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電動車、汽油車和混合動力車實際上是如何運作的

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Tesla Model S charging at a Tesla Supercharger station in Germany
圖片: Model S charging at a Tesla station.jpg : Jakob Härter derivative work: Mariordo (Mario Roberto Durán Ortiz) · CC BY-SA 2.0 · Wikimedia Commons

重點

電動車使用電池和電動馬達替代燃油箱和燃燒引擎,根據美國能源部的數據,電動車能將超過77%的電網能量轉換為動力,而汽油引擎只有約12%-30%。混合動力車結合了兩種系統,而插電式混合動力車則增加了可充電電池。隨著國際能源署報告稱電動車約占2025年全球新車銷售的四分之一,這種區別正引起越來越多的關注。

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三種推進系統現在在全球市場上競爭買家:傳統汽油引擎、混合動力電動車(HEVs)和全電動車(EVs),插電式混合動力車(PHEVs)介於兩者之間。每種系統都通過不同的機械和電氣路徑將儲存的能量轉換為動力,這影響了續航里程、加油或充電時間以及尾氣排放。

汽油車如何運動

傳統汽油車在內燃機內燃燒燃料,內燃機轉動傳動器,然後轉動車輪。根據美國能源部的FuelEconomy.gov網站,汽油車只能將燃料中儲存的能量的約12%至30%轉換為實際到達車輪的動力;大部分能量在燃燒過程中作為熱量損失。

電動車如何運動

美國環保署(EPA)將電動車描述為「有電池而不是汽油箱,有電動馬達而不是內燃機」。FuelEconomy.gov補充說,電動車由一個或多個電動馬達推動,這些馬達由可充電電池組供電,電池組可通過插入電源和駕駛時的回收制動進行充電。

該設計能更有效地將儲存的能量轉換為動力。FuelEconomy.gov表示,電動車將從電網中提取的電能的超過77%轉換為輪子上的動力,相比之下汽油引擎為12%-30%。

混合動力車和插電式混合動力車如何結合兩者

混合動力電動車(HEV)將汽油引擎與電動馬達和電池配對,但電池無法插電。根據能源部的FuelEconomy.gov,電池僅通過回收制動和燃燒引擎本身進行充電。電動馬達在加速、超車或爬坡時輔助引擎,這使製造商能夠使用更小、更高效的引擎,並且引擎在停止時自動關閉以避免怠速。

根據EPA,插電式混合動力電動車(PHEV)結合了電池、電動馬達、汽油箱和燃燒引擎,使用電力和汽油作為燃料源。與傳統混合動力車不同,PHEV的電池也可以從外部電源充電。EPA表示,當汽油引擎運行時,PHEV會產生尾氣排放。

回收制動,解釋

回收制動是電動車、混合動力電動車和插電式混合動力車共享的功能。FuelEconomy.gov將其描述為一個系統,在滑行或制動時利用車輪的前進運動來反向轉動電動馬達,既減緩車速,又將電力送回電池,回收傳統汽油車會完全損失為制動熱量的能量。

測量排放

EPA表示電動車產生零尾氣排放,但充電電池可能會根據發電方式在發電廠增加一些污染。儘管如此,EPA表示與駕駛電動車相關的總排放量通常低於汽油車,特別是當電力來自風能等可再生能源時。PHEV僅在汽油引擎運行時產生尾氣排放,而傳統混合動力電動車和汽油車在運行期間持續從引擎排放污染物。

三種推進系統比較
功能汽油混合動力(HEV)電動(EV)
動力來源僅汽油引擎汽油引擎+電動馬達僅電動馬達
可以插電否否是
回收制動否是是
能量轉換為輪動效率(DOE)~12%-30%高於單獨汽油(DOE在資源中未單獨量化)超過77%
尾氣排放(EPA)連續連續零

為什麼現在引起關注

隨著全球電動車銷售的增加,這些系統如何不同的問題變得更加相關。國際能源署的《全球電動車展望2026》發現,2025年全球電動車銷售增長20%,超過2000萬輛,意味著該年約四分之一的新車銷售是電動車。國際能源署預計2026年銷售將達到2300萬輛,接近全球總量的28%。

國際能源署報告稱,地區採用情況差異很大。在中國,電動車約占2025年所有汽車銷售的55%。在歐洲,銷售增長超過30%,達到市場的28%,國際能源署將其與更嚴格的歐盟汽車二氧化碳標準聯繫起來。在美國,電動車銷售保持在市場的剛好10%以下,國際能源署表示,聯邦電動車稅收抵免的結束與2025年末銷售下降相吻合。

國際能源署還估計,全球電動車車隊在2025年避免了每天約170萬桶石油的消耗,該機構預計到2030年這一數字可能會增加三倍,達到每天約500萬桶。

仍然存在的權衡

FuelEconomy.gov指出,汽油車在單次加油時仍然提供更長的續航里程和比電動車更快的加油速度,電動車可能需要大約3至12小時才能完全充電,具體取決於所使用的充電器;FuelEconomy.gov指出,在為此目的而構建的充電器上,快速充電至80%容量可能需要約30分鐘。混合動力車和插電式混合動力車被定位為中間選項:根據EPA,HEV根本不需要充電基礎設施,而PHEV可以在短途旅行中用電力運行,但仍然依靠汽油進行較長的旅程。

常見問題

電動車和汽油車之間的主要機械區別是什麼?
根據EPA和美國能源部,電動車有電池和一個或多個電動馬達,而汽油車有燃油箱和與傳動器連接的內燃機。
常規混合動力車可以插電充電嗎?
不可以。能源部的FuelEconomy.gov指出,傳統混合動力電動車(HEV)電池僅通過回收制動和汽油引擎進行充電;只有插電式混合動力車(PHEVs)可以從外部電源充電。
電動車或汽油車哪個能效更高?
根據FuelEconomy.gov,電動車將來自電網的電能的超過77%轉換為輪子上的動力,相比之下汽油車約為12%至30%。
插電式混合動力車會產生尾氣排放嗎?
是的,但只有在汽油引擎運行時才會產生;EPA表示PHEV在汽油動力運行期間會產生尾氣排放,不像完全電動車產生零尾氣排放。
電動車在2025-2026年代表全球汽車市場的多少?
國際能源署的《全球電動車展望2026》報告稱,電動車約占2025年全球新車銷售的四分之一,預計2026年接近28%,在中國的份額更高(約55%),在美國的份額較低(剛好10%以下)。

來源

  1. U.S. Department of Energy — FuelEconomy.gov: Electric Vehicles (evtech.shtml)
  2. U.S. Department of Energy — FuelEconomy.gov: Hybrid Technology (hybridtech.shtml)
  3. U.S. EPA — Electric & Plug-In Hybrid Electric Vehicles
  4. IEA — Global EV Outlook 2026: Executive Summary

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