邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的? 〔廣編特輯〕 由於全球氣候變遷因素,歐洲各國均決定在 2030 年開始禁售燃油動力汽車,並逐步轉型為電動車,在這樣的能源轉型浪潮之下,電動車的需求便應運而生。

然而就目前市場狀況來看,電動車成本仍然居高不下,且充電站與許多相關技術尚未完全普及,與之相較,混合動力的 Hybrid 油電車(HEV)就成為消費者較經濟且節能的選擇,不僅環保,同時在油耗表現上也更具優勢。

本次我們聚焦在 Hybrid 油電混合車的各項配備,帶大家從環保、節能、安全三個方向了解各項性能與技術。值得一提的是,為了因應節能減碳的終極目標,知名車廠 Hyundai 多年來努力開發新世代能源技術,已實現並付諸量產的就屬 IONIQ,不僅有著市場現階段接受度最高的 Hybrid 油電複合車型,還推出 Plug-in Hybrid 插電式複合動力以及 EV 純電車型,一舉滿足不同市場消費者的使用需求。

從西歐的銷售數字來看,IONIQ 也交出了亮眼的成績單,2017 年度 IONIQ HEV、EV、PHEV 三種動力車型的銷售總數為 21,977 輛,大幅超越 Toyota Prius 的 13,630 輛,這也不禁令人好奇 IONIQ 是如何在歐陸打造出令人稱羨的好口碑?

2030 禁燃油車的時代趨勢

在燃油車未來將走入歷史的趨勢下,電動車(Electric Vehicle,EV)以及油電車(Hybrid Electric Vehicle,HEV)順應成為車市中的新寵兒,其實油電車開始走入大眾化市場的歷史已有十年以上,無論在動力銜接、節能表現上都有相當出色的性能,在燃油車轉換為電動車的陣痛期中,Hybrid 油電車亦相當適合作為消費者中庸的選擇。

若論及市面上的 Hybrid 油電車款,其中最值得一提的當屬 Hyundai 現代汽車推出的 IONIQ,主要原因是因為 IONIQ 在同級車種中搭載了最多的科技配備與主被動安全系統,非常適合用作解說 Hybrid 油電車的相關技術。以下筆者就以 Hyundai IONIQ 為範例逐項介紹,就 Hybrid 油電混合車的動力、低耗能、主被動安全系統方面來一一解析。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的? ▲在不遠的將來,燃油汽車將逐步停售,在燃油車轉換為電動車的時期,Hybrid 油電混合車就成為消費者居中的絕佳選擇。

Hybrid 油電車代表作:Hyundai IONIQ

為何說 Hyundai IONIQ 是最具代表性的 Hybrid 油電混合車呢?除了曾獲英國媒體油電車組年度風雲車的殊榮外,亦曾獲得 2016「德國 Reddot 紅點設計大獎」、「美國 Good Design 設計獎」以及「美國 Green Good Design 設計獎」、2017「女性世界年度綠能車」與「女性世界風雲車」 。在動力系統方面,Hyundai IONIQ 具備同級車最高的 141ps 綜效馬力,同時也是唯一採用六速雙離合器的油電車款,主被動安全科技配備上亦極具誠意,搭載智慧型輔助駕駛系統 SCC、AEB,並按照歐洲最高安全標準打造,全車體車架採用 53.5% AHSS 先進高剛性鋼材,如此高規格的安全配備,亦使得 Hyundai IONIQ 獲得 EURO NCAP 的安全肯定。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲IONIQ 在撞擊測試方面獲得 EURO NCAP 的安全肯定(圖片來源:euroncap.com)

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲Hyundai IONIQ 曾獲 2017 年度女性世界風雲車,其搭載的各項安全配備亦獲得 EURO NCAP 的安全肯定。

高效能 HEV 動力核心:Atkinson 阿特金森引擎

有別於一般的四行程汽油動力載具都採用奧圖循環(Otto-Cycle),Hyundai IONIQ 特別採用了阿特金森循環(Atkinson-Cycle)引擎,目的是為了達到更好的節能效果。其實阿特金森引擎早在 1882 年就已經推出,其原理是延遲進氣閥門關閉的時間,讓進氣時間得以延長,增加汽缸內的膨脹比,使得燃油效率能較奧圖循環引擎更有效地提升,進而達到更理想的熱效率,同時也能夠節約油耗、減少爆震。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲採用阿特金森循環的引擎具備更好的節能與油耗表現,搭配電動馬達彌補低轉速域的扭力,堪稱油電混合動力的最佳選擇。

既然阿特金森引擎好處多多,那為何目前主流的燃油動力載具仍是以四行程奧圖循環引擎為主呢?雖說阿特金森表現較為省油節能,但在引擎低轉速時扭力較差,同時在高轉速時馬力亦不及一般引擎。不過這項缺點卻在油電車身上獲得改善,電動馬達的瞬間高扭力特性可彌補阿特金森引擎在低轉速時的動力表現,而在高轉速域的表現上亦可採用引擎與馬達同時輸出的動力模式,彌補高轉速的馬力表現。雖然說阿特金森引擎並不算是十分嶄新的科技,但透過油電混合動力的絕佳搭配,可使得阿特金森引擎具備出色的動力表現,同時擁有優秀的節能與省油功效。

以環保節能為訴求

除此之外,Hyundai IONIQ 採用的 Kappa 1.6 GDI 引擎採用六速雙離合變速箱(DCT,Dual-Clutch Transmission),以及 CSC 控制乾式離合器。一般的油電混合車大多採 CVT 無段變速系統,在動力銜接上的耗損也較大,與之相較,Hyundai IONIQ 是同級車中唯一採用六速雙離合器的車款,在純電模式(EV)以及油電混合模式(HEV)間可更順暢的切換動力傳輸,動力隨傳隨到,節能又不失動能,不僅操作反應靈敏,更可帶來豐沛的動力表現。此外 Kappa 1.6 GDI 引擎亦具備多種節能配備:GDI 燃油噴射系統」可提供最大 200 bar 的燃油噴射系統並提升燃燒效率、EGR 系統」可降低再循環廢氣的溫度,改善震爆還能提升燃油效率、OCV 整合進氣 CVVT」則是在進氣側安裝 OCV 整合制動器,亦可提供更好的燃油效率。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲Hyundai IONIQ 採用六速雙離合器變速箱,相較一般同級車款 CVT 無段變速,在動力銜接上能帶給駕駛者媲美汽油車的操駕感受。

240V 高壓鋰電池動力系統

除了燃油引擎之外,HEV 的第二重點就在電動效能上,以 Hyundai IONIQ 為例,其採用 43.5 ps 電動馬達以及 240V 高壓電池,轉速最高達到 6,000 rpm,扭力則達到 17.25 kgm。值得一提的是 Hyundai IONIQ 採用的是鋰電池,相較一般油電車所採用的鎳氫電池,具備輕量、高能源密度、體積較輕巧的優勢,同時亦沒有鎳氫電池的記憶效應,堪稱相當理想的 HEV 電池動力來源,同時售後服務亦領先同級,電池採八年不限里程保固,對消費者亦更有保障

Hyundai IONIQ 配備的鋰電池具備 6.5Ah 以及 42kW 的輸出,而更出色的是,2018 新年式優化原本鉛酸蓄電瓶,轉而採用鋰電池所組成的鋰電瓶,因電瓶材質改變,縮小其體積,進而可將電瓶位置移至後座底下,因此創造出更大的行李空間!如此優異的表現和汽油車款幾乎沒有差異,尤其是傳統油電車電池會占據行李箱空間的狀況也已不復存在。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲2018 新年式 IONIQ 為了讓電瓶體積輕量化,配備同級較高標準的 240V 高壓鋰電池,不只沒有犧牲掉後車廂的功能性,反倒增加了更多置物空間!

BMS 主動電池平衡管理系統

只要是具備電動動力的載具,無論是 Hybrid 油電混合動力的環保節能車款(HEV),或是全時電力驅動的電動車(EV),最終都須面對的課題就是電池的充、放電的管理與維護,Hyundai IONIQ 採用的「主動電池平衡管理系統」(BMS,Battery Management System),內部總共具備 64 個平衡繼電器,可將過度充電的電池放電,並達到與最低電壓電池相同的電壓,進而使得電池平衡,並將電池電壓差異控制在 2% 以內,以確保電池動力的完整性與安全性。

主被動安全系統

身為獲得 EURO NCAP 安全肯定的車款,Hyundai IONIQ 在主被動安全上亦不馬虎,共具備九大主被動安全配備,分別是 IONIQ 同級車獨家的 AEB 自動緊急煞車輔助系統、SCC 主動智慧巡航系統、LKAS 車道偏離輔助系統、VSM 整合式車身動態管理系統、HAC 上坡起步輔助系統、BOS 煞車優先系統、7 具 SRS 輔助氣囊、車體車架 53.5% 採用 AHSS 先進高剛性鋼材、並具備 ISO-FIX 後座兒童安全座椅固定扣等。

其中最值得一提的是 Hyundai IONIQ 獨家具備的「AEB 自動緊急煞車輔助系統」!它是一種主動緊急煞車輔助系統,可針對道路上的突發狀況,判別有碰撞的可能性時將主動提供煞車,這在台灣多變的路況中更可以提供即時安全性,並保障駕駛人安全。而在車道偏離系統上,LDWS 車道偏離警示系統可在車輛速度高於 60km/h 時自動啟動,並結合感測器和雷達與 AEB 協同運作。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲「AEB?自動緊急煞車輔助系統」可針對道路上的突發狀況,判別有碰撞的可能性時將主動提供煞車。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲「LDWS?車道偏離輔助系統」亦可提升駕駛人在中長途旅程下的安全性。

SCC 主動智慧巡航系統

定速巡航系統方面,Hyundai IONIQ 配備的「SCC 主動智慧巡航系統」可提供智慧定速巡航控制,主動調整前車距離,可降低長途駕駛的疲勞感,即便駕駛者不踩下油門踏板也可以維持恆定速度,亦可在時速 10km/h 以上啟動偵測前車動態並調整速度,進而保持安全距離。概括來說,Hyundai IONIQ 是同級車款中極其少見同時配備 SCC 主動智慧巡航系統以及 AEB 自動緊急煞車輔助系統的車款,安全性亦獲得各項國外安全測試的高等級評價。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲「SCC 主動智慧巡航系統」可偵測前車車距,並提供進一步的定速巡航控制。

Hyundai IONIQ 內部具備的行車雷達以及相機鏡頭可提供行車電腦準確的識別目標對象,才可以具有 AEB 自動緊急煞車輔助系統、SCC 主動智慧巡航系統,駕駛者也可在 ECU 行車電腦設定 AEB 開關操作以及三個階段的 FCW 距離控制,並可做三個階段的調整(提早、正常、延遲)。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲車身有高達?53.5% 的比例採用 AHSS 先進高剛性鋼材。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?▲採用 7 具 SRS 輔助氣囊,可為駕駛及乘客提供安全保障。

2018 年式 IONIQ 全新登場

Hyundai 2018 新年式 IONIQ 身上加入了諸多領先同級的配備,延續 Kappa 1.6 GDI 缸內直噴引擎,搭配電動馬達最高輸出可達到 141ps 綜效馬力,並升級為鋰電瓶設計,除了在安全性與充放電效能上更加出色,亦創造出更完整的車廂空間,便利性倍增!除此之外,還加入了「一鍵回充」的功能,在車輛沒電時,可按鈕將車輛的電力喚醒以發動汽車。

邁向高效、低污染的綠能未來!Hybrid 油電車是如何辦到的?

在電動車的趨勢之下,這些 Hybrid 油電車技術可以讓一般消費者以較經濟的價格入手一台低耗能、油耗佳、較環保的油電混合車,而針對新購入的車主,Hyundai 亦祭出「限時限量」的優惠方案,2018 年 3 月起購車即贈送 4G 車聯網多媒體影音主機(市價 60,000 元),贈完為止。想了解更多購車優惠資訊,可以造訪 Hyundai 汽車台灣官方網站或親臨展示中心一探究竟。

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