Är plug-in-hybrider bättre än vanliga hybrider?

Bildgalleri: Plug-in hybridbilar 2010 Fisker Karma är ett plug-in hybridfordon. Se fler bilder på plug-in hybridbilar. Med tillstånd av Fisker Automotive

Trycket för mer miljövänliga och bränsleeffektiva fordon driver ständigt ingenjörer att utvärdera fordonstekniken och komma med det mest effektiva sättet att bilar ska fungera på. Hybridfordon är redan en vanlig form av transport, med fler och fler hybridfordonsmodeller som läggs till varje år. Vissa nyare modeller blir kraftfullare, men på bekostnad av bränsleeffektivitet. Så vad är nästa steg? Hur planerar tillverkarna att producera ännu bättre bränsleeffektivitet?

Många bilföretag ser till plug-in-hybrider som nästa steg i hybridfordonstekniken, och faktiskt har de varit i fokus för många bilföretag som Toyota och General Motors under de senaste åren. En plug-in hybrid är exakt hur det låter som: ett hybridfordon som laddar sina batterier genom att anslutas till en elektrisk källa. Till skillnad från traditionella hybrider använder dock plug-in-hybrider batterier som sin primära kraftkälla.

I plug-in hybrider driver batterier en elmotor som används i stället för en motor för att flytta bilen. Plug-ins har bensinmotorer, även om de är mycket mindre än en typisk hybridmotor och används bara för att ladda fordonets batteri när dess kraft är tom. På grund av deras beroende av batterier kallas dessa fordon ofta plug-in hybrid elektriska fordon, eller PHEVs. Men är plug-in hybridfordon bättre än de typiska hybridbilarna på vägen idag eller är de bara en annan form av bränsleeffektivitet?

På de kommande sidorna jämför vi dessa två typer av fordon över tre huvudkategorier för att visa några av fördelarna med PHEV: er jämfört med standardhybrider. Vi kommer att ta hänsyn till bekvämligheten och miljöpåverkan, samt driftskostnaderna för att köpa och underhålla var och en.

Låt oss först titta på några av de faktorer som går in i driftskostnaderna för varje typ av hybrid på nästa sida.

Innehåll

1. Driftskostnader för plug-ins och hybrider
2. Miljöpåverkan av plug-ins och hybrider
3. Bekvämlighet med plug-ins och hybrider

Toyota Prius plug-in hybrid demonstrationsprogram fordon med tillstånd av Toyota

Liksom vilken ny teknik som helst, är kostnaderna vanligtvis högre till en början och går sedan långsamt ner över tiden. Plug-in hybridfordon är inget undantag. Även om PHEV: er redan har all den befintliga tekniken som de behöver för att massproduceras och säljas, är en huvudfaktor att de blir dyrare än traditionella hybrider: batterierna.

Det finns två typer av batterier som vanligtvis används för standard- och plug-in-hybrider: nickel-metallhydrid (NiMH) och litium-ion (Li-ion). Li-ion, är de mest effektiva och kan hålla mer el, men de är också de dyraste. Många hybrider, som Toyota Prius och Honda Insight, använder nickel-metallhydridbatterier på grund av deras laddningskapacitet och kostnadseffektivitet. Även om dessa populära hybrider båda använder NiMH-batterier nu, kommer Toyotas Prius 2012 att vara en plug-in-hybrid med Li-ion-batterier [källa: Borroz].

Med plug-in hybrider går bilens pris upp eftersom det finns fler batterier i fordonet än i en traditionell hybrid. En kompakt PHEV ur lådan kommer att kosta cirka 10 till 20 procent mer än en vanlig hybrid. Till exempel kommer en sedan att kosta cirka $ 2 000 eller $ 3 000 mer och en SUV kommer att kosta cirka $ 5 000 mer än en traditionell hybrid [källa: CalCars]. Efter det initiala priset börjar PHEV: erna dock spara pengar på bensin från första dagen. Fler batterier innebär att utbudet av körning på helt elektrisk kraft utvidgas, med de flesta PHEV: er på mellan 20 och 40 miles (32,2 till 64,4 kilometer) på en enda laddning.

Och medan 40 mil (64,4 kilometer) kanske inte låter som mycket, kom ihåg att den genomsnittliga föraren pendlar cirka 46 mil (46,7 kilometer) varje dag [källa: Siegel]. Det innebär att en förare kan köra bilen hela dagen, koppla in den på natten och vara redo för sin pendling igen nästa morgon. Batteripriserna förväntas sjunka när tekniken förbättras och fler biltillverkare köper batterier massor. Eftersom bensinpriserna ständigt ökar över tiden erbjuder PHEV: er ett bra alternativ och möjligen till och med besparingar.

Gå vidare till nästa sida för att ta reda på miljöpåverkan av PHEV: er och hybrider.

En Ford plug-in hybrid Edge-kryssning på Capitol Hill i Washington, 17 januari 2007. AP Photo / Manuel Balce Ceneta

Användningen av plug-in hybridfordon har potential att reducera mängden växthusgaser i miljön kraftigt, inte bara jämfört med bensindrivna bilar, utan också med standardhybrider. Eftersom plug-in-hybrider använder batterier som sin huvudsakliga kraftkälla och standardhybrider använder bensinmotorer som sin primära källa, är mängden bensin som konsumeras av en vanlig hybrid mycket större än med PHEV: er, vilket i sin tur minskar mängden växthusgaser som matas ut direkt från utsläpp.

En del människor har hävdat att laddning av PHEV: erna på natten kommer att ställa högre krav på kraftverk och öka mängden växthusgaser eftersom anläggningarna måste bränna mer kol för att hålla jämna steg med efterfrågan. Även om det är troligt att mer kraftanvändning ökar med en ökad användning av PHEV: er, bränner det amerikanska elnätet konsekvent bränslen renare än tidigare och expanderar ständigt till alternativa energikällor. En studie som genomfördes 2002 uppgav att användningen av PHEV: er som använder nattkraft för att ladda skulle minska växthusgaser med 46 till 61 procent jämfört med bensindrivna bilar [källa: CalCars.org]. Och en studie som genomfördes 2001 av Department of Energy fann att en typisk hybridbil minskar mängden växthusgasutsläpp med 22 procent, medan plug-in hybrider kan minska mängden med 36 procent [källa: CalCars.org].

På toppen av en minskning av växthusgaser har PHEV: er potentiellt förmågan att släppa ut nästan noll växthusgaser genom att köra på antingen biobränslen eller genom att ladda igenom fotovoltaiska system på taket, även solkraftsdrivna system [Källa: CalCars.org]. Etanol 85 (E85) biobränsle skulle tillåta en PHEV att kraftigt minska sin petroleumsanvändning, och att ladda en PHEV med energi som samlats in från solpaneler under dagen skulle minska mängden kraft som bilen behöver ta från elnätet.

Nu när vi har sett några av de miljömässiga fördelarna med plug-in hybrider, jämför vi några av bekvämlighetsfaktorerna mellan plug-ins och standard hybrider på nästa sida.

Denna plug-in elektriska Hummer H3 har en räckvidd på cirka 400 mil och kör sina första 40 mil på batterier innan den startar förbränningsgeneratorn. AP Photo / Carlos Osorio

Bortsett från de ekonomiska och miljömässiga fördelarna med plug-in hybridfordon, kan PHEV: er vara bekvämare än traditionella hybrider? En av de mest uppenbara fördelarna med en plug-in-hybrid är att stopp vid bensinstationen skulle minimeras och möjligen till och med elimineras helt. För resor runt staden, fram och tillbaka till arbetet och andra korta avstånd, kanske förare inte behöver stanna vid bensinstationen alls; laddning av batteripaketet kan göras över natten så att bilen kan vara redo att gå på morgonen, eller snabba laddningar kan uppnås på bara några timmar. Möjligheten att tanka din bil hemma skulle vara en mycket större bekvämlighet än att behöva stanna vid bensinstationen på väg till jobbet.

På baksidan har standardhybrider några egna bekvämlighetsfaktorer. Standardhybrider behöver bara fyllas på bensinstationen innan de kan köra hela sin körsträcka på sin bensindrivna motor. Och eftersom hybrider använder regenerativ bromsning för att ladda sin batteriassisterade elmotor, så länge bilen kör (och stoppar), har batterierna en möjlighet att laddas. PHEV: er kan också ladda batterierna under körning, men eftersom de använder en mindre motor, en mindre bensintank och förlitar sig på batterierna som deras huvudsakliga kraftkälla, är det mer effektivt att batterierna är anslutna till att ladda. Så att få hela körsträckan kräver en tvåstegsprocess: ladda upp bilen innan en resa och sedan fylla på bensintanken. När batterierna har tappats bort är huvudströmkällan borta och batterierna kommer att behöva laddas från en elektrisk källa. Detta lämnar plug-in-hybrider med nuvarande design vid en liten nackdel när det gäller längre resor.

Även om att ansluta din bil till över natten är bekvämare än att stoppa för bensin, om plug-in hybridfordon blir en mainstream-fixtur i fordonsvärlden, så måste laddningsstationer läggas till i bensinstationer, hem och företag. Denna förändring skulle kräva stora investeringar från företag som standardhybrider helt enkelt inte behöver, och det kan vara ett hinder som fortfarande står i vägen för PHEV-utveckling.

För mer information om plug-in-hybrider, standardhybrider och andra relaterade ämnen, följ länkarna på nästa sida.

Relaterade artiklar

• Hybrid bilquiz
• Hur plug-in hybridbilar fungerar 
• Hur batterier fungerar
• Så fungerar BMW H2R
• Hur bilmotorer fungerar
• Hur elbilar fungerar
• Hur bränsleceller fungerar
• Vilken hastighet ska jag köra för att få maximal bränsleeffektivitet?

källor

• Borroz, Tony. "Toyota lovar en" prisvärd "plugin-pris 2011." Wired.com. 14 december 2009. (18 mars 2010) http://www.wired.com/autopia/2009/12/toyota-plug-in-prius-2011/
• CalCars.org. "Allt om plug-in-hybrider (PHEV)." (16 mars 2010) http://www.calcars.org/vehicles.html
• Green Car Congress. "Trend till tyngre, kraftfullare hybrider som tar bort teknologins fördel för bränsleförbrukning." 28 mars 2007. (18 mars 2010) http://www.greencarcongress.com/2007/03/trend_to_heavie.html
• HybridCars.com. "En omfattande guide till plug-in-hybrider." (16 mars 2010) http://www.hybridcars.com/plug-in-hybrid-cars#compare
• HybridCars.com. "Plug-in hybridbatterier: Typ Matters." 20 mars 2007. (18 mars 2010) http://www.hybridcars.com/plug-in-hybrids/phev-battery-types.html
• King, Danny. "Coulomb anspråk på att installera första laddningsstationer för EV köpta av lägenhetsbyggare." Green Car Advisor. 18 mars 2010. (18 mars 2010) http://blogs.edmunds.com/greencaradvisor/2010/03/coulomb-claims-to-install-first-ev-charging-stations-bought-by-apartment-builder .html
• Populär mekanik. "Toyota Prius 2010 mot Honda Insight Test Drive Drive: Battle of the Fuel Sippers - The Rematch." 25 mars 2009. (18 mars 2010) http://www.popularmechanics.com/blogs/automotive_news/4309705.html
• Siegel, Jeff. "Varför USA inte är beroende av olja." TreeHugger.com. 19 juni 2008. (18 mars 2010) http://www.treehugger.com/files/2008/06/we-are-not-addicted-to-oil.php