year In A Row». HybridCars.com. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2017-01-26. https://web.archive.org/web/20170126165815/http://www.hybridcars.com/tesla-model-s-is-worlds-best-selling-plug-in-car-for-second-year-in-a-row/. Ανακτήθηκε στις 2017-01-26.  See also detailed 2016 sales and cumulative global sales in the two graphs.
  7. International Energy Agency (IEA) (Ιουνίου 2020). «Global EV Outlook 2020: Enterign the decade of electric drive?». IEA Publications. Ανακτήθηκε στις 15 Ιουνίου 2020.  See Statistical annex, pp. 247–252 (See Tables A.1 and A.12). The global stock of plug-in electric passenger vehicles totaled 7.2 million cars at the end of 2019, of which, 47% were on the road in China. The stock of plug-in cars consist of 4.8 million battery electric cars (66.6%) and 2.4 million plug-in hybrids (33.3%). In addition, the stock of light commercial plug-in electric vehicles in use totaled 378 thousand units in 2019, and about half a million electric buses were in circulation, most of which are in China.
  8. Tilsley, Rachelle (7 Μαρτίου 2017). «What is the difference between AC and DC Charging?». Electric Vehicle Charging Network. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 7 Μαΐου 2018. Ανακτήθηκε στις 30 Απριλίου 2018. 
  9. «Plug-ins Progress». Green Car Congress. 2006-09-29. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2017-12-05. https://web.archive.org/web/20171205042028/http://www.greencarcongress.com/2006/09/plugins_progres.html. Ανακτήθηκε στις 2017-12-30. 
  10. Gonder, J. (2007-04-16). «Energy Management Strategies for Plug-In Hybrid Electric Vehicles». http://www.nrel.gov/vehiclesandfuels/vsa/pdfs/40970.pdf.