电动及混合动力汽车引发的油耗换算问题

Neolandscaper — Thu, 21 Jan 2010 01:31:41 +0000

通用汽车在去年新闻发布会上宣称今年年底正式投产的Chevy Volt, 燃油经济性可以达到230mpg（每加仑汽油可以跑230英里）。但230mpg这个惊人的数字，激起了公众对于电动和混合动力汽车燃油经济性的讨论。现在，混合动力车和电动车已经越来越受欢迎，因此制定一个适用于电动/混合动力车的油耗（更确切地说是能耗）标准以便消费者们参考和比较越发显得必要。但据报道目前相关的工作仍在研究当中。

首先来了解一下传统内燃机的油耗度量：

1. 传统内燃汽车的油耗量度单位：

量度传统内燃机汽车的油耗，主要有燃油消耗率和燃油经济性两种度量。前者直观地反映汽车的油耗大小，采用米制单位L/100km（升/100千米，每跑100km需要消耗多少升油），数字越低越省油，是国人所熟悉的；后者与前者互为倒数，通常以美/英制单位mpg（英里/加仑，每加仑燃油能跑多少英里路）见于媒体，数字越高越省油，为美英常用（注意美加仑和英加仑大小不一样，所反映的油耗数字也不一样）。

2. 燃油消耗率和燃油经济性的换算

mpg常见于媒体，经常需要将其转化为我们熟悉的单位L/100km。注意，mpg是油耗的倒数，能让人产生错觉：若mpg表现增加20%，表示同样多的油能行走120%的路，但这并不意味着油耗下降20%，实际油耗表现应是1/120%=83.3%，即较原来下降16.7%。

对于L/100km和美制mpg的换算，近似有：

・L/100km=235.2/mpg,

（例如,对于30mpg，有30mpg= 235.2/30=7.84L/100km）；

【另据汽车油耗的标准及技术法规的现状与发展”p32，由于美国和欧洲（中国）的油耗测算规程不同，因此两种油耗值的互相转换还需要多加上一个系数0.86，于是L/100km=235.2/0.86/mpg，（这样的话有30mpg=235.2/0.86/30=9.16L/100km）。】

有了油耗单位的基本概念，下面是对混合动力/电动汽车的油耗问题的简略介绍：

3. 混合动力/电动汽车的油耗计算问题

和传统的内燃机汽车不同，电动汽车不消耗燃油，而混合动力汽车的油耗（能耗）计算问题，因涉及到动力转换，似乎更麻烦一些。

对于电力驱动的部分，最直接度量能耗的单位应该是：kw*h/100km（千瓦时/100千米，即每跑100公里消耗的多少“度”电能）。

但是，电动/混合动力汽车往往只是在一定行驶里程内使用电力驱动，超出一定距离，电池电能耗尽，内燃机必须开动汽车才能继续行走；而且就算在电力充足的情况下，当有迅猛加速、上陡坡或其它要求时，内燃机往往也会介入（就是说此时车子也并不是纯电力驱动的）。

另一方面，人们开了100多年的内燃机车，对于kw*h/100km这样的电耗单位，总是想将其换算为更为熟悉的“油耗”，心里才更有谱。

于是与L/100km和mpg相对应，分别就有了燃油消耗率当量L/100km-e和燃油经济性当量mpg-e这两种单位。其实质是，综合混合动力汽车行驶过程中的各种能耗（不管是电能、汽油、柴油、生物油或太阳能等等），再与汽油的能量密度（34.2Mj/L每升汽油约34.2兆焦，129.4Mj/gal每加仑约129.4兆焦）相比进行折算，得出油耗当量。在假设纯电力驱动的情况下，近似有：

・ L/100km-e=0.095/（km/kw*h)；

・ mpg-e=0.045/(kw*h/km)；

例如，通用宣称Chevy Volt在40英里电池行程范围内的燃油经济性为230mpg，那么其实际电耗功率约是（129.4/3.6）kw*h /（230×1.609）km=0.097kw*h/km，换算燃油消耗率当量就约为1.02L/100km-e。

如果超出了纯电能行驶里程，就必须考虑其它动力的能量消耗，油耗当量就会发生改变。（但对于Chevy Volt这样的电动车，即使以0.1度电每公里计，跑60公里6度电，的确比加油便宜多了。）

4. 电动/混合动力汽车的能耗标准

就如普通汽车油耗计算市区/市郊的油耗标准要综合不同模拟交通状态的行驶区间后得出（可参见wikipedia: Fuel economy statistics或前文提到的“汽车油耗的标准及技术法规的现状与发展”），制定电动/混合动力汽车的能耗标准也是一个相对复杂的过程，目前各国还在积极研究当中。

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后记：在节能减排的大趋势下，个人交通工具能源利用效率不断提高。但公共交通相比，还是后者要节能和环境友好得多。我们鼓励优先使用公共交通。下篇内容将涉及最近热议的一种公共交通——高速铁路。

通用：230mpg的Chevy Volt

Neolandscaper — Sat, 05 Sep 2009 07:49:17 +0000

步履维艰的汽车工业巨人，昔日的汽车行业老大——通用，最近召开新闻发布会更新了他们将要推出的混合动力汽车Chevy Volt的数据。通用汽车声称，即将在2010年年底推出市场的Chevy Volt，燃油经济性比之前透露的更为进步，每加仑汽油驾乘英里数，可望能达到创纪录的230mpg。

发言人Henderson说，“通用自信，一旦我们能把这辆燃油经济性达三维数的新车推向市场，我们就能改变整个轿车市场的走向。”

经济燃油性mpg达到三维数字的家庭电力轿车，即能够直接接入普通家庭电网充电的电动车（plug-in electric car)，其实已开始出现在市场上露面。Teslsa-roadster以高达$10,900美元的基本售价开卖。

Telsa-roaster

通用汽车经历了破产、重组后，目前由美国财政部掌握其60%的股权，加拿大政府掌握11%。Chevy Volt是由美国环境总署EPA牵头、起草的一个项目，对于今后通用汽车能否起死回生，重要性不言而喻。而在经济如此拮据的情况下，还要连连为Chevy Volt召开新闻发布会，未售卖先炒作，也足见通用汽车的确对他们的这款混合动力汽车寄予很高的期望。

其实，与其说Chevy Volt是一款混合动力汽车，不如说是一款家庭电动车来的贴切。与一般的混合动力（hybrid)驱动不同，Chevy Volt的驱动力直接并且仅来自电机，单独靠电池每充一次电可以行使40英里，这是所谓的电池里程（electric range)。而驾驶超出这40英里后，电池电力消耗殆尽时，汽车的内燃机就开始燃烧汽油工作——但不直接驱动汽车，而是对蓄电池充电，还是以电力的方式驱动车轮。230mpg的经济燃油性，是经过换算的，直接以电作能耗量度的话，Chevy Volt的能耗性能为25Kw・h/100m，即每走100英里需电量25千瓦时，也就是每100英里25度电。

作为将在2010年年底发布的通用第一代电力轿车，Chevy Volt价格不菲，预计索要4万美元，相当于中高级豪华轿车的价格。但只要计算一下，以美国芝加哥地区每度电高峰期为5美分计，Chevy Volt的经济性就非常明显了。而且，三位数的燃油经济性数字，令此车还有望获得联邦政府每辆7千5百美元的优惠补贴。