Plug-in hybrid(PHEV)混合動力型車和汽油車在耗能上的比較 （原創）

上次看到有不少人在討論這個問題，很多人一直疑惑的就是，PHEV為什麽會比汽油車更環保一些。

今天我就大概的介紹和解釋一下這方麵的耗能計算吧。

hybrid的汽車，大家其實挺容易理解的，那就是利用電池把汽車在行駛過程中產生的多餘能量（比如汽車在下坡的時候）儲存起來的技術。這裏的電池用的是Ni-Mh，和普通汽車裏的鉛酸電池很不一樣。關於電池這方麵其實已經有很多討論了，這裏我也不再反複說了。

關於PHEV，這是很多朋友爭論的焦點。大家的意見就是，既然是通過充電獲得能量，而電能無非就是火電，水電，風力能源等等，除非是一些清潔能源或者可再生可持續能源，利用煤，或者是氣發電而來的電能，不一定會比直接燒汽油效率高，原因是這些不可再生能源在轉化成電能，再轉化成汽車的動能，根據能量守恒定理，一定會有一定的能源消耗。

好，讓我們一步步討論這個問題。

首先，我們要知道，汽油在汽車中直接燃燒轉化成動能的效率是很低的，大約30%左右，其餘大部分都變為熱能浪費掉了。如果再考慮製造汽油所消耗的能量（比如石油的開采，提煉，包裝，運輸等等），汽油汽車在能源上消耗的能量就更多了。

而電能卻不太一樣。除了水電，風力發電等可持續能源發電以外，美國最常見的就是火電了（燒煤或者天然氣），這些能源，如果轉變成熱能，這是轉化效率最高的一種方式（所以我們如果用天然氣爐子做飯，比用電爐子做飯節能，因為能源轉換更直接），但除此以外，電能就是一種更有效的方式了。換句話說，這些能源如果先轉化成電能，再轉化成PHEV的動能，這裏麵的能量轉化效率，要大於汽油轉化成動能的效率，也就是說，用電更省能源。

其次，除了能源消耗以外，另一個指標就是二氧化碳排放量了。這個通過一係列的公式，就可以計算出來。

我們先來看，產生1度電排放出來的二氧化碳是多少。因為美國是混合能源發電（煤，氣，水電，風力，太陽能等等），因此我們得出的數字，是根據美國發電能源所占比例綜合計算出的一個數字（包括了建立發電站，能源燃燒等產生的所有二氧化碳）。這裏的數字是698g/kwh，也就是說，每產生1度電，要排放出 698克的二氧化碳。

我們再來看看1加侖汽油燃燒要排放出多少二氧化碳。數字是：8788g/gal，注意，這個隻是計算1加侖汽油排放出來的二氧化碳，事實上嚴格計算的話，就應該像計算電能一樣，要把開采石油，提煉，運輸等等所產生的二氧化碳量全算進去的，如果那樣的話，這個數字就要更大了。

但是汽油的加侖和電的度數，我們不能做等量計算，因此我們還要做進一步的換算。

先來看電池的蓄電能力（battery capacity)。既然這裏隻考慮電能，我們可以用現有的一些數據來計算。GM給出他們的volt的數據：一部電池，大概需要用掉16度的電來充滿整個電池。而考慮到充電電池壽命問題，電池在製造的時候，一般就設定了一個電池用電量百分比，也就是說，充電滿滿的電池，大約隻有50%的電量可以使用的。換句話說，真正用於變為動力的電能，也就是8度電左右。

好了，現在我們要看，這8度電到底能讓汽車跑多遠呢。還是GM給出的volt數據，這8度電，可以跑40mile左右。通過計算，我們可以得出，每英裏大概需要0.2度的電0.2kwh/mile。1度電現在大約是10美分左右，因此花費大約是2cents/mile

現在我們再來看看，跑1英裏，需要消耗多少汽油。這個數字大約是1加侖汽油可以讓汽車跑35英裏左右，也就是每英裏需要0.028加侖的汽油 0.028gal/mile（注：這裏的汽油和電量計算都有一個統一的標準）。1加侖汽油現在大約是2.1美元，因此花費大約是5.6cents /mile

好了，現在我們能夠計算出，每跑1英裏，純電車和純汽油車的二氧化碳排放量了。
這分別是：140g/mile和246g/mile(注意，這個純汽油車的二氧化碳排放還僅僅隻是計算了汽油的燃燒，如果把生產運輸等都算進去的話，這個二氧化碳排放量隻會更高）

好了，讓我們看看PHEV吧。這個是屬於油電混合的了。那麽，它的二氧化碳排放量，就應該是介於這兩者之間。但是，如果你每天的開車裏程隻有40英裏左右的話，那也就是說明，這輛車根本就不需要用到汽油。超過了這個裏程以後，PHEV就像其他的hybrid車一樣了。

我們現在用的數字，都是根據GMvolt得出的，而現在的電池技術不斷在改進，電池蓄能將會更多，跑的裏程也會更長（也就意味著汽車在這方麵更省油），而美國也在開始推廣可持續能源的發展，這也就意味著，風能，太陽能將會得到更多的利用，二氧化碳排放將會變得更低。混合動力型汽車，將會得到越來越多的關注。

這裏有幾篇不錯的文章：

http://www.spectrum.ieee.org/mar09/7928

http://spectrum.ieee.org/mar09/8068

http://spectrum.ieee.org/mar09/8409

所有跟帖： 

• Woth, get a life! Go back to 人在北美！這裏沒人喜歡你。你就省省吧！ -shadowpeak- ♀ (0 bytes) () 03/27/2009 postreply 21:43:52

• 嗬嗬，拜托你也不要一下子把所有人都代表了啊 -woth- ♀ (0 bytes) () 03/27/2009 postreply 21:47:49

• 真的很不好意思，您白省了，進來看看吧。 -殺雨- ♂ (93 bytes) () 03/27/2009 postreply 21:51:28

• 哈哈哈！Wonderful! -shadowpeak- ♀ (0 bytes) () 03/27/2009 postreply 21:54:19

• 嗬嗬，你從哪兒找的圖啊，還不錯，算是個幽默 -woth- ♀ (0 bytes) () 03/27/2009 postreply 22:00:42

• 沒比你更COOL的了 -蘇武牧狼- ♂ (25 bytes) () 03/28/2009 postreply 06:30:35

• "俺的皮卡比所有Hybrid都省電！" -1800800- ♂ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 07:59:06

• 其實hybrid是個省油不省錢的東東.俺不買 -iCall- ♂ (122 bytes) () 03/27/2009 postreply 23:22:19

• 說的不錯。省不省錢，其實和你的driving style有很大的關係 -woth- ♀ (705 bytes) () 03/28/2009 postreply 06:30:09

• 什麽時候出Hybrid焊馬呀?俺喜歡跟減肥肉一樣的產品. -iCall- ♂ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 08:54:04

• 嗬嗬，這我還真不知道 -woth- ♀ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 10:23:51

• 環保？未必！ -TBz- ♂ (636 bytes) () 03/27/2009 postreply 23:25:27

• 嚴重同意 -蘇武牧狼- ♂ (42 bytes) () 03/28/2009 postreply 06:21:32

• 歡迎一起來討論啊。其實你應該說，省錢？未必，環保？看條件 -woth- ♀ (2056 bytes) () 03/28/2009 postreply 07:00:09

• 有毛病，咋不去兵壇討論怎麽給航母省點油。 -殺雨- ♂ (104 bytes) () 03/28/2009 postreply 11:16:38

• 嗬嗬，做學問也好，做研究也好，這做出來的東西，到最後 -woth- ♀ (80 bytes) () 03/28/2009 postreply 11:49:58

• 我沒有那樣說, 我說的是"省錢，可能。環保，未必。" -TBz- ♂ (323 bytes) () 03/28/2009 postreply 22:36:02

• 太陽能環保?可是太陽能電池製造汙染大. 汽車電池也是 -iCall- ♂ (56 bytes) () 03/28/2009 postreply 08:39:10

• 那個，這個可不是想當然的說說的啊，可是得有很多數據才能 -woth- ♀ (235 bytes) () 03/28/2009 postreply 08:52:26

• 11馬力是個合理的數字 -cys254- ♂ (607 bytes) () 03/28/2009 postreply 09:43:58

• 這個說的很好，一定要頂一下 -woth- ♀ (303 bytes) () 03/28/2009 postreply 10:20:00

• 回複：11馬力連緊急躲避的能力都沒有，上路必死。 -殺雨- ♂ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 11:12:48

• 你有點混淆了。先不說這個數字是不是計算準確，這裏所說 -woth- ♀ (45 bytes) () 03/28/2009 postreply 11:46:37

• 同意你的思路，很有啟發 -TBz- ♂ (337 bytes) () 03/28/2009 postreply 23:06:05

• 回複：環保是肯定的， 核電會是終極能源 -autoking- ♂ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 17:52:05

• 沒見過這個吧？ BMW M3 vs. Toyota Prius mpg comparison -UberAlles- ♂ (144 bytes) () 03/28/2009 postreply 06:42:34