EV (BEV) vs PHEV vs FCEV vs Hybrid: Jaka jest różnica?

Pojazdy elektryczne są dostępne w wielu różnych smakach, od całkowicie elektrycznych pojazdów elektrycznych na baterie (BEV) po hybrydowe pojazdy benzynowo-elektryczne (HEV), z całą gamą wariantów. Niektóre pojazdy elektryczne wykorzystują nawet ogniwa paliwowe lub generatory benzynowe, które zapewniają energię elektryczną zamiast potężnych baterii akumulatorów.

Czynnikiem jednoczącym jest to, że każdy pojazd elektryczny zawiera silnik elektryczny do napędzania pojazdu, samodzielnie lub w połączeniu z silnikiem spalinowym (ICE) zależnym od benzyny. Podczas gdy wszystkie te pojazdy w taki czy inny sposób zużywają energię elektryczną, wyłącznie pojazdy elektryczne na baterie są czystymi pojazdami elektrycznymi.

Podstawowy podział

Krajobraz pojazdów elektrycznych może być trudny w nawigacji, ale możesz podzielić różne typy pojazdów elektrycznych na następujące podstawowe kategorie:

• EV/BEV: Akumulatorowe pojazdy elektryczne są pojazdami w pełni elektrycznymi, więc czasami są określane skrótem jako EV oprócz bardziej szczegółowego BEV. Ten typ pojazdu wykorzystuje akumulator jako źródło zasilania do napędzania silnika elektrycznego. Można je ładować powoli z gniazdka w domu lub szybko za pomocą stacji ładującej.
• HEV: Hybrydowe pojazdy elektryczne obejmują zarówno silnik elektryczny, jak i silnik spalinowy napędzany gazem. Istnieją różne wersje, ale większość z nich zaczyna od silnika elektrycznego, a następnie przechodzi na silnik gazowy. Standardowych pojazdów HEV nie można podłączyć do ładowania. Zamiast tego akumulatory są ładowane przez silnik gazowy i hamowanie rekuperacyjne podczas jazdy.
• PHEV: Pojazdy hybrydowe typu plug-in są odmianą hybrydowej elektryki, która Móc być podłączony do ładowania. Ta odmiana ma zwykle większy zasięg całkowicie elektryczny niż tradycyjna hybryda.
• EREV: Pojazdy elektryczne o zwiększonym zasięgu to hybrydy, które są zaprojektowane do pracy wyłącznie na silniku elektrycznym i nie zawierają tradycyjnego silnika spalinowego. Zamiast tego mają generator benzynowy, który może dostarczać energię elektryczną do akumulatorów i silnika elektrycznego, gdy jest to konieczne do zwiększenia ogólnego zasięgu.
• FCEV: Pojazdy elektryczne na ogniwa paliwowe różnią się od innych pojazdów elektrycznych. Zamiast baterii wielokrotnego ładowania wykorzystują ogniwa paliwowe, które wytwarzają energię elektryczną w reakcji między wodorem a tlenem. Trzeba je tankować na stacjach ładowania wodoru.

Pojazdy elektryczne (EV) i akumulatorowe pojazdy elektryczne (BEV)

Pojazdy elektryczne na baterie są czysto elektryczne. W przeciwieństwie do innych typów pojazdów elektrycznych, pojazdy BEV opierają się wyłącznie na zasilaniu bateryjnym. Pojazdy te nie mają silników spalinowych, nie mają rur wydechowych i podczas pracy emitują zerową emisję. Ponieważ nie ma silnika spalinowego, akumulator należy ładować, podłączając go do zasilania.

Możesz ładować BEV w domu lub na stacji ładującej, a jeśli wolisz, możesz również zainstalować stację ładującą w domu. Standardowe ładowanie, określane jako ładowanie poziomu 1, polega na podłączeniu BEV do zwykłego gniazdka elektrycznego. Zwykle zapewnia to około trzech do pięciu mil zasięgu na każdą godzinę, w której pojazd jest podłączony. Ładowanie na poziomie 2 wymaga stacji ładującej i jest nieco szybsze przy 10 do 20 milach zasięgu na godzinę ładowania.

Oprócz ładowania prądem przemiennym za pośrednictwem zwykłego gniazdka ściennego lub stacji ładującej, pojazdy BEV można również ładować na stacjach szybkiego ładowania DC. Po podłączeniu do stacji szybkiego ładowania DC, BEV może otrzymać około 80% naładowania w zaledwie 20 minut, w zależności od pojazdu.

Ponieważ pojazdy typu BEV muszą być podłączone do zasilania, a ładowanie może zająć dużo czasu bez stacji szybkiego ładowania, naturalne jest dbanie o zasięg. Zasięg BEV znacznie wzrósł w ostatnich latach, a niektórzy przejechali nawet 400 mil na jednym ładowaniu. Nawet najbardziej przystępne cenowo pojazdy typu BEV zapewniają za opłatą około 100 mil, dzięki czemu doskonale nadają się do jazdy po mieście i do umiarkowanych dojazdów. Dłuższe podróże mogą wymagać wcześniejszego planowania w zależności od zasięgu BEV, ale stacje ładowania są powszechnie dostępne w większości obszarów.

Hybrydowe pojazdy elektryczne (HEV)

Powodem, dla którego termin EV jest stosowany do pojazdów, które nie są, ściśle rzecz biorąc, pojazdami wyłącznie elektrycznymi, jest to, że hybrydy elektryczne jako pierwsze trafiły do ​​głównego nurtu. Te hybrydowe pojazdy elektryczne są bardzo podobne do tradycyjnych pojazdów napędzanych gazem z podobnym układem napędowym, z wyjątkiem tego, że zawierają zarówno silnik elektryczny, jak i silnik spalinowy (ICE).

Silnik elektryczny i ICE działają wspólnie, a obecność silnika elektrycznego zwykle pozwala, aby ICE był mniejszy niż w pojeździe nieelektrycznym.

Ogólnie rzecz biorąc, silnik elektryczny w HEV uruchamia się po pierwszym uruchomieniu pojazdu. Podczas początkowej eksploatacji silnik elektryczny zwykle korzysta z akumulatorów w pojeździe. Gdy silnik elektryczny nie jest już w stanie wytrzymać obciążenia, na przykład przy długotrwałym lub dużym przyspieszeniu, włącza się ICE. ICE może wtedy naładować akumulatory. W niektórych pojazdach HEV akumulatory można również ładować poprzez hamowanie regeneracyjne.

Gdy nie jest używany, silnik elektryczny w HEV zwykle pracuje na biegu wstecznym, skutecznie generując energię elektryczną do ładowania akumulatorów, zamiast wyciągać energię, aby ruszyć pojazdem. Może to skutecznie rozszerzyć zasięg HEV i pomóc zredukować emisje. Jednak HEV zazwyczaj nadal wytwarzają około dwóch trzecich emisji dwutlenku węgla w pojazdach, które opierają się wyłącznie na zasilanych gazem ICE.

Główną zaletą HEV jest wygoda. Z perspektywy kierowcy HEV nie różni się od pojazdu ICE. Nadal napełniasz go benzyną jak tradycyjny pojazd ICE, a część elektryczna odbywa się pod maską i poza zasięgiem wzroku bez udziału kierowcy. Minusem jest to, że nadal spalają paliwa kopalne i nadal generują znaczną ilość emisji dwutlenku węgla.

Hybrydy typu plug-in (PHEV): równoległe i szeregowe

Hybrydowe pojazdy elektryczne typu plug-in występują w dwóch wersjach: równoległej i szeregowej. Typ równoległy jest zwykle określany po prostu jako PHEV, podczas gdy odmiana seryjna może być określana jako pojazdy elektryczne o rozszerzonym zasięgu (EREV).

Różnica polega na tym, że standardowe PHEV zawierają silnik spalinowy, który jest mechanicznie połączony z układem napędowym, na przykład pojazd HEV lub standardowy pojazd ICE, podczas gdy pojazdy EREV mają generator benzynowy, który może dostarczać energię elektryczną do silnika elektrycznego i baterie.

Główną cechą identyfikacyjną pojazdów PHEV jest to, że, jak sama nazwa wskazuje, można je podłączyć tak samo, jak BEV. Poza tym są bardzo podobne do standardowych hybrydowych elektryków. Nadal mają zarówno silnik ICE, jak i silnik elektryczny, które mogą pracować zarówno razem, jak i osobno. Różnica polega na tym, że akumulator w PHEV jest zwykle znacznie większy, a PHEV są często zaprojektowane do pracy głównie na akumulatorze z włączonym ICE, aby zapewnić dodatkowy moment obrotowy i zasięg.

PHEV są określane jako równoległe, ponieważ silnik elektryczny i ICE pracują równolegle. Oba są mechanicznie połączone z układem napędowym, co pozwala ICE działać samodzielnie, silnik elektryczny działać samodzielnie lub pomagać jednemu drugiemu. Możesz myśleć o tym typie PHEV jako kombinacji pojazdu ICE i BEV, przy czym oba systemy mogą działać oddzielnie lub w zgodzie z drugim.

Niektóre PHEV są w stanie przejechać do 50 mil w trybie całkowicie elektrycznym bez użycia ICE, podczas gdy inni stale używają ICE w niewielkich ilościach, co uniemożliwia uniknięcie emisji dwutlenku węgla całkowicie.

Podobnie jak standardowe PHEV, EREV to hybrydy typu plug-in, które opierają się zarówno na zasilaniu bateryjnym, jak i paliwach kopalnych. Różnica polega na tym, że EREV są projektowane głównie jako pojazdy elektryczne i nie zawierają silnika spalinowego. Zamiast tego ten typ pojazdu ma generator zasilany gazem. Różnica polega na tym, że generator jest w stanie wytwarzać tylko energię elektryczną. Nie jest połączony mechanicznie z układem napędowym pojazdu.

EREV jest jak BEV z awaryjnym generatorem gazu. Pojazdy te są podłączone do ładowania, podobnie jak inne PHEV, i w większości przypadków działają na zasilaniu bateryjnym. Różnica polega na tym, że gdy moc się wyczerpie, generator gazu włączy się i prześle energię do silnika elektrycznego. Ewentualna dodatkowa energia elektryczna jest następnie wykorzystywana do ładowania akumulatorów.

Gdy EREV pracuje w trybie całkowicie elektrycznym, bez pracującego generatora gazu, nie wytwarzają rury wydechowej emisje, podobnie jak pojazdy typu BEV. Jednak wytwarzają emisje dwutlenku węgla, gdy generator gazu jest bieganie. Haczyk polega na tym, że zasięg całkowicie elektryczny zwykle osiąga około 80 mil, a niektóre modele zapewniają jeszcze mniej.

Pojazdy elektryczne z ogniwami paliwowymi

Technologia ogniw paliwowych jest intrygująca, ponieważ wytwarza energię elektryczną bez emisji dwutlenku węgla. Na przestrzeni lat istniało wiele różnych technologii ogniw paliwowych, ale wszystkie dostępne obecnie FCEV opierają się na reakcji między wodorem a tlenem. Ogniwa paliwowe są ładowane wodorem, który następnie reaguje z tlenem, aby w razie potrzeby wytwarzać energię elektryczną. Elektryczność zasila silnik elektryczny, podobnie jak baterie zasilają silniki elektryczne w pojazdach typu BEV, a jedynymi produktami ubocznymi są para wodna i ciepłe powietrze.

Ponieważ ogniwa paliwowe działają w oparciu o wodór, muszą być okresowo ładowane wodorem, podobnie jak w przypadku tankowania pojazdu ICE benzyną lub olejem napędowym. Różnica polega na tym, że chociaż stacje benzynowe są liczne, stacje paliw wodorowych można znaleźć tylko na niewielkiej garstce rynków w Kalifornii.

Ze względu na brak infrastruktury do tankowania wodoru, pojazdy FCEV są przydatne tylko w niektórych częściach Kalifornii. Nie nadają się na długie podróże, mimo że niektóre mają zasięg do 366 mil, ponieważ od najbliższej stacji benzynowej można przejechać tylko połowę całkowitego zasięgu.

Na przykład, jeśli mieszkasz w pobliżu stacji paliw w Los Angeles, nie możesz wybrać się na weekendową wycieczkę do Las Vegas. Chociaż dystans podróży około 240 mil może mieścić się w twoim zasięgu, nie będziesz w stanie zatankować paliwa przed powrotem do domu. Nawet jeśli Twój FCEV miałby zasięg 366 mil, w drodze powrotnej zabrakłoby Ci wodoru gdzieś na pustyni. Aby bezpiecznie odbyć tę samą podróż, BEV o dużym zasięgu może po prostu naładować się przed podróżą powrotną, podczas gdy BEV o mniejszym zasięgu może zatrzymywać się na stacjach ładowania po drodze.

Dlaczego istnieje tak wiele rodzajów pojazdów elektrycznych?

Technologia pojazdów elektrycznych istnieje od ponad 200 lat, ale dopiero w ciągu ostatnich kilku dekad wróciła do centrum uwagi i zaczęła szybko ewoluować.

Największymi przeszkodami były zawsze pojemność i zasięg akumulatora, a hybrydy zostały zaprojektowane jako sposób na mostowanie przepaść między nowymi technologiami akumulatorów na horyzoncie a ówczesnym zapotrzebowaniem konsumentów na energię elektryczną pojazdy.

Hybrydy plug-in również wypełniają tę samą niszę, wykorzystując akumulatory i silniki elektryczne, aby pomóc zmniejszyć emisję spalin bez faktycznego pozbycia się silnika spalinowego.

Jeśli ostatecznym celem są pojazdy o zerowej emisji, a niektóre stany już uchwaliły przepisy mające na celu osiągnięcie tego celu, ostatecznie drogą naprzód są wyłącznie elektryczne pojazdy typu BEV.

Niektóre wysokiej klasy pojazdy typu BEV już przewyższają wiele pojazdów PHEV i ICE pod względem zasięgu i osiągów, oraz postępy w technologiach akumulatorów i dalsza poprawa wydajności prawdopodobnie zatuszują tę lukę całkowicie.

Inne opcje o zerowej emisji, takie jak FCEV, stanowią kuszącą alternatywę, ale infrastruktura jest już mniej więcej gotowa do obsługi pojazdów typu BEV, podczas gdy FCEV pozostają eksperymentem na małą skalę.

Wszystkie warianty EV w skrócie

BEV	FCEV	HEV	PHEV	EREV
Sieć połączona (wtyczka)	tak	Nie	Nie	tak	tak
Źródło prądu	Baterie (ładowane w domu lub na stacjach ładowania)	Paliwo wodorowe (dostępne tylko na ograniczonych rynkach Kalifornii)	Przede wszystkim benzyna	Benzyna, akumulatory (ładowane w domu lub na stacjach ładowania)	Benzyna, akumulatory (ładowane w domu lub na stacjach ładowania)
Zawiera silnik spalinowy lub generator	Nie	Nie	tak	tak	tak
Emisje	Nic	Woda	0-50 funtów CO na 100 mil ^1	0-50 funtów CO na 100 mil ^1	0-50 funtów CO na 100 mil ^1
Zasięg całkowicie elektryczny	Do 400+ mil	Do 366 mil ^2	0-50 mil	10-50 mil	10-80 mil
Może działać w trybie całkowicie elektrycznym	tak	tak	^3	tak	tak
Hamowanie regeneracyjne?	tak	tak	^4	tak	tak
Pojemność baterii	16-100 kWh	10-17 kWh ^5	0,65 - 1,8 kWh	4,4 - 34 kWh	Do 32 kWh
Przedział cenowy	$30,000 - $187,000	$50,000 - $60,000	$23,000 - $200,000	$26,000 - $200,000	$40,000 - $50,000