Debuts ng General Motors ang baterya na de-kuryenteng Bolt, na nangangako
magkaroon ng 200-mile range at gastos tungkol sa $ 30,000. GM, CC BY

n isang pagsisikap upang jumpstart ampon ng fuel cell electric sasakyan, Toyota Motors mas maaga buwan na ito ginawa ng higit sa 5,600 patente available sa iba pang mga carmakers. Pagkalipas ng ilang araw, ipinakilala ng General Motors ang electric bolt, isang de-kuryenteng sasakyan na dinisenyo upang magpatakbo ng mga 200 na milya sa mga baterya.

Sa mga automakers, samantala, patuloy na bumuo ng iba pang mga uri ng mga electric sasakyan: plug-in hybrids at hybrid electrics.

Ang mga sasakyang de-kuryente ay ang pinaka-maaasahan na alternatibo sa maginoo na gasolina at diesel-powered na mga kotse. Ngunit paano naiiba ang bawat teknolohiya? At ano ang mga kamag-anak na benepisyo at komersyal na hamon sa bawat isa?

How We Got Here

Magsimula tayo sa pagkakatulad. Ang mga sasakyang de-kuryenteng plug-in ng baterya (BEV), hybrid electric sasakyan (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), at hydrogen fuel cell electric vehicles (FCEVs) ay lahat ng mga electric na sasakyan. Ang lahat ng ito ay itinutulak ng motor na de koryente at may mga baterya upang mag-imbak o magtustos ng kuryente ayon sa kailangan at sumipsip ng enerhiya kapag pinupunan ang sasakyan.

Ang ilan sa mga sasakyang ito ay maaari ring makabuo ng koryente sa board, alinman sa pamamagitan ng gasolina na pinapatakbo ng combustion engine o hydrogen-powered fuel cell.

Ang lahat ng mga ito ay kumakatawan sa isang pangunahing break mula sa gasolina combustion mga sasakyan drive namin ngayon sa tatlong paraan: ang drivetrain ay electric, sa halip na mekanikal; ang engine sa ilalim ng hood ay electrochemical sa halip ng combustion-based; at ang gasolina ay koryente at hydrogen, sa halip na gasolina.

Ang mga pwersa sa likod ng mga teknolohikal na pagbabago ay nagsimula sa huli 1980s sa pagkilala sa mga tagagawa ng sasakyan na limitado ang pang-matagalang availability ng petrolyo at ang isang alternatibong plataporma ng sasakyan at gasolina ay kinakailangan upang matiyak ang isang mabubuting modelo ng hinaharap na negosyo. Ang hydrogen ay napili bilang gasolina at isang landas ng 25 na taon para sa komersyalisasyon ng sasakyan ng gasolina.

Dahil sa 1990, tatlong karagdagang pwersa ang lumitaw upang higit pang patunayan ang desisyon na i-target ang hydrogen fuel cell vehicle bilang produkto ng hinaharap, kabilang ang pagbabago ng klima, mga patakarang pabor sa pagsasarili ng gasolina, at mga regulasyon sa kalidad ng hangin, kapansin-pansin sa California.

Baterya Electric Vehicles (BEV)

Gayunpaman, sa nakalipas na limang taon, nagkaroon ng muling pagdaloy ng mga sasakyang de-kuryenteng baterya, na umaasa lamang sa lakas ng baterya. Kasama sa mga halimbawa ang Nissan Leaf, ang GM Spark at ang Kia Soul. Matapos ang 40 sa 60 na milya, ang mga baterya ay maubos at kailangang ma-recharged sa pamamagitan ng plugging sa isang tirahan circuit o 220-bolta, layunin-built charger sa isang komersyal na sentro o lugar ng trabaho. Ang oras ng pag-charge ay nakasalalay sa boltahe, ang teknolohiya ng charger at ang "katayuan ng baterya" (ibig sabihin, kung magkano ang baterya ay naubos) ngunit sa pangkalahatan ay nangangailangan ng isa hanggang anim na oras upang ganap na singilin ang sasakyan.

Ang isang BEV ay kaakit-akit dahil ang hanay nito ay nakakatugon sa karamihan ng mga biyahe na kinuha ng publiko, ang pag-recharge sa bahay ay maginhawa, at ang pagmamaneho ay walang vibration at tahimik. Ang laki ng sasakyan ay medyo maliit, na nagbibigay ng mahusay na kadaliang mapakilos at medyo madaling paradahan, at walang mga air pollutant sa panahon ng pagmamaneho. Ang BEV ay may potensyal na balansehin ang electric grid sa pamamagitan ng pagsingil sa magdamag kapag ang mga mapagkukunan ng grid ay hindi magagamit.

Ang pagtatrabaho laban sa BEVs ay ang oras na kinakailangan upang muling magkarga ang sasakyan at ang saklaw ng pagkabalisa - iyon ay, pag-aalala sa limitadong hanay ng pagmamaneho - nakaranas ng mga drayber, na epektibong binabawasan ang kapaki-pakinabang na saklaw ng sasakyan. Gayundin, ang pag-charge ay maaaring ma-stress ang electric grid at may mga kaso kung saan walang singilin ang imprastraktura na magagamit, lalo na para sa mga taong nakatira sa mga apartment.
Kasunod ng zero zero emissions ng sasakyan sa California, ang BEVs ay unang na-commercialize sa 1990s ngunit ang market ay bumagsak sa 2000s. Mayroong maraming mga pasahero kotse na magagamit para sa pagbebenta o lease, ang merkado ay nasubok ngayon upang masuri ang pampublikong pangangailangan para sa limitadong hanay, ngunit maginhawang sasakyan. Ang mga pag-unlad sa teknolohiya ng baterya ay may potensyal na dagdagan ang saklaw.

Hybrid Electric Vehicles (HEV)

Ang hybrid electric na sasakyan ay isang BEV na may gasolina ng combustion engine na nakasakay upang makabuo ng koryente at ilipat ang kotse kasabay ng motor na de koryente. Maaari silang magbigay ng parehong mga tao 300-milya ang inaasahan sa isang maginoo gasolina sasakyan. At sa mga advanced na mga kontrol ng software, ang pagkasunog ng makina ay nakikipag-ugnayan sa mga baterya upang makamit ang mataas na kahusayan at mababang paglabas ng mga pollutant.

Ang HEVs ay inaalok para sa pagbebenta sa Estados Unidos mula noong 2000, kasama ang Prius, unang ipinakilala ng Toyota sa Japan sa 1997, isang kilalang halimbawa. Sa 2012 at 2013, ang Prius ang pinakamahusay na nagbebenta ng sasakyan sa California na may higit sa pitong milyong sasakyan na nabenta, na nagpapakita ng positibong pagtanggap ng sasakyan ng sasakyan.

Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEV)

PHEVs ay isang HEV may idinagdag kapasidad baterya na maaaring magbigay ng isang electric drive na hanay ng mga pagitan ng sampung at 60 milya. Ang Chevy Volt, halimbawa, ay maaaring drive halos 40 milya sa lakas ng baterya bago ang isang gasolina generator kicks in. Ito ay nagpapahintulot sa kaginhawahan ng recharging ang baterya magdamag sa bahay at araw-electric range na ang karamihan ng mga pampublikong US ay hindi hihigit. At ang PHEV nagbibigay ng 300-milya saklaw na kung saan ang pagmamaneho pampublikong ay bihasa sa. Ang isang plug-in Prius ay may mas malaking baterya at may isang all-electric
hanay ng tungkol sa 10 milya bago pumasok sa hybrid mode. Toyota 

Hydrogen Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV)

Ang mga fuel cell na sasakyan ay hybrid electric sasakyan na may dalawang pangunahing pagkakaiba. Ang isang fuel cell, isang electrochemical device na tumatagal ng gasolina, tulad ng hydrogen, at oxygen mula sa hangin upang makabuo ng kuryente, ay pumapalit sa engine ng gasolina sa ilalim ng hood. Ang gasolina cell ay may mataas na kahusayan (tatlong beses na ng maginoo gasolina sasakyan) at zero paglabas ng pollutants hangin kapag nagmamaneho. Ang produkto ng reaksyon ay tubig, na kung saan ay naubos sa pamamagitan ng tailpipe na may nitrogen at ilang oxygen na natitira mula sa hangin. At sa halip na tangke ng gasolina, may mga tangke ng imbakang hydrogen. Ang refueling oras ng isang fuel cell sasakyan ay maihahambing sa isang maginoo gasolina ng sasakyan at gasolina ay maaaring ma-sour domestically.

Ang ilan sa mga hamon na nauugnay sa mga sasakyang cell ng gasolina ay ang limitadong bilang ng mga istasyon ng paglalagay ng haydrodyen sa buong bansa. Ang California ay ang pinaka-haydreyt na mga istasyon ng paglalagay ng gasolina sa US, na may 51 na inaasahang mag-ooperasyon sa pagtatapos ng 2015, sa paglipas ng 70 sa dulo ng 2017, at 100 sa pamamagitan ng 2020. Animnapu't walong istasyon ang itinuturing na ang unang minimum upang suportahan ang pagtanggap ng mga sasakyang cell ng gasolina sa Estado.

Pupunta pasulong

Ang merkado ay ang pagtuklas na ang BEV ay isang kaakit-akit na pampuno (hindi kapalit) sa maginoo gasolina sasakyan. Ang HEV at PHEV na pinapatakbo ng gasolina ay umuusbong upang matugunan ang mga regulasyon sa kapaligiran habang pinapanatili ang pangkalahatang karanasan sa pagmamaneho ng hanay at sukat na nakasanayan ng merkado.

Ang gastos ng mga sasakyan at ang halaga ng pagmamaneho ng mga sasakyan ay, para sa lahat ng mga praktikal na layunin, mapagkumpitensya at nakakahimok. Depende sa gastos ng kuryente at sa gastos ng gasolina, ang gastos sa bawat milya ay maaaring mapapabuti ang isa o ang isa pa. Ang PHEV ay nagbibigay ng customer na may opsyon na gamitin ang alinman sa kuryente o gasolina.

Ang fuel cell electric sasakyan ay umuusbong bilang natural na ebolusyon ng hybrid at plug-in electric hybrid. Bilang resulta, ang isa ay maaaring makitang ang BEV at ang FCEV ay kumakatawan sa mga alternatibong susunod na henerasyon sa conventional at hybridized gasoline na sasakyan para sa pagtupad sa mga pangangailangan sa transportasyon ng light duty. Ang BEV ay nagbibigay ng kaginhawahan at kadaliang mapakilos, at ang FCEV ay nagbibigay ng hanay, kakayahang umangkop sa laki ng sasakyan, at mabilis na paglalagay ng gasolina. Ang parehong mga sasakyan ay nakakamit ang pagsasarili ng gasolina, isang paghihiwalay mula sa geo-pulitika, at kaakit-akit mga katangian ng kapaligiran.

Ang gastos sa pagbili at gastos sa pagpapatakbo ng baterya ng kuryente at fuel cell na sasakyan ay maihahambing ngayon. Malamang na ang gastos ng hydrogen ay mababawasan sa hinaharap dahil sa kumpetisyon sa merkado at paglago sa teknolohiya at ang gastos ng kuryente ay tataas. Ito ay nangangahulugan na ang gastos sa bawat milya ng pagpapatakbo ng fuel cell electric sasakyan, kumpara sa isang baterya electric sasakyan, ay malamang na maging mas mababa.

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap
Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Tungkol sa Ang May-akda

Si Dr. Scott Samuelsen ay isang Propesor ng Mechanical, Aerospace, at Environmental Engineering sa University of California, Irvine (UCI). Siya ang Direktor ng Advanced Power at Enerhiya Program, ang UCI Combustion Laboratory, at ang National Fuel Cell Research Center para sa US Department of Energy at ang California Energy Commission. Si Propesor Samuelsen ay namumuno sa California Stationary Fuel Cell Collaborative, isang natatanging pampublikong-pribadong alyansa na tumutugon sa kritikal na teknolohiya at mga hadlang sa merkado upang mapabilis ang komersyalisasyon ng mga advanced na sistema ng pagbuo ng kuryente.