Anonim

Hybrider och plug-in elbilar får förmodligen mer press än de förtjänar, med tanke på hur litet deras antal är i fordonsflottan.

USA har ungefär 250 miljoner fordon på vägarna, varav mindre än 2 procent är hybrider och plug-ins av alla slag.

Båda teknologierna är dock viktiga eftersom de är i framkant för elektrifieringen av bilen.

Bil som apparat

Om du tänker på det är en bil en av de sista stora apparaterna för konsument som inte körs med el.

Inte bara är de flesta hushållsapparater elektriska - även om inte alla, verkligen - så är utomhusapparater som ogrässpäckare, gräsklippare och liknande.

Vi kommer inte alla att köra plug-in bilar imorgon. Eller år 2020. Eller till och med år 2050.

Men andelen elektriskt drivna tillbehör och drivlinor i flottan kommer att öka markant med början … ja, ungefär nu.

Elektrisk servostyrning

Om du köper en mindre bil från nästan alla tillverkare i dag kan du (eller kanske inte) ha märkt att servostyrningen inte längre är hydraulisk.

Istället är de flesta nya bilar nu utrustade med elektrisk servostyrning (EPS) som använder en elektrisk motor för att flytta styrstället eller armarna, vilket sparar vikt och kraft.

Feedback måste sedan simuleras genom någon ganska sofistikerad programvara som tittar på vad framhjulen faktiskt gör och väger rattet i förarens händer i enlighet därmed.

Vissa tillverkare är bättre på det än andra - vi gillar Mazdas EPS, vi gillar i allmänhet inte Toyota: s - men hydraulstyrning är definitivt på väg ut.

Därefter luftkonditionering

Hybrider och plug-in-bilar har nu också elektriska luftkonditioneringskompressorer, så att klimatkontrollen förblir på även när en hybridmotor stängs av.

Image

2010 Toyota Prius 1, 8-liters bensinmotor, utan drivrem för tillbehör

Dessa kompressorer är fortfarande dyrare än de gamla kompressorerna som drivs av ett bälte som löper utanför motorens vevaxelremskiva, och många av dem kräver ett högspänningsbatteri som endast finns i hybrider eller el.

Men det är ett annat tillbehör som kommer att gå mot elektrifiering.

Faktum är att många tillverkare arbetar mot den "bältesfria" motorn - och använder endast förbränningskraftverket för att ge fordonets drivkraft, med allt annat som kan tappa kraft som drivs elektriskt.

Ford byggde till och med en prototypbil som ansluts på natten bara för att ladda ett batteri som driver tillbehören - men inte driver bilen.

Tuffare 2025 effektivitetsregler

Återigen är det allt i tjänst för att uppfylla de mycket tuffare reglerna om bränsleekonomi 2025, medan biltillverkare gör sitt absolut bästa för att hålla ändringar i användarnas uppfattningar om hur bilar faktiskt fungerar till ett minimum - eller osynliga.

Så vad är tekniken som låter biltillverkare följa reglerna för gassträcka - och hur kommer de att byta din nästa bil?

  • Del I: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna driver: Aerodynamik och vikt
  • Del II: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna driver: motorer och transmissioner
  • Del III: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna driver: Hybrider, elektricitet, kostnad
Image

Polar Charging Post och Nissan Leaf

HYBRIDER OCH PLUG-IN ELEKTRISK

En hel bok skulle kunna skrivas om ökningen av vad som kallas elektrifiering i morgondagens bilar, men här är slutresultatet.

Vi håller detta ganska snett på grund av den omfattande täckningen av plug-in elbilar och hybridbilar annars.

Hybridbilar, som har stannat kvar på 2 till 3 procent av marknaden i några år nu, kommer sannolikt att växa i procent av de sålda totala fordon.

Toyota Prius - nu en fyrbilsuppställning - är den överlägset mest kända hybriden, inte bara i USA utan i världen.

Hybridelektrisk teknik erbjuds emellertid nu av Audi, BMW, Buick, Chevrolet, Ford, Honda, Hyundai, Kia, Mercedes-Benz, Porsche och Volkswagen.

Fler beslutsfattare kommer att gå med på listan under de kommande åren, särskilt bland prestigefyllda varumärken (Jaguar och Land-Rover kommer att ansluta till listan snart, till exempel).

Snabba, tunga lyxbilar kan bättre absorbera extrakostnaderna för hybridteknologi, och deras mycket bättre bullerundertryckning gör skillnaderna i kördrevsdrift mindre uppenbara än i neddragna ekonomibilar.

Milda vs fulla hybrider

Det finns i grund och botten två typer av hybridelektriska fordon: De med "mild hybrid" -system, som återvinner energi under regenerativ bromsning, men endast kan använda det för att komplettera motorns vridmoment och att starta om motorn efter ett stopp.

Med andra ord är deras elektriska motorer för små för att flytta bilen på egen hand, även om de hjälper bensinmotorn och låter den köra mycket mer effektivt.

Image

2012 Honda Civic Hybrid - Integrerad motorassistent elmotor

Honda är den mest kända förespråkaren för detta tillvägagångssätt, med flera generationer av sitt Integrated Motor Assist (IMA) -system med 10- eller 15-kilowattmotorer (15 eller 22 hk) anslutna till fyrcylindriga motorer.

General Motors använder ett liknande system, känt som eAssist i olika Buick-modeller och används i vissa "Eco" -modeller för Chevrolet.

Det systemet ersätter den konventionella generatorn med en remdriven elektrisk motorgenerator som kan fungera som en start, en växelströmsgenerator eller en dragmotor.

Den kan starta motorn, ladda batteriet under regenerativ bromsning eller leverera elektrisk kraft till motorn för att undvika nedväxlingar som ökar bränsleförbrukningen.

En- eller tvåmotorer med fulla hybrider

Sedan finns de fullständiga hybridsystemen, från Toyota, Ford och nyligen Hyundai och Kia, Honda och många andra.

Dessa ger åtminstone viss förmåga att driva bilen enbart på el som är lagrad i hybridbatteripaketet.

Vissa av dessa system använder en enda motorgenerator, klämd mellan motorn och en automatisk växellåda modifierad för att fungera även med motorn avstängd.

Image

2013 Hyundai Sonata Hybrid drive event, NYC-området, april 2013

Det är den strategi som Hyundai och Kia, VW-gruppen (Audi, Porsche, Volkswagen), och både BMW och Mercedes-Benz har tagit.

Toyota, Ford och Honda använder alla ett par elektriska motorer, vilket gör att en motor kan tillhandahålla elektriskt vridmoment till hjulen medan den andra laddar batteriet vid motorns överkörning.

Tvåmotorssystem kräver komplex programmering för att maximera effektiviteten i alla energiflöden mellan motor, motorer och batteri.

Och hybridsystem med en och två motorer kommer sannolikt att existera på marknaden under många år.

Pluggar läggs till i hybrider

Plug-in hybrider - nu erbjuds av Ford, Honda och Toyota - kommer att växa i antal.

De är inte för alla - om dina körrutiner liknar en resande säljare är du bättre med ett dieselfordon - men de är väl lämpade för stads- och förortstrafik.

Och många tillverkare ställer nu in sina hybrider för att leverera elektrisk hjälp eller till och med allelektrisk körning på motorvägshastigheter, till skillnad från de första Toyota- och Honda-hybriderna.

Image

2013 Ford C-Max Energi plug-in hybrid, Marin County, CA, nov 2012

Elbilar, med eller utan motorer

Plug-in elbilar, nu på marknaden i mer än två år, kommer långsamt att få anhängare.

De säljer redan bättre än de första hybridelektriska fordonen gjorde på samma punkt i livet, men de är mycket dyrare än bensinbilar av samma storlek och kapacitet.

Plug-ins kommer att förbli exotiska i flera år till, och antalet kommer att vara lågt - både batteri-elektriska bilar som Nissan Leaf och Tesla Model S, och elbilar med utökade bensinmotorer, som Chevrolet Volt och Fisker Karma.

Ändå älskar deras köpare enhetligt dem och gillar om deras bilers släta, tysta, vridmoment-natur.

Och när batterikostnaderna sjunker stadigt och kostnaden för bensinbilar stiger (se nedan), kommer fler köpare långsamt att vara villiga att överväga dem.

Kostnaderna kommer att sänkas

Batterielektriska bilar med intervall 70 till 100 mil kommer sannolikt inte att användas som hushållets enda bil, men med det genomsnittliga amerikanska hushållet som nu äger mer än 2 bilar, gör de fina andra bilar.

Deras dolda fördel? De är så effektiva, och el är relativt så billigt mot bensin, att de i allmänhet kostar en tredjedel till en femtedel så mycket per mil att köra som bensinbilar.

Image

pengar

Och underhåll på elbilar är ganska mycket begränsat till torkarblad och däck.

Till och med bromsbeläggarna håller mycket längre, eftersom de använder regenerativ bromsning för att bromsa bilen genom att vända motorn till en generator för att sätta tillbaka energi i batteripaketet när bilen saknar.

Men plug-in-bilar kommer att ta ett decennium eller mer för att nå en betydande marknadsandel.

På kort sikt kommer det troligtvis att vara bensin- eller dieselmotorer för dig (eller kanske en hybrid).

Åtminstone tills du upptäcker att elbilar är mycket trevligare att köra.

Då måste du bestämma hur mycket - om något - som är värt för dig.

HÖGRE KOSTNADER

Mängden bränsle som sparas av nyare och effektivare fordon är betydande, och under ett fordons genomsnittliga livslängd kommer det att göra en stor skillnad i ägarnas gasräkning.

Under fem år sparar 1 250 gallon bensin - eller $ 6 000 förutsatt $ 4 per gallon bensin genom att öka bränsleekonomin för en bil som körs 15 000 mil per år från 20 mpg till 30 mpg.

Problemet är att besparingarna surrar över tiden, medan inköpspriset kommer fram.

$ 3000 mer till 2025?

EPA uppskattar att för att följa 2025 CAFE-regler kommer priset på ett genomsnittligt fordon att stiga nästan 3 000 dollar i riktiga dollar mellan 2012 och 2025.

Det är lite mindre än 10 procent av det genomsnittliga försäljningspriset på $ 31 000, men det räcker för att prissätta några marginella köpare från marknaden för nya bilar.

Och många biltillverkare säger privat att de tycker att EPA: s uppskattningar är alldeles för låga, med vissa som antyder att den verkliga prisökningen kan vara dubbelt så stor.

Bilföretag har tyvärr en historia av gråtande varg över varje ny reglering - de kämpade säkerhetsbälten, utsläppskontroller, krockkuddar, krocksäkerhetstester, regler för gassträckor och i princip alla andra regler som skulle påverka deras produkt - så det är svårt att veta vad de verkliga siffrorna är.

Image

2011 Chevrolet Volt och 2013 Tesla Model S [foto: David Noland]

Öppning för elbilar

Det kan ge en öppning för plug-in elbilar, eftersom batterikostnaderna sjunker cirka 7 procent per år medan kostnaderna för förbränningsmotorbilar stiger.

Vid någon tidpunkt - kanske 2020, antyder vissa - kommer massmarknadsköpare att börja överväga plug-in-bilar när deras prispremie inte är mer än skillnaden mellan en bensinbils lägsta och högsta trimnivå.

Från och med nu fram till 2025 verkar det dock tydligt att tekniken för att effektivisera nya bilar kommer till ett pris.

Tyvärr är lata, slösa, ineffektiva bilar enklare och billigare att göra idag än ultraeffektiva.

TIDIGARE ..

  • Del I: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna driver: Aerodynamik och vikt
  • Del II: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna driver: motorer och transmissioner

_______________________________________________