Produkcja pojazdów jest jedną z głównych gałęzi przemysłu, które zostały dostosowane do obecnych wymagań zrównoważonego rozwoju. Kluczowy element zrównoważonego rozwoju wymaga zaprojektowania pojazdów przyjaznych środowisku.
Pojazdy konwencjonalne wykorzystują ropę naftową jako jedyne źródło energii i stanowią obecnie większość istniejących pojazdów. Rosnące ceny ropy naftowej i jej niedobór stały się jednak poważnym wyzwaniem dla właścicieli pojazdów. Rosnące obawy związane z ograniczoną podażą paliw motywują producentów pojazdów do inwestowania w wolne od zanieczyszczeń pojazdy na energię alternatywną.
Uważa się, że pojazdy elektryczne to przyszłość alternatywnej energii. Są jedną z najbardziej obiecujących technologii, które uderzyły w przemysł motoryzacyjny. Pojazdy elektryczne są głównie klasyfikowane do pojazdów hybrydowych i hybrydowych pojazdów elektrycznych typu plug-in.
Hybrydowy pojazd elektryczny (HEV) to pojazd, który nie zależy już wyłącznie od silnika spalinowego wewnętrznego spalania (ICE) do napędzania silnika, ale raczej używa silnika elektrycznego do napędzania pojazdu za pomocą energii elektrycznej.
Łączy zalety zarówno tradycyjnych pojazdów elektrycznych, jak i istniejącej technologii, aby jak najlepiej wykorzystać oba światy. HEV są najbardziej praktyczną i energooszczędną alternatywą dla konwencjonalnych pojazdów, ponieważ są zasilane zarówno przez ICE, jak i elektryczny układ napędowy.
Jednak w przeciwieństwie do PHEV nie są w stanie naładować akumulatora z sieci elektrycznej, ponieważ energia pochodzi z hamowania odzyskowego lub benzyny w zbiorniku.
Plug-in Hybrid Electric Vehicle lub PHEV to kolejna generacja hybrydowych pojazdów elektrycznych, które są dość nowe na scenie, ale szybko zyskują przyczepność ze względu na ich zwiększoną wydajność. Są one również nazywane pojazdami elektrycznymi o rozszerzonym zasięgu z oczywistego powodu, że pojazdy te zawsze mają benzynę jako potencjalne wsparcie, które może zwiększyć zasięg. Są one wyposażone w większy i mocniejszy akumulator w porównaniu do HEV, które można ładować w sieci elektrycznej.
PHEV działają w dwóch różnych trybach w zależności od poziomu naładowania akumulatora. Przeważnie wykorzystuje silnik elektryczny do napędzania silnika, który automatycznie zmniejsza zużycie paliw kopalnych, i przełączy się na ICE tylko wtedy, gdy poziom naładowania akumulatora spadnie poniżej ustawionego limitu.
- Hybrydowe pojazdy elektryczne, lub po prostu określane jako HEV, są najczęstszymi typami pojazdów elektrycznych, które wykorzystują połączenie dwóch uzupełniających się układów napędowych: silnika elektrycznego z akumulatorem i silnika benzynowego ze zbiornikiem paliwa. HEV są najbardziej praktyczną alternatywą dla konwencjonalnych pojazdów, ponieważ są zasilane zarówno energią elektryczną, jak i benzyną. Hybrydowe pojazdy elektryczne typu plug-in lub PHEV to pojazdy hybrydowe z większym i mocniejszym akumulatorem w porównaniu do pojazdów HEV, które łączą zalety pojazdu elektrycznego zasilanego z akumulatora i tradycyjnych pojazdów hybrydowych.
- Energia napędowa HEV pochodzi z więcej niż dwóch rodzajów źródeł, z których jedno jest źródłem elektrycznym. Układy napędowe HEV są zwykle podzielone na trzy podstawowe układy: hybrydy szeregowe, równoległe i szeregowo-równoległe. HEV z szeregowym układem napędowym wykorzystują dwa różne źródła energii, które są połączone szeregowo; w przypadku równoległej konfiguracji HEV pojazd wykorzystuje zarówno elektryczne, jak i mechaniczne źródła trakcji; a dla konfiguracji szeregowo-równoległej pojazdy łączą cechy zarówno serii HEV, jak i równoległej HEV. PHEV są oparte na tych samych trzech konfiguracjach układu napędowego, ale w przeciwieństwie do hybryd, można je podłączyć do sieci elektrycznej.
- Silnik spalinowy (ICE) jest głównym źródłem energii, które zamienia pierwotną energię benzyny na moc mechaniczną, a energia mechaniczna jest następnie przekształcana w energię elektryczną przez generator. Silnik elektryczny napędza pojazd za pomocą energii elektrycznej wytwarzanej przez generator lub energii elektrycznej zgromadzonej w akumulatorze. Akumulatory są ładowane za pomocą hamowania odzyskowego i benzyny w pojazdach HEV. PHEV mogą być napędzane energią elektryczną zgromadzoną w akumulatorze pokładowym, a silnik benzynowy zwiększa zasięg jazdy. Akumulator można ładować za pomocą hamowania odzyskowego, a także podłączając go do dowolnego domowego gniazdka elektrycznego o napięciu 120 V..
- W pojazdach HEV akumulator stanowi układ zasilania silnika spalinowego podczas napędzania pojazdu, który ogranicza emisję toksyczną poprzez wyłączenie ICE na biegu jałowym i ponowne uruchomienie w razie potrzeby. Dzięki PHEV znaczną ilość emisji można zmniejszyć dzięki zmniejszonemu zużyciu benzyny. Scentralizowane wytwarzanie energii elektrycznej jest znacznie bardziej wydajne i powoduje mniej toksycznych emisji w porównaniu z HEV, co z kolei pomaga złagodzić duże zanieczyszczenie z obszarów gęsto zanieczyszczonych. W dłuższej perspektywie będzie to miało długoterminowy wpływ na środowisko.
Zarówno HEV, jak i PHEV są energooszczędnymi i przyjaznymi dla środowiska hybrydowymi pojazdami elektrycznymi, które nie zależą wyłącznie od silnika spalinowego jako jedynego mechanizmu napędowego, zamiast tego wykorzystują dwukierunkowy przepływ mocy. Jednak mają one swój sprawiedliwy udział w różnicach pod względem wydajności, kosztów operacyjnych, kosztów utrzymania, zasięgu, emisji itp. Ponieważ PHEV zużywają energię elektryczną z sieci elektrycznej, zmniejszone zużycie benzyny powoduje lepszą wydajność i mniej toksycznych emisji, które przyczyniają się do bardziej ekologiczna alternatywa.
Ponadto silnik elektryczny zwiększa wydajność systemu i zmniejsza zużycie paliwa. Oba pojazdy działają jednakowo, niezależnie od architektury, ale są ograniczone do krótkich podróży.