知识物件上传表-能源知识库[007]

知識物件上傳表計畫名稱： 102 年度新及再生能源技術先期研發增程型電動車發電控制系統暨多類型電池儲能調控系統創新前瞻計畫上傳主題：增程型電動巴士介紹提報機構：財團法人車輛研究測試中心提報時間：102 年 8 月 1 日與計畫相關1.是2. 否國別1.國內2. 國外能源業務1.能源政策 (包含政策工具及碳交易、碳稅等) 2.石油及瓦斯3.電力及煤碳 (包含電力供應、輸配、煤炭、核能等) 4.新及再生能源5.節約能源 (包含工業、住商、運輸等部門) 6.其他能源領域1.能源總體政策與法規2.能源安全3.能源供需4.能源環境5.能源價格6.能源經濟7.能源科技8.能源產業9.能源措施10.能源推廣11.能源統計12.國際合作決策知識類別1.建言 (策略、政策、措施、法規) 2.評析 (先進技術或方法、策略、政策、措施、法規) 3.標竿及統計數據：技術或方法、產業、市場等趨勢分析4.其他：重點摘述電動車因具有低污染、零油耗、能源轉換效率高的優點，是車廠對應節能減碳所發展的重點策略之一，但電動車由於電池的體積、容量及充電時間等限制，導致續駛里程有限，且目前尚無法完全取代內燃機車輛。增程型電動車因搭載了引擎發電機模組，可即時補充電能，因此具有延伸電動車續航能力的效用，近年來吸引許多車廠積極投入相關研發，並將其視為解決電動車續航力問題的短期替代方案。本文將收集增程型電動車及產品技術現況，作為未來發展的參考。詳細說明一 增程型電動車簡介電動車輛的動力電池受到車內可攜帶空間及電池儲能能力所限，致使電動車輛行駛距離尚無法與傳統車輛相比。即使將車輛攜帶的電池數量倍增(如圖 1所示)而延長車輛的行駛距離，但在高速行駛下的風阻將造成電池需輸出的電量增加，仍不足以應付日常的行駛里程需求。如果再加上開啟空調，將會再大幅縮減續航力。因此，增程型電動車(Range Extended Electric Vehicle, REEV)的概念應運而生，在純電動車輛上搭載了引擎-發電機模組 (Genset)的增程器 (Range Extender)，於電池電量 (SOC)偏低時由引擎帶動發電機對電池充電，進而增加行駛續航力，將電動車續航力由目前的160 公里延伸至 450600公里不等。圖 1. 增程器可增加之續航力示意圖增程型電動車基本架構與市面上的油電混合車相似，同樣搭配有引擎和電動馬達，而最大的差異在於油電混合車的引擎功率高於馬達且可直接輸出動力給車輛，而增程型電動車則是搭配了小排氣量之引擎，且僅運作於最佳油耗表現點來帶動發電機對電池充電。近年來許多知名車廠 (GM、Audi、BMW 、Cadillas、Infiniti 、廣汽、 Benz、Opel等)積極投入相關研發，將其視為解決電動車續航力問題的短期替代方案。對於大型車輛 (如公車 )而言，純電動化後已對原先柴油引擎的汙染及油耗具有明顯改善，且其車身可容許攜帶大量電池，應為電動化後效益最顯著之車種，但其所攜帶之電池重量及價格亦會對車輛性能及成本造成衝擊，因此針對維持續航力和減輕重量及成本的目的，投入進行大型車輛專用增程型模組開發應用，可望達到更亮眼的能源使用效率表現。二 增程電動車輛實例簡介上海申沃客車於 2011年發表一款增程型的電動巴士(如圖 2)，基於電動車輛為城市公車的趨勢卻具有續航里程短及價格高昂的問題，發展出符合單次加油及充電後可行駛 300 公里規格的電動車輛，其系統架構及規格如圖3 及表一所示。圖 2 上海申沃插電增程型混和動力巴士圖 3 增程型電動巴士系統架構表一 增程型電動巴士系統規格一覽名稱參數驅動馬達額定功率 /峰值功率90kW / 135kW 額定扭矩 /峰值扭矩1380 Nm / 2070 Nm 冷卻方式強制水冷ISG 永磁同步發電機額定功率 /電壓50kW / 380V 額定轉速 /額定扭矩2000 rpm / 239Nm 冷卻方式水冷動力電池電池種類磷酸鋰鐵模組電壓 /容量25.6 V / 120Ah 總電壓 /容量512V / 120Ah 該車輛行駛時可依據輸出動力來源及配合模式，分為混合動力模式、插電式模式及純電動模式三種模式，其中插電式模式即為本文中所提及之增程模式。依據系統規格進行測試後，該電動巴士之性能規格如表二所示。表二 電動公交客車效能設計規格序號名稱參數1 最高車速 80km/h 2 加速性能(050Km/h) 25s 3 爬坡性能 % 12 4 最小轉彎直徑24m 5 最大制動距離 9m 6 混合动力模式下能耗 26L/100km 7. 均速行駛車內噪音 76dB(A) 8. 加速行駛車外噪音 82 dB(A) 圖 4 及圖 5 分別為該增程型電動巴士的電力轉換模組、混合動力系統及增程發電機模組，安裝於車輛後方，且發電機模組規格設計為50kW，用以同時輸出電力對電池充電和提供驅動馬達使用。圖 4 電力轉換系統 (上)及增程發電機系統 (下) 圖 5 增程發電機系統 (上)及驅動馬達 (下) 此一增程型電動巴士於實際路測結果顯示其最高車速可達94.5 km/hr，於50km/h 定速下純電模式可行駛約46.9km 。而整車能耗 (依據 GB/T19754-2005標準)在增程模式下可達到每100 公里使用 24.665L 柴油，平均每公升可行駛距離約為 4.05公里， 而在相同的測試標準下柴油公交車油耗約為每100公里使用 42L柴油，平均每公升可行駛距離約為2.38 公里，因此可改善油耗約3040%，實屬相當大的改善。三 結論增程型電動車輛於目前的技術發展趨勢中逐漸成為焦點，由於採用引擎和發電機等已成熟技術產品，因此其成本和設計門檻相對降低。若能妥善搭配電動車輛設計性能規格，可有效協助提升續航能力及整車能源使用效率，使電動車輛得以加速其量產化目標。註：1.請計畫執行單位上傳提供較具策略性的知識物件，不限計畫執行有關內容。2.請計畫執行單位每季更新與上傳一次，另有新增政策建議可隨時上傳。3.文字精要具體，量化數據盡量輔以圖表說明。