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充電式電動車輛

可插入电网为电池补能的电动车辆

充電式電動車輛也稱插入式電動車輛（英語：plug-in electric vehicle），簡稱插電車輛（PIEV），泛指任何可以通過電纜插入電網或其它外界電源（比如柴油發電機）為車載動力電池補充電能來驅動電動機提供出行所需的全部或部分動力的機動車。充電式電動車主要包括純電動車（BEV）和 插電式混合動力車（PHEV），但不包括傳統油電混動車（HEV）或改良的內燃機汽車（ICEV）[1][2][3]。

日產聆風純電動汽車（左）和雪佛蘭沃藍達混合動力汽車（右）
比亞迪E5所用電池組

插電車輛比較依賴目前遠不如加油站普及的充電樁基礎設施，但相比於傳統的內燃機車和油電混動車有很多優勢：

  • 同等能耗下的性能更高：電動機的能量轉換效率可達到九成以上，從本質上就遠高於以活塞發動機為基礎的內燃機（轉換效率僅有約三四成），運行時噪音、振動和廢熱極低，而且體積和重量也遠小於同等功率的內燃機，可以節省大量車體空間和自重讓給乘客艙、其它設備（比如電池組和新式機電系統）甚至額外的電動機。而且電動機可以通過調整輸入電流來控制輸出轉速和扭矩，不需要額外配備複雜的變速器和水冷系統，同時可以做到無級變速，加速性能和反應速度也普遍優於同功率的燃油車。許多高性能型號的純電動車會前後輪分組配備兩台電動機，乾脆不需要傳統的縱軸傳動系統，節省出腿部空間讓給乘客艙（特別是後座）。一些新型概念車（比如比亞迪的「仰望」系列）甚至會為每個輪子都配備獨立的牽引電動機，做到真正意義上的全輪驅動；
  • 運行和保養的成本較低：驅動電動車每百公里消耗電能所需的電費在大部分國家都要遠低於同距離消耗汽油或柴油的開銷，特別是在自然災害、地緣政治危機或社會動亂造成產油國產能不足或原油供應鏈被切斷引發能源危機的時候。在一些家用太陽能光伏比較普及的地區，電動車的私人運營成本可能會更低。此外，電動車除了發動機和輪胎以外，不需要額外操心齒輪箱和水冷系統的維護和更換（因為沒有這些部件），在定期維修時的開銷也更低更簡單。但
  • 未來的普及化潛力更高：雖然插入式電動車需要社區密度較高的充電設施網絡才可以保證其經濟的長期適用性，而且目前每次充電耗時也較長（除非使用目前仍較為罕見的高功率充電樁），這一點在目前電動車只正式上市經營不過十餘年的情況下尚無法與已普及超過一個世紀的燃油車加油站相匹敵，但建造充電樁的成本、材料技術和選址的門檻反過來也遠低於加油站。加油站因為其儲油庫特殊的安全性和工程技術需求，同時需要考慮容納大型油罐車定期駛入補充燃油庫存，因此只能在幹道旁便於重型車輛進出的地方建造，佔地面積也較大，而且需要在社區開發時就預先規劃，一旦建成後也無法隨便拆遷改建他用。而充電樁本質上只是一個特製的電源供應器，理論上可以附加在現有電網所覆蓋任何區域，除了一次性的安裝費用外無需額外的基礎設施投資，許多現有的充電樁也只是新連接一條電線後就可以安裝在停車場、私人車庫甚至街邊停車位上。
  • 更有利於環境友善：電動車的能源效率遠高於燃油車，而且沒有怠速消耗，在運行（特別是低速且頻繁啟停的城市交通）時的能耗也更低。電動機不依賴化石燃料，在運行時也不釋放廢氣和溫室氣體，因此越偏重使用全電模式，造成環境污染和氣候變化的衝擊越低，純電動車和插電混動車在全電動模式下運行時基本上可以做到零排放。此外電網的電能大多是集中在大型發電設施中產生的，即使是火力發電對環境造成的單位碳足跡也遠小於同能耗下的燃油車總和，更何況電力可以通過使用其它可再生能源產生（比如風力發電、水力發電、太陽能發電、核電和潮汐發電等），電動車普遍配有的再生制動設計也可以在運行中回收動能進一步降低電能消耗。

截至2021年12月，中國的插電車保有量為780萬輛，佔全球插電車保有量的47.5%；歐洲排名第二，約有550萬輛，佔全球存量約33.5%；美國約200萬輛，佔全球存量約12%；其他國家一共佔全球存量約7%[4]。近年來，插電車輛的保有量快速增加，從2016年的200萬增長到2021年的1600萬[4]，2021年全球汽車銷量的近10%是插電車輛，是2019年市場份額的四倍[5]。但在中國以外的發展中國家，插電車的銷量依然很低，比如在巴西、印度和印度尼西亞2021年的汽車銷量中，電動車只佔不到0.5%[5]。政府補貼是電動車數量增長的一大原因[5]，部分國家和政府制定了稅收抵免、補貼、和其他鼓勵機制，以鼓勵消費者購買插電車輛[5]。2021年，電動汽車補貼的公共支出相較2020年幾乎增長了一倍，達到近300億美元[5]。

專用術語

 
Brammo Empulse型電動摩托車在充電站旁。

充電式電動車輛

充電式電動車輛是任何可以由電網充電的機動車。車載電池提供車輛運行所需的全部或部分動力[1][2]。充電式電動車輛有時也被稱為電網支持車輛（grid-enabled vehicles, GEV）[2]或者電動可充電車輛（electrically chargeable vehicles）[6]。

充電式電動車輛是電動車輛的其中一種，包括了純電動車輛（battery electric vehicles, BEVs）、充電式混合動力車輛（plug-in hybrid vehicles, PHEVs）、經過改良的混合動力車輛（hybrid electric vehicles, HEVs）或內燃機車輛（internal combustion engine vehicles）[1][2]。雖然傳統的混合動力車輛帶有可以通過內燃機和再生制動充電的電池，它們不能通過外界電源充電，所以不屬於充電式電動車輛。[1][2]

「充電式電動車輛」（plug-in electric drive vehicle）這個詞被用在美國聯邦立法里去稱呼可以接受稅收抵免的車輛類型（根據車輛的電池大小和純電模式下的里程）[7][8]。在一些歐洲國家，特別是法國，「可充電車輛」（electrically chargeable veicle）是正式用來稱呼可以接受這些鼓勵機制的車輛類型[9]。雖然「充電式電動車輛」這個詞一般指汽車或者充電式汽車，它還包括其他類型的充電式車輛，包括速克達、摩托車、鄰里電動車或迷你車、都市車、麵包車、輕型卡車或輕型商用車、公共汽車、貨車、軍用車輛[10][11]。

純電動車輛

主條目：純電動車

純電動車輛只使用儲存在可充電電池裏的能量作為動力[2][12]。它們用電動機和電機控制器來替代內燃機提供動力[2]。

當充電式混合動力車輛在消耗電量模式（charge-depleting mode）下運行時就相當於純電動車輛，但當它的電量達到最低限度的時候，它就耗盡了它純電模式下的里程，並會轉到保持電量模式（charge-sustaining mode）[13][14]。

充電式混合動力車輛

主條目：插電式混合動力汽車

充電式混合動力車輛（或插電式混合動力車輛）是一種可以通過外界電源充電的混合動力車型[2][15]。充電式混合動力車型包含了傳統混合動力車型和純電動車型的特點：使用了汽油發動機和電動機來提供動力，但是它有更大的可充電的電池組，這樣使得它可以在純電動模式下運行更久[15][16][17]。

 
經過改造後的豐田普銳斯混合動力汽車

售後改造

售後電動改造是把傳統內燃機車輛或者混合動力車輛改成使用電力驅動，使他們變成純電動車輛或者充電式混合電力車輛[18][19][20]。

在美國有一些公司提供改造服務。最常見的是把混合動力車輛改成充電式混合動力車輛。但是由於不同汽車製造廠商使用的技術不同，最容易改造的是2004-2009的豐田普銳斯和福特翼虎（Ford Escape Hybrid/Mercury Mariner Hybrid）[18]。

新能源車

在中國，新能源車指那些部分或全部使用電力驅動的汽車，比如純電動車或充電式混合車輛。中國政府在2009年開始新能源汽車項目來扶持新能源汽車的發展[21]。

優點

低運行和保養成本

內燃機在把燃料轉化成動力方面效率比較低，因為大部分能量在引擎空閒時被轉化成熱量浪費了。電動機在這方面效率比較高。電力驅動車輛在停止和滑行時不需要消耗能量，並且大多數充電式汽車可以通過再生制動技術回收最多五分之一的那些在正常情況下剎車消耗的能量[22][23]。一般來說，傳統使用汽油的引擎只把燃料中15%的能量轉化成了動力或者用來給配件提供能量，柴油發動機可以達到20%的效率，但是電力驅動汽車一般可以達到80%的效率[22]。

 
在全電動模式下，豐田普銳斯混合動力汽車的運行成本在美國大概在每英里0.03美元.[22][24]

在美國，截至2010年初，全國的平均用電價格是每千瓦時0.10美元[25]，在全電模式下的混合動力車輛的運行成本大概是每英里0.02美元到0.04美元，而正常汽車的成本大概是0.08美元到0.20美元之間（假設油價是每加侖3.00美元）[22]。考慮到未來原油價錢的增長（由於石油產量的下降和世界需求的增長），充電式車輛在成本方面的優勢會更加明顯[22]。

根據消費者報告，截至2011年12月，日產聆風的成本是每英里3.5美分，而雪佛蘭沃藍達的是每英里3.8美分。沃藍達比聆風的成本高是因為它比較重。這些數字是根據實際測量的能量消耗和美國每千瓦時11美分的電費估計出來的。當沃藍達在里程擴展模式（range-extended mode）下（使用汽油引擎）時，它的運行成本是每英里12.5美分。根據這個雜誌的測試，前四名最省油的以汽油驅動的車輛是：豐田普銳斯（每英里8.6美分）、本田思域混合動力型（每英里9.5美分）、豐田花冠（每英里11.9美分）、現代伊蘭特（每英里13.1美分）。分析發現在100英里以內行駛，沃藍達比其他四輛車都省錢，因為它有35英里的里程使用電力。這些成本不包括維修、貶值及其他花銷[26]。

跟傳統內燃機車型相比，全電力和混合動力車型的維護成本也比較低，因為電力系統比機械系統更少發生問題，並且車裏越少機械系統存在，車輛使用更持久，由於更好的利用了電動機。充電式車輛不需要更換機油之類的維護檢查[22][23]。

參考資料

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  3. ^ PEV Frequently Asked Questions. Duke Energy. [2010-12-24]. （原始內容存檔於2012-03-27）. 
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  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 Executive summary – Global EV Outlook 2022 – Analysis. IEA. [2023-01-08]. （原始內容存檔於2023-02-09） （英國英語）. 
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  10. ^ Plug-in Vehicle Tracker: What's Coming, When. Plug In America. [2012-01-15]. （原始內容存檔於2013-01-11）. 
  11. ^ Paul Stenquist. A New Electric Car With an Old Name. The New York Times. 2013-04-01 [2013-04-04]. （原始內容存檔於2013-04-28）. 
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  22. ^ 22.0 22.1 22.2 22.3 22.4 22.5 Saurin D. Shah. David B. Sandalow , 編. Chapter 2: Electrification of Transport and Oil Displacement 1st. The Brookings Institution. 2009: 29, 37 and 43 [2013-07-04]. ISBN 978-0-8157-0305-1. （原始內容存檔於2019-03-28）.  in "Plug-in Electric Vehicles: What Role for Washington?" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
  23. ^ 23.0 23.1 Sperling, Daniel and Deborah Gordon. Two billion cars: driving toward sustainability. Oxford University Press, New York. 2009: 22–26 and 114–139. ISBN 978-0-19-537664-7. 
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