Plug-in hybrid(PHEV)混合动力型车和汽油车在耗能上的比较 （原创）

上次看到有不少人在讨论这个问题，很多人一直疑惑的就是，PHEV为什么会比汽油车更环保一些。

今天我就大概的介绍和解释一下这方面的耗能计算吧。

hybrid的汽车，大家其实挺容易理解的，那就是利用电池把汽车在行驶过程中产生的多余能量（比如汽车在下坡的时候）储存起来的技术。这里的电池用的是Ni-Mh，和普通汽车里的铅酸电池很不一样。关于电池这方面其实已经有很多讨论了，这里我也不再反复说了。

关于PHEV，这是很多朋友争论的焦点。大家的意见就是，既然是通过充电获得能量，而电能无非就是火电，水电，风力能源等等，除非是一些清洁能源或者可再生可持续能源，利用煤，或者是气发电而来的电能，不一定会比直接烧汽油效率高，原因是这些不可再生能源在转化成电能，再转化成汽车的动能，根据能量守恒定理，一定会有一定的能源消耗。

好，让我们一步步讨论这个问题。

首先，我们要知道，汽油在汽车中直接燃烧转化成动能的效率是很低的，大约30%左右，其余大部分都变为热能浪费掉了。如果再考虑制造汽油所消耗的能量（比如石油的开采，提炼，包装，运输等等），汽油汽车在能源上消耗的能量就更多了。

而电能却不太一样。除了水电，风力发电等可持续能源发电以外，美国最常见的就是火电了（烧煤或者天然气），这些能源，如果转变成热能，这是转化效率最高的一种方式（所以我们如果用天然气炉子做饭，比用电炉子做饭节能，因为能源转换更直接），但除此以外，电能就是一种更有效的方式了。换句话说，这些能源如果先转化成电能，再转化成PHEV的动能，这里面的能量转化效率，要大于汽油转化成动能的效率，也就是说，用电更省能源。

其次，除了能源消耗以外，另一个指标就是二氧化碳排放量了。这个通过一系列的公式，就可以计算出来。

我们先来看，产生1度电排放出来的二氧化碳是多少。因为美国是混合能源发电（煤，气，水电，风力，太阳能等等），因此我们得出的数字，是根据美国发电能源所占比例综合计算出的一个数字（包括了建立发电站，能源燃烧等产生的所有二氧化碳）。这里的数字是698g/kwh，也就是说，每产生1度电，要排放出 698克的二氧化碳。

我们再来看看1加仑汽油燃烧要排放出多少二氧化碳。数字是：8788g/gal，注意，这个只是计算1加仑汽油排放出来的二氧化碳，事实上严格计算的话，就应该像计算电能一样，要把开采石油，提炼，运输等等所产生的二氧化碳量全算进去的，如果那样的话，这个数字就要更大了。

但是汽油的加仑和电的度数，我们不能做等量计算，因此我们还要做进一步的换算。

先来看电池的蓄电能力（battery capacity)。既然这里只考虑电能，我们可以用现有的一些数据来计算。GM给出他们的volt的数据：一部电池，大概需要用掉16度的电来充满整个电池。而考虑到充电电池寿命问题，电池在制造的时候，一般就设定了一个电池用电量百分比，也就是说，充电满满的电池，大约只有50%的电量可以使用的。换句话说，真正用于变为动力的电能，也就是8度电左右。

好了，现在我们要看，这8度电到底能让汽车跑多远呢。还是GM给出的volt数据，这8度电，可以跑40mile左右。通过计算，我们可以得出，每英里大概需要0.2度的电0.2kwh/mile。1度电现在大约是10美分左右，因此花费大约是2cents/mile

现在我们再来看看，跑1英里，需要消耗多少汽油。这个数字大约是1加仑汽油可以让汽车跑35英里左右，也就是每英里需要0.028加仑的汽油 0.028gal/mile（注：这里的汽油和电量计算都有一个统一的标准）。1加仑汽油现在大约是2.1美元，因此花费大约是5.6cents /mile

好了，现在我们能够计算出，每跑1英里，纯电车和纯汽油车的二氧化碳排放量了。
这分别是：140g/mile和246g/mile(注意，这个纯汽油车的二氧化碳排放还仅仅只是计算了汽油的燃烧，如果把生产运输等都算进去的话，这个二氧化碳排放量只会更高）

好了，让我们看看PHEV吧。这个是属于油电混合的了。那么，它的二氧化碳排放量，就应该是介于这两者之间。但是，如果你每天的开车里程只有40英里左右的话，那也就是说明，这辆车根本就不需要用到汽油。超过了这个里程以后，PHEV就像其他的hybrid车一样了。

我们现在用的数字，都是根据GMvolt得出的，而现在的电池技术不断在改进，电池蓄能将会更多，跑的里程也会更长（也就意味着汽车在这方面更省油），而美国也在开始推广可持续能源的发展，这也就意味着，风能，太阳能将会得到更多的利用，二氧化碳排放将会变得更低。混合动力型汽车，将会得到越来越多的关注。

这里有几篇不错的文章：

http://www.spectrum.ieee.org/mar09/7928

http://spectrum.ieee.org/mar09/8068

http://spectrum.ieee.org/mar09/8409

所有跟帖： 

• Woth, get a life! Go back to 人在北美！这里没人喜欢你。你就省省吧！ -shadowpeak- ♀ (0 bytes) () 03/27/2009 postreply 21:43:52

• 呵呵，拜托你也不要一下子把所有人都代表了啊 -woth- ♀ (0 bytes) () 03/27/2009 postreply 21:47:49

• 真的很不好意思，您白省了，进来看看吧。 -杀雨- ♂ (93 bytes) () 03/27/2009 postreply 21:51:28

• 哈哈哈！Wonderful! -shadowpeak- ♀ (0 bytes) () 03/27/2009 postreply 21:54:19

• 呵呵，你从哪儿找的图啊，还不错，算是个幽默 -woth- ♀ (0 bytes) () 03/27/2009 postreply 22:00:42

• 没比你更COOL的了 -苏武牧狼- ♂ (25 bytes) () 03/28/2009 postreply 06:30:35

• "俺的皮卡比所有Hybrid都省电！" -1800800- ♂ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 07:59:06

• 其实hybrid是个省油不省钱的东东.俺不买 -iCall- ♂ (122 bytes) () 03/27/2009 postreply 23:22:19

• 说的不错。省不省钱，其实和你的driving style有很大的关系 -woth- ♀ (705 bytes) () 03/28/2009 postreply 06:30:09

• 什么时候出Hybrid焊马呀?俺喜欢跟减肥肉一样的产品. -iCall- ♂ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 08:54:04

• 呵呵，这我还真不知道 -woth- ♀ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 10:23:51

• 环保？未必！ -TBz- ♂ (636 bytes) () 03/27/2009 postreply 23:25:27

• 严重同意 -苏武牧狼- ♂ (42 bytes) () 03/28/2009 postreply 06:21:32

• 欢迎一起来讨论啊。其实你应该说，省钱？未必，环保？看条件 -woth- ♀ (2056 bytes) () 03/28/2009 postreply 07:00:09

• 有毛病，咋不去兵坛讨论怎么给航母省点油。 -杀雨- ♂ (104 bytes) () 03/28/2009 postreply 11:16:38

• 呵呵，做学问也好，做研究也好，这做出来的东西，到最后 -woth- ♀ (80 bytes) () 03/28/2009 postreply 11:49:58

• 我没有那样说, 我说的是"省钱，可能。环保，未必。" -TBz- ♂ (323 bytes) () 03/28/2009 postreply 22:36:02

• 太阳能环保?可是太阳能电池制造污染大. 汽车电池也是 -iCall- ♂ (56 bytes) () 03/28/2009 postreply 08:39:10

• 那个，这个可不是想当然的说说的啊，可是得有很多数据才能 -woth- ♀ (235 bytes) () 03/28/2009 postreply 08:52:26

• 11马力是个合理的数字 -cys254- ♂ (607 bytes) () 03/28/2009 postreply 09:43:58

• 这个说的很好，一定要顶一下 -woth- ♀ (303 bytes) () 03/28/2009 postreply 10:20:00

• 回复：11马力连紧急躲避的能力都没有，上路必死。 -杀雨- ♂ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 11:12:48

• 你有点混淆了。先不说这个数字是不是计算准确，这里所说 -woth- ♀ (45 bytes) () 03/28/2009 postreply 11:46:37

• 同意你的思路，很有启发 -TBz- ♂ (337 bytes) () 03/28/2009 postreply 23:06:05

• 回复：环保是肯定的， 核电会是终极能源 -autoking- ♂ (0 bytes) () 03/28/2009 postreply 17:52:05

• 没见过这个吧？ BMW M3 vs. Toyota Prius mpg comparison -UberAlles- ♂ (144 bytes) () 03/28/2009 postreply 06:42:34