EV (BEV) proti PHEV proti FCEV proti hibridu: v čem je razlika?

Električna vozila so na voljo v veliko različnih okusih, od električnih električnih vozil na baterije (BEV) do hibridno-električnih vozil (HEV), ki so odvisna od bencina, s celo mavrico variacij. Nekatera električna vozila se celo zanašajo na gorivne celice ali bencinske generatorje za zagotavljanje električne energije namesto zmogljivih baterij.

Združevalni dejavnik je, da vsako električno vozilo vključuje električni motor za pogon vozila, bodisi sam ali skupaj z motorjem z notranjim zgorevanjem (ICE), ki temelji na bencinu. Medtem ko vsa ta vozila na tak ali drugačen način uporabljajo električno energijo, so samo električna vozila na baterije čista EV.

Osnovna razčlenitev

Po pokrajini električnih vozil je lahko težko krmariti, vendar lahko različne vrste električnih vozil razdelite na te osnovne kategorije:

• EV/BEV: Baterijska električna vozila so povsem električna vozila, zato so včasih okrajšana kot EV poleg bolj specifičnega BEV. Ta vrsta vozila uporablja baterijo za ponovno polnjenje kot vir energije za pogon električnega motorja. Polnite jih lahko počasi iz vtičnice v vaši hiši ali hitro z uporabo polnilne postaje.
• HEV: Hibridna električna vozila vključujejo tako električni motor kot motor z notranjim zgorevanjem, ki deluje na plin. Obstajajo različne različice, vendar se večina od njih začne z električnim motorjem in nato preklopi na plinski motor. Standardnih HEV ni mogoče priključiti na polnjenje. Namesto tega baterije med vožnjo polnita plinski motor in regenerativno zaviranje.
• PHEV: Plug-in hibridna vozila so različica hibridne elektrike, ki lahko biti priključen na polnjenje. Ta sorta ima običajno večji povsem električni doseg kot tradicionalni hibrid.
• EREV: Električna vozila s podaljšanim dosegom so hibridi, ki so zasnovani tako, da v celoti delujejo na električni motor in ne vključujejo tradicionalnega motorja z notranjim zgorevanjem. Namesto tega imajo bencinski generator, ki lahko zagotovi električno energijo baterijam in elektromotorju, kadar je to potrebno za razširitev celotnega dosega.
• FCEV: Električna vozila na gorivne celice se razlikujejo od drugih električnih vozil. Namesto polnilne baterije uporabljajo gorivne celice, ki proizvajajo električno energijo z reakcijo med vodikom in kisikom. Točiti jih je treba na vodikovih polnilnicah.

Električna vozila (EV) in električna vozila na baterije (BEV)

Električna vozila na baterije so izključno električna. Za razliko od drugih vrst električnih vozil se BEV zanašajo samo na napajanje iz baterije. Ta vozila nimajo motorjev z notranjim zgorevanjem, nimajo izpušnih cevi in ​​med delovanjem ne proizvajajo emisij. Ker ni motorja z notranjim zgorevanjem, je treba baterijo napolniti tako, da jo priklopite.

BEV lahko napolnite doma ali na polnilni postaji, po želji pa imate lahko polnilno postajo nameščeno tudi doma. Standardno polnjenje, ki se imenuje polnjenje stopnje 1, vključuje priključitev BEV v običajno električno vtičnico. To običajno zagotavlja približno tri do pet milj dosega za vsako uro, ko je vozilo priključeno. Za polnjenje 2. stopnje je potrebna polnilna postaja in je nekoliko hitrejša pri dosegu od 10 do 20 milj na uro polnjenja.

Poleg AC polnjenja prek običajne stenske vtičnice ali polnilne postaje je mogoče BEV polniti tudi na enosmernih hitrih polnilnicah. Ko je priključen na postajo za hitro polnjenje DC, lahko BEV prejme približno 80-odstotno napolnjenost v samo 20 minutah, odvisno od vozila.

Ker je treba BEV-je priključiti in polnjenje lahko traja dolgo brez hitre polnilne postaje, je povsem naravno, da nas skrbi doseg. Kljub temu se je doseg BEV v zadnjih letih močno povečal, nekateri so z enim polnjenjem vozili tudi do 400 milj. Tudi najbolj cenovno dostopni BEV zagotavljajo približno 100 milj z polnjenjem, zaradi česar so zelo primerni za mestno vožnjo in zmerne vožnje. Daljša potovanja lahko zahtevajo nekaj predhodnega načrtovanja, odvisno od dosega BEV, vendar so polnilne postaje na večini območij široko dostopne.

Hibridna električna vozila (HEV)

Razlog, da se izraz EV uporablja za vozila, ki niso, strogo gledano, čista električna vozila, je ta, da je hibridna elektrika prva dosegla mainstream. Ta hibridna električna vozila so zelo podobna tradicionalnim vozilom na plin s podobnimi pogoni, le da vključujejo tako električni motor kot motor z notranjim zgorevanjem (ICE).

Elektromotor in ICE delujeta usklajeno, prisotnost elektromotorja pa običajno omogoča, da je ICE manjši, kot bi bil v neelektričnem vozilu.

Na splošno se električni motor v HEV aktivira, ko se vozilo prvič vklopi. Med prvim delovanjem elektromotor običajno črpa baterije v vozilu. Ko električni motor ne more več prenašati obremenitve, na primer pri dolgotrajnem ali močnem pospeševanju, se ICE vklopi. ICE lahko nato napolni baterije. V nekaterih HEV-jih je mogoče baterije polniti tudi z regenerativnim zaviranjem.

Ko ni v uporabi, bo električni motor v HEV-ju običajno deloval vzvratno in učinkovito proizvaja električno energijo za polnjenje baterij, namesto da bi črpal energijo za premikanje vozila. To lahko učinkovito razširi doseg HEV in pomaga zmanjšati emisije. Vendar pa HEV običajno še vedno proizvedejo približno dve tretjini emisij ogljika pri vozilih, ki se zanašajo samo na ICE na plin.

Glavna prednost HEV je udobje. Z vidika voznika se HEV ne razlikuje od vozila ICE. Še vedno ga napolnite s plinom kot tradicionalno vozilo z ledom, električni del pa poteka pod pokrovom in ni na vidiku brez voznikovega vložka. Slaba stran je, da še vedno kurijo fosilna goriva in še vedno proizvajajo veliko količino emisij ogljika.

Plug-in hibridi (PHEV): vzporedni in serijski

Plug-in hibridna električna vozila so na voljo v dveh različicah: vzporedni in serijski. Vzporedni tip se običajno imenuje samo PHEV, medtem ko serijsko različico lahko imenujemo električna vozila s podaljšanim dosegom (EREV).

Razlika je v tem, da standardni PHEV vključujejo motor z notranjim zgorevanjem, ki je mehansko povezan s pogonom, npr. HEV ali standardno vozilo ICE, medtem ko imajo EREV bencinski generator, ki lahko zagotavlja električno energijo za električni motor in baterije.

Glavna značilnost PHEV je, da jih je mogoče, kot pove že ime, priključiti tako kot BEV. Sicer pa so zelo podobni standardnim hibridnim elektrikam. Še vedno imajo tako ICE kot elektromotor, ki lahko delujeta tako skupaj kot ločeno. Razlika je v tem, da je baterija v PHEV-ju običajno veliko večja, PHEV-ji pa so pogosto zasnovani tako, da delujejo predvsem na baterijo, pri čemer se ICE vklopi, da zagotovi dodaten navor in doseg.

PHEV se imenujejo vzporedni, ker elektromotor in ICE delujeta vzporedno. Oba sta mehansko povezana s pogonom, kar omogoča, da ICE deluje sam, da elektromotor deluje sam ali da eden pomaga drugemu. To vrsto PHEV si lahko predstavljate kot kombinacijo vozila ICE in BEV, pri čemer oba sistema lahko delujeta ločeno ali v sozvočju z drugim.

Nekateri PHEV lahko tečejo do 50 milj v povsem električnem načinu brez uporabe ICE, medtem ko drugi nenehno uporabljajo ICE v majhnih količinah, zaradi česar se ni mogoče izogniti emisijam ogljika v celoti.

Tako kot standardni PHEV so tudi EREV priključni hibridi, ki se zanašajo tako na baterijo kot na fosilna goriva. Razlika je v tem, da so EREV zasnovani predvsem kot električna vozila in ne vključujejo motorja z notranjim zgorevanjem. Namesto tega ima ta vrsta vozila generator na plin. Razlika je v tem, da je generator sposoben proizvajati samo električno energijo. Ni mehansko povezan s pogonom vozila.

EREV je kot BEV z generatorjem plina v sili. Ta vozila so priključena na polnjenje, tako kot drugi PHEV, in v večini okoliščin delujejo na baterije. Razlika je v tem, da se pri nizki moči generator plina vklopi in pošlje moč električnemu motorju. Morebitna dodatna elektrika se nato porabi za polnjenje baterij.

Ko EREV deluje v povsem električnem načinu, brez delovanja plinskega generatorja, ne proizvaja izpušne cevi emisije, tako kot BEV. Vendar pa proizvajajo emisije ogljika, kadar koli je generator plina tek. Ulov je v tem, da povsem električni doseg običajno doseže največ 80 milj, nekateri modeli pa nudijo še manj.

Električna vozila z gorivnimi celicami

Tehnologija gorivnih celic je zanimiva, saj proizvaja električno energijo brez emisij ogljika. V preteklih letih je bilo na voljo več različnih tehnologij gorivnih celic, vendar se vsi FCEV, ki so na voljo danes, zanašajo na reakcijo med vodikom in kisikom. Gorivne celice so napolnjene z vodikom, ki nato reagira s kisikom in po potrebi proizvede električno energijo. Električna energija poganja električni motor, podobno kot baterije napajajo elektromotorje v BEV, edini stranski produkt pa sta vodna para in topel zrak.

Ker se gorivne celice za delovanje zanašajo na vodik, jih je treba občasno polniti z vodikom, podobno kot morate napolniti vozilo ICE z bencinom ali dizelskim gorivom. Razlika je v tem, da medtem ko je bencinskih črpalk v izobilju, so bencinske črpalke na vodik le na majhni pešci trga v Kaliforniji.

Zaradi pomanjkanja infrastrukture za oskrbo z vodikom so FCEV uporabni le v delih Kalifornije. Niso primerni za dolga cestna potovanja, kljub dejstvu, da imajo nekateri doseg do 366 milj, saj lahko od najbližje bencinske črpalke prepotujete le polovico celotnega dosega.

Na primer, če ste živeli v bližini bencinskih črpalk v Los Angelesu, se ne bi mogli odpraviti na potovanje ob koncu tedna v Las Vegas. Čeprav je potovalna razdalja približno 240 milj morda znotraj vašega dosega, ne boste mogli napolniti goriva, preden se odpravite domov. Tudi če bi imel vaš FCEV doseg 366 milj, bi vam na povratni poti nekje v puščavi zmanjkalo vodika. Da bi varno opravili isto pot, bi se lahko BEV dolgega dosega preprosto napolnil pred povratnim potovanjem, medtem ko bi se BEV krajšega dosega lahko ustavil na polnilnih postajah na poti.

Zakaj obstaja toliko vrst električnih vozil?

Tehnologija električnih vozil je prisotna že več kot 200 let, vendar se je vrnila v fokus in se začela hitro razvijati v zadnjih nekaj desetletjih.

Največji kamen spotike sta bila vedno zmogljivost baterije in doseg, hibridi pa so bili zasnovani kot način za premostitev vrzel med novimi tehnologijami baterij na obzorju in takratno željo potrošnikov po elektriki vozil.

Priključni hibridi prav tako zapolnjujejo isto nišo, pri čemer uporabljajo baterije in električne motorje, da pomagajo zmanjšati emisije iz izpušne cevi, ne da bi se dejansko znebili motorja z notranjim zgorevanjem.

Če so končni cilj vozila brez emisij in so nekatere države že sprejele zakone, ki so namenjeni doseganju tega, potem čisti električni BEV na koncu predstavljajo pot naprej.

Nekateri vrhunski BEV že prekašajo številna vozila PHEV in ICE v smislu dosega in zmogljivosti, in napredek baterijskih tehnologij in nadaljnje izboljšanje učinkovitosti bodo verjetno odpravili to vrzel v celoti.

Druge možnosti brez emisij, kot so FCEV, ponujajo privlačno alternativo, vendar je infrastruktura že bolj ali manj vzpostavljena za podporo BEV, medtem ko FCEV ostajajo poskus majhnega obsega.

Vse različice EV na prvi pogled

BEV	FCEV	HEV	PHEV	EREV
Mrežno povezano (vtičnik)	da	št	št	da	da
Vir energije	Baterije (napolnjene doma ali polnilne postaje)	Vodikovo gorivo (na voljo samo na omejenih trgih Kalifornije)	Predvsem bencin	Bencin, baterije (polni doma ali na polnilnih postajah)	Bencin, baterije (polni doma ali na polnilnih postajah)
Vključuje motor z notranjim zgorevanjem ali generator	št	št	da	da	da
Emisije	Nobena	Voda	0-50 lbs CO na 100 milj ^1	0-50 lbs CO na 100 milj ^1	0-50 lbs CO na 100 milj ^1
Popolnoma električni doseg	Do 400+ milj	Do 366 milj ^2	0-50 milj	10-50 milj	10-80 milj
Lahko deluje v popolnoma električnem načinu	da	da	^3	da	da
Regenerativno zaviranje?	da	da	^4	da	da
Zmogljivost baterije	16-100 kWh	10-17 kWh ^5	0,65 - 1,8 kWh	4,4 - 34 kWh	Do 32 kWh
Cenovni razpon	$30,000 - $187,000	$50,000 - $60,000	$23,000 - $200,000	$26,000 - $200,000	$40,000 - $50,000