EV (BEV) vs PHEV vs FCEV vs hübriid: mis vahe on?

Elektrisõidukeid on väga erineva maitsega, alates täiselektriliste akudega elektrisõidukitest (BEV) kuni bensiiniga töötavate hübriid-elektrisõidukiteni (HEV), mille vahel on terve vikerkaar. Mõned elektrisõidukid toetuvad võimsate akupankade asemel isegi kütuseelementidele või bensiinigeneraatoritele.

Ühendav tegur on see, et igal elektrisõidukil on elektrimootor, mis juhib sõidukit kas üksi või koos bensiinipõhise sisepõlemismootoriga (ICE). Kuigi kõik need sõidukid kasutavad ühel või teisel viisil elektrit, on ainult akudega elektrisõidukid puhtad elektrisõidukid.

Põhiline jaotus

Elektrisõidukite maastikul võib olla raske navigeerida, kuid võite jagada erinevat tüüpi elektrisõidukid järgmisteks põhikategooriateks:

• EV/BEV: Akuga elektrisõidukid on puhtad elektrisõidukid, seetõttu on neid mõnikord lisaks spetsiifilisemale BEV-le ka lühendatud EV. Seda tüüpi sõidukid kasutavad elektrimootori käitamiseks toiteallikana laetavat akut. Neid saab laadida aeglaselt teie maja pistikupesast või kiiresti laadimisjaama abil.
• HEV: Hübriidelektrisõidukid sisaldavad nii elektrimootorit kui ka gaasiga töötavat sisepõlemismootorit. On olemas erinevaid versioone, kuid enamik neist käivitub elektrimootoriga ja lülitub seejärel gaasimootorile. Tavalisi HEV-sid ei saa laadimiseks ühendada. Selle asemel laadivad akusid sõidu ajal gaasimootor ja regeneratiivpidurdus.
• PHEV: Pistikühendusega hübriidsõidukid on hübriidelektriseadmete variatsioon, mis saab olema laadimiseks ühendatud. Sellel sordil on tavaliselt suurem täiselektriline ulatus kui traditsioonilisel hübriidil.
• EREV: Laiendatud sõiduulatusega elektrisõidukid on hübriidid, mis on loodud töötama täielikult elektrimootoriga ja mis ei sisalda traditsioonilist sisepõlemismootorit. Selle asemel on neil bensiinigeneraator, mis võib vajaduse korral varustada akusid ja elektrimootorit elektriga, et üldist ulatust laiendada.
• FCEV: Kütuseelemendiga elektrisõidukid erinevad teistest elektrisõidukitest. Taaslaetava aku asemel kasutavad nad kütuseelemente, mis toodavad elektrit vesiniku ja hapniku vahelise reaktsiooni kaudu. Neid tuleb tankida vesiniku laadimisjaamades.

Elektrisõidukid (EV) ja akuga elektrisõidukid (BEV)

Akuga elektrisõidukid on puhtalt elektrilised. Erinevalt teist tüüpi EV-dest sõltuvad BEV-id ainult akutoitest. Nendel sõidukitel ei ole sisepõlemismootoreid, väljalasketorusid ja need ei tekita töötamise ajal heitgaase. Kuna sisepõlemismootorit pole, tuleb akut laadida vooluvõrku ühendades.

BEV-i saate laadida kodus või laadimisjaamas ning soovi korral saate laadimisjaama ka koju paigaldada. Tavaline laadimine, mida nimetatakse 1. taseme laadimiseks, hõlmab BEV-i ühendamist tavalise pistikupessa. Tavaliselt tagab see umbes kolm kuni viis miili iga tunni kohta, mil sõiduk on ühendatud. 2. taseme laadimiseks on vaja laadimisjaama ja see on veidi kiirem, kui laadimisulatus on 10–20 miili tunnis.

Lisaks vahelduvvoolu laadimisele tavalise seinakontakti või laadimisjaama kaudu saab BEV-sid laadida ka alalisvoolu kiirlaadimisjaamades. Kui see on ühendatud alalisvoolu kiirlaadimisjaamaga, saab BEV olenevalt sõidukist umbes 80 protsenti laetud kõigest 20 minutiga.

Kuna BEV-d peavad olema ühendatud ja laadimine võib ilma kiirlaadimisjaamata kaua aega võtta, on loomulik, et muretsete leviulatuse pärast. BEV-i sõiduulatus on viimastel aastatel siiski palju suurenenud, mõned sõidavad ühe laadimisega kuni 400 miili. Isegi kõige taskukohasemad BEV-d läbivad umbes 100 miili tasu eest, mistõttu sobivad need hästi linnasõiduks ja mõõdukaks edasi-tagasi sõitmiseks. Pikemad reisid võivad sõltuvalt BEV-i ulatusest nõuda eelplaneerimist, kuid laadimisjaamad on enamikus piirkondades laialdaselt saadaval.

Hübriidelektrisõidukid (HEV)

Põhjus, miks mõistet EV kasutatakse sõidukite puhul, mis ei ole rangelt võttes puhtad elektrisõidukid, on see, et hübriidelektriautod jõudsid esimesena peavoolu. Need hübriidelektrisõidukid sarnanevad paljuski traditsiooniliste gaasimootoriga sõidukitega, millel on sarnane ajam, välja arvatud see, et need sisaldavad nii elektrimootorit kui ka sisepõlemismootorit (ICE).

Elektrimootor ja ICE töötavad koos ning elektrimootori olemasolu võimaldab tavaliselt ICE-l olla väiksem, kui see oleks mitteelektrilises sõidukis.

Üldiselt aktiveerub HEV elektrimootor sõiduki esmakordsel sisselülitamisel. Esmase töötamise ajal tõmbab elektrimootor tavaliselt sõidukis olevaid akusid. Kui elektrimootor ei suuda enam koormust taluda, näiteks pikaajalisel või tugeval kiirendusel, lööb ICE sisse. Seejärel saab ICE akusid laadida. Mõnes HEV-s saab akusid laadida ka regeneratiivpidurduse abil.

Kui seda ei kasutata, töötab HEV elektrimootor tavaliselt tagurpidi, genereerides tõhusalt elektrit akude laadimiseks, selle asemel, et sõiduki liigutamiseks toide välja tõmmata. See võib tõhusalt laiendada HEV sõiduulatust ja aidata vähendada heitkoguseid. Kuid HEV-d toodavad tavaliselt ikkagi umbes kaks kolmandikku ainult gaasimootoriga ICE-l töötavate sõidukite süsinikdioksiidi heitkogustest.

HEV-i peamine eelis on mugavus. Juhi vaatenurgast ei erine HEV ICE-sõidukist. Täidate selle ikkagi gaasiga nagu traditsioonilist ICE-sõidukit ja elektriline osa asub kapoti all ja silmist eemal, ilma juhipoolse sisendita. Negatiivne külg on see, et nad põletavad endiselt fossiilkütust ja tekitavad endiselt märkimisväärses koguses süsinikdioksiidi heitkoguseid.

Pistikhübriidid (PHEV): paralleelsed ja seeriad

Pistikühendusega hübriidelektrisõidukeid on kahes variandis: paralleelsed ja seeriaviisilised. Paralleelset tüüpi nimetatakse tavaliselt lihtsalt PHEV-ks, samas kui seeriavariatsiooni võib nimetada laiendatud sõiduulatusega elektrisõidukiteks (EREV).

Erinevus seisneb selles, et standardsed PHEV-id sisaldavad sisepõlemismootorit, mis on mehaaniliselt ühendatud jõuülekandega, näiteks HEV või tavaline ICE-sõiduk, samas kui EREV-idel on bensiinigeneraator, mis suudab varustada elektriga elektrimootorit ja patareid.

PHEV-de peamine identifitseerimisomadus on see, et neid saab, nagu nimigi ütleb, ühendada nagu BEV-sid. Vastasel juhul sarnanevad need tavalise hübriidelektriga. Neil on endiselt nii ICE kui ka elektrimootor, mis on võimelised töötama nii koos kui ka eraldi. Erinevus seisneb selles, et PHEV-i aku on tavaliselt palju suurem ja PHEV-id on sageli kavandatud töötama peamiselt akuga koos ICE-ga, et pakkuda täiendavat pöördemomenti ja ulatust.

PHEV-sid nimetatakse paralleelseteks, kuna elektrimootor ja ICE töötavad paralleelselt. Need on mõlemad ajamiga mehaaniliselt ühendatud, mis võimaldab ICE-l iseseisvalt töötada, elektrimootoril iseseisvalt töötada või ühel teisel abistada. Seda tüüpi PHEV-i võib mõelda kui ICE-sõiduki ja BEV-i kombinatsiooni, kusjuures mõlemad süsteemid on võimelised töötama eraldi või koos teisega.

Mõned PHEV-id on võimelised sõitma kuni 50 miili täiselektrilises režiimis ilma jääd kasutamata. teised kasutavad ICE-d pidevalt väikestes kogustes, mistõttu on süsinikuheite vältimine võimatu üldse.

Nagu tavalised PHEV-id, on EREV-id pistikhübriidid, mis toetuvad nii akutoitele kui ka fossiilkütustele. Erinevus seisneb selles, et EREVid on mõeldud peamiselt elektrisõidukiteks ja neil ei ole sisepõlemismootorit. Selle asemel on seda tüüpi sõidukitel gaasiga töötav generaator. Erinevus seisneb selles, et generaator on võimeline tootma ainult elektrit. See ei ole mehaaniliselt sõiduki jõuülekandega ühendatud.

EREV on nagu avarii gaasigeneraatoriga BEV. Need sõidukid on laadimiseks ühendatud, nagu ka teised PHEV-id, ja nad töötavad enamikul juhtudel akutoitel. Erinevus seisneb selles, et kui võimsus hakkab otsa saama, lööb gaasigeneraator sisse ja saadab toite elektrimootorile. Seejärel kasutatakse akude laadimiseks üleliigset elektrit.

Kui EREV töötab täiselektrilises režiimis ilma gaasigeneraatorita, ei tekita nad väljalasketoru heitgaasid, nagu ka BEV-d. Kuid need tekitavad süsinikdioksiidi heitkoguseid alati, kui gaasigeneraator on jooksmine. Konks on selles, et täiselektriline sõiduulatus ületab tavaliselt umbes 80 miili, mõned mudelid aga isegi vähem.

Kütuseelemendiga elektrisõidukid

Kütuseelemenditehnoloogia on intrigeeriv, sest see toodab elektrit ilma süsinikdioksiidi heitmeteta. Aastate jooksul on olnud mitmeid erinevaid kütuseelementide tehnoloogiaid, kuid tänapäeval saadaolevad FCEV-d sõltuvad kõik vesiniku ja hapniku vahelisest reaktsioonist. Kütuseelemendid on laetud vesinikuga, mis seejärel reageerib hapnikuga, et toota elektrit vastavalt vajadusele. Elekter toidab elektrimootorit, sarnaselt sellele, kuidas akud toidavad elektrimootoreid BEV-des, ja ainsad kõrvalsaadused on veeaur ja soe õhk.

Kuna kütuseelemendid sõltuvad töötamiseks vesinikust, tuleb neid perioodiliselt vesinikuga laadida sarnaselt sellele, kuidas ICE-sõidukit bensiini või diisliga tankida. Erinevus seisneb selles, et kuigi bensiinijaamu on palju, leidub vesiniku tanklaid Californias vaid vähestel turgudel.

Vesinikkütuse infrastruktuuri puudumise tõttu on FCEV-d kasulikud ainult California osades. Need ei sobi pikkadeks maanteesõitudeks, hoolimata asjaolust, et mõne sõiduulatus on kuni 366 miili, sest lähimast tanklast eemale saate kunagi sõita ainult poole oma kogu ulatusest.

Näiteks kui elasite Los Angelese tanklate lähedal, ei saanud te nädalavahetusel Las Vegasesse reisida. Kuigi umbes 240 miili pikkune vahemaa võib olla teie levialas, ei saa te enne koju suundumist kütust tankida. Isegi kui teie FCEV sõiduulatus oleks 366 miili, saaks teil tagasisõidul kuskil kõrbes vesinik otsa. Sama reisi ohutuks tegemiseks võiks pikamaa BEV enne tagasisõitu lihtsalt laadida, samas kui lühema vahemaa BEV võiks teel olles peatuda laadimisjaamades.

Miks on elektrisõidukeid nii palju tüüpe?

Elektrisõidukite tehnoloogia on olnud kasutusel üle 200 aasta, kuid see jõudis uuesti fookusesse ja hakkas kiiresti arenema viimase paarikümne aasta jooksul.

Suurimad komistuskivid olid alati aku mahutavus ja tööulatus ning hübriidid olid mõeldud sillaks lõhe uute silmapiiril olevate akutehnoloogiate ja tarbijate tollase elektrisoovi vahel sõidukid.

Sama niši täidavad ka pistikhübriidid, kasutades akusid ja elektrimootoreid, et aidata vähendada väljalasketoru heitgaase, ilma sisepõlemismootorist vabanemata.

Kui lõppeesmärk on heitmevabad sõidukid ja mõned osariigid on selle saavutamiseks juba vastu võtnud seadused, siis on puhtalt elektrilised BEV-d lõpuks tee edasi.

Mõned tipptasemel BEV-d edestavad juba sõiduulatuse ja jõudluse poolest paljusid PHEV-id ja ICE-sõidukeid ning akutehnoloogia edusammud ja tõhususe edasine paranemine tõenäoliselt kaotavad selle tühimiku üldse.

Muud saastevabad võimalused, nagu FCEV-d, pakuvad ahvatlevat alternatiivi, kuid infrastruktuur on BEV-de toetamiseks juba enam-vähem paigas, samas kui FCEV-d jäävad väikesemahuliseks katseks.

Kõik EV variatsioonid lühidalt

BEV	FCEV	HEV	PHEV	EREV
Võrku ühendatud (pistikprogramm)	Jah	Ei	Ei	Jah	Jah
Energiaallikas	Akud (laetakse kodus või laadimisjaamades)	Vesinikkütus (saadaval ainult piiratud California turgudel)	Eelkõige bensiin	Bensiin, akud (laetakse kodus või laadimisjaamades)	Bensiin, akud (laetakse kodus või laadimisjaamades)
Sisaldab sisepõlemismootorit või generaatorit	Ei	Ei	Jah	Jah	Jah
Heitmed	Mitte ühtegi	Vesi	0–50 naela CO 100 miili kohta ^1	0–50 naela CO 100 miili kohta ^1	0–50 naela CO 100 miili kohta ^1
Täiselektriline valik	Kuni 400+ miili	Kuni 366 miili ^2	0-50 miili	10-50 miili	10-80 miili
Võib töötada täiselektrilises režiimis	Jah	Jah	^3	Jah	Jah
Regeneratiivpidurdus?	Jah	Jah	^4	Jah	Jah
Aku mahutavus	16-100 kWh	10-17 kWh ^5	0,65 - 1,8 kWh	4,4 - 34 kWh	Kuni 32 kWh
Hinnavahemik	$30,000 - $187,000	$50,000 - $60,000	$23,000 - $200,000	$26,000 - $200,000	$40,000 - $50,000