Hybrid傷人？ 你所不知的「油電混合」內幕

由於成本高、零件也貴，Hybrid是專屬於「富人」的環保策略，世界第一大車廠賠本賣車，為的就是「先占先贏」，當消費者對豐田的Hybrid系統耳熟能詳時，它就贏了這場尚未開打的戰爭！


豐田汽車早在二十年前就開始了「電動車」的研究計畫，而在1997年推出首部「市售Hybrid」車款(第一代Prius)迄今，在全球已銷售出百萬輛以上的Hybrid車款，堪稱目前操作「油電混合」技術最成功的車廠。

挾「世界第一車廠」的龐大研發能量，豐田會選擇「油電混合/Hybrid」作為它次世代能源替代方案的設計，當然有其道理。

筆者所觸摸之處即為Hybrid的「高壓電線」，第一代系統為380伏特，第二代更提高至500伏特。

根據Toyota表示，一部四門房車大約要200匹馬力才能滿足性能迷的需求，但只有極少數的時間才能發揮作用，尤其在高速公路巡航時，通常只需要30∼40匹馬力就能維持車速；換句話說，大部分的時間引擎的燃燒室內都只是在浪費能源。

純電動車的缺點是「充電時間長」、「續航力低」，通常得花上7∼14小時進行充電，快速充電則可將時間縮短至30分鐘。但續航力通常在200公里以下，因此目前「純電動車」將以市區短途行駛為主。

油電混合車可以利用添加汽油來獲得動力，眾所周知，加油過程只需幾分鐘的時間，就又可讓汽車跑上個幾百公里，雖然成本較高，但這卻是Toyota堅持生產「油電混合車型」的主要原因。

完全不排放廢氣的「電動車」是最佳選擇，因為「電能轉電能」(即充電動作)的傳輸損耗是最小的，而來自「核能電廠」的電力也較為乾淨，不若火力發電仍有大量二氧化碳排放的疑慮。但由於續航力、充電時間過長，目前仍未能商品化。

Toyota目前不遺餘力推動「Hybrid商品化」，也是銷售成績最佳的車廠，剛剛推出的「Camry Hybrid」預計將掀起另一股銷售熱潮。

邊開邊充電
續航力與汽油無異

以目前全球銷量最大的Prius為例，台灣售價118萬元(檯面下約有十萬元的議價空間)仍以汽油為燃料，藉由增設的「電氣變速箱」將每公升汽油可行駛距離提高至23.3km/L(經濟部測試數據)的水準。

全球首部Hybrid商品

Prius歷史
1997 首度於日本上市
2000 該年八月進入北美市場(售價19,995美元、約台幣66萬元)
2001 贏得「美國最環保車輛」、「最佳工程結構設計」以及「2001年最佳引擎」等大獎

第一代Prius

2002 新年式車型新增定速、日間行駛安全燈、側邊氣囊及DVD衛星導航
2003 於紐約車展發表第二代車型迄今
2008 新車價格20,950美元、約台幣67.8萬元

第二代車型

藉著精巧的電氣迴路，同時控制「傳統內燃機」與「電動馬達」交替工作，使位於後車廂的「鎳氫充電電池/Ni-MH」獲得充電，有時利用引擎驅動車輛、有時則以電動車模式行駛。所以嚴格說起來，豐田的Hybrid系統並非「次世代能源」，它只可視為「次世代動力」，一個同時利用汽油與電力的驅動模式。

全然不同的「次世代燃料」應屬「燃料電池」，Hybrid嚴格來說只能算「次世代內燃機」。

燃料電池車沒有傳統內燃機的設計，利用電能推動馬達，是一部純電動車，所使用的燃料為「氫氣」，排放物則為可飲用的清水。

目前致力開發「燃料電池」的車廠包括通用汽車、BMW與Honda，不論動力輸出、續航力都令人滿意，但該系統的問題是「氫氣成本高昂」。目前「電解」氫氣所需成本，以及加總之後的二氧化碳排放量竟然比使用石化原料還高！所以如何更經濟地取得氫氣，是發展該系統車廠所需一併研究的問題。

不論是Hybrid或是「燃料電池」，消費者都必須多付錢去購買這些昂貴的系統，比起現行汽車，價格至少貴上2∼4倍，這意味著日後的交通成本將比現在高出許多。












不同的聲音
Hybrid系統的隱憂

本文標題叫做「Hybrid傷人」，除1.5升引擎排量卻要價百萬以上，十分傷荷包外，另外一個隱憂是「安全問題」。

為了提高效率，現行Prius的電池電壓已提高至273.6伏特(上一代車款為202V)，經過「增壓電路/Voltage-boosting Converter」將電壓提高至500伏特，再送至「逆變器/Inverter」將直流電轉換成「三相交流電」，藉以推動電動馬達(MG1、MG2)來驅動車輛。當車輛減速滑行時的「充電作用」也只是逆向而行的程序，路徑完全相同。

由於在急加速時同時有引擎與電動馬達的功率輸出，因此Hybrid的中低速性能均比同級車出色許多。即便是1.5升小排量，0∼100km/h加速也有十秒內的佳績。

「500V三相交流電」在意外事故發生時，會不會產生額外的危險？導致人沒被撞死反而先被電死的危機？

這狀況與「氣體放電式頭燈、HID」剛推出時所引起的疑慮相同，但由於安全電路的設計，這種意外發生的機率比逛街時被隕石K到的機率還低！

’08年式Prius內裝。它是全球第一款「市售Hybrid汽車」，銷售狀況極佳，在北美銷售候車期達六個月以上。

就像滿街跑的「瓦斯計程車」，也從未聽聞過因追撞事故導致瓦斯桶爆炸的道理一樣，設計之初，工程師即已考量最差的狀況，所以這倒是不必擔心。

由於有「EV/純電動行駛模式」，所有系統都必須能在電力供應下正常作動，包括空調、煞車甚至是「P」檔位也必須改成「電磁式設計」。

Hybrid系統內建500V高壓，在美國曾發生電擊致人傷亡的事件。
Hybrid系統較令人憂心的是台灣潮濕的環境與維修人員安全。在美國當地，就曾發生過因疏忽未關閉安全斷路開關，導致維修人員被Hybrid系統電擊身亡的不幸案例。











在台灣，有許多車是被「修」壞的，例如法系車或是美系車便是最大的受害者。由於不熟悉各國的設計，坊間修車廠技師往往會「硬幹」，導致小毛病修成大毛病，車主只好摸摸鼻子、自認倒楣。但Hybrid系統可就不一樣，萬一技師沒有依照安全程序，就可能發生電擊事件，這是Hybrid車系普及之後，可能發生的狀況。

而台灣潮濕甚至遇雨成災的氣候，也不禁令人替Hybrid的電氣系統捏把冷汗！

右側銀色蓋子即是「逆變器/Inverter」，它負責「AC轉DC對電池充電」以及「DC轉三相AC驅動馬達」的工作。

如同前文所言，Hybrid系統內建了「增壓電路」，用來將電壓提高至500V，而這些高壓電路大是裸露在車體外部的設計，因此在車輛涉水時，線路的「接頭防水性」與「線材絕緣性」就相當重要，否則也會出現漏電的狀況。

Hybrid車型變速箱體積龐大，它的體積幾乎與1.5升引擎相當。

位於行李廂內的「鎳氫電池」負責儲存動力，新一代的工作電壓為273.6伏特。

總之，Hybrid是有利於環境的好設計，但它也存在著「成本高」、「維修不易」以及「使用環境限制」的問題。在一片環保風潮中，讀者可別隨之起舞，因為在此我們已忠實告知新科技所可能產生的新問題。

在一片環保風潮中，讀者可別隨之起舞，跟著鄰居去買油電混合車型甚至是更昂貴的動力系統，雖然它們是未來的潮流，但我們仍得量力而為，在此我們已忠實告知各位新科技所可能產生的新問題。

工廠裝配「鎳氫電池」過程。由於必須新增蓄電系統，並將所有的系統改成電子化設計，Hybrid車型成本較一般汽油車型要高出許多，Toyota可說是賠本在銷售旗下的油電混合車款。

由於電壓高達500伏特，因此維修Hybrid車型一定得照安全規則，首先切斷供電開關，否則極可能發生電擊的工殤意外。

汽油與Hybrid動力比較表

從數據可以看出，Hybrid車款要重上許多，因為所有的系統通通得「電氣化」，原因是包括空調、煞車系統以及動力輔助轉向系統必須能在「電瓶供電」的狀態下維持正常作用。以「變頻式壓縮機」為例，它便與家中空調設計相同，而煞車總泵也改成馬達輔助，以因應沒有「引擎真空」輔助的問題。

另一個有趣的現象是「綜合功率」的出現，馬達具有「低速高扭力」的特性，而引擎的「高轉速高馬力」特性也依然存在。所以造成Camry 2.4 Hybrid的總馬力輸出並非兩者相加，而是會取一個187hp的折衷數值(Combined)。






台灣有在賣
目前台灣「唯二」販售的Hybrid車型通通是由「牛頭牌」所出品的車款，入門的Prius 1.5已經在全球銷售100萬輛以上！擁有每公升汽油可跑23.3km/L的超強性能。

另一款LSUV則是配置3.3升引擎(現行汽油車款為3.5升)的RX400h，14.8km/L的油耗雖不若同門小老弟那般出色，但對一部大型休旅車來說，這已經是非常難能可貴的表現了。

Toyota Prius

Lexus RX400h