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专家现身 Hybrid迷思大破解

2020-06-14 阅读(6975)
车商 专家说法大公开

在纯电动车时代尚未来临之前,Hybrid油电混合动力似乎已成为未来汽车动力的主流趋势,不过儘管Hybrid这套系统发展至今已十多年,且整个成熟度与稳定性表现已达到高标水準,但人们对于Hybrid这套系统所採用的镍氢电池组似乎还存在着各种的疑问与迷思,譬如电池组在撞车时会不会发生爆炸起火?电池组在淹水后会不会发生漏电及触电情况?甚至电池组在作动时会不会排放出毒气以及释放出有害人体的电磁波……等等问题。而针对这些会让乡民们产生误解与迷思的相关问题,本刊特地找来了车厂的Hybrid担当,看他们怎幺说?此外,更访问了专研複合电动车与金属燃料电池技术的学者专家,以学术研究与科学的角度来解答这些问题,让民众对于Hybrid的电池组有更正确以及深入的认识与了解。


专家现身 Hybrid迷思大破解车商代表 陈震昀职称 Toyota商品企划部课长专业领域 电动车、Hybrid车种导入担当
专家现身 Hybrid迷思大破解学者专家代表 黄国修学历 美国密西根大学机械工程博士职称 台北科技大学车辆工程系教授兼系主任专业领域 绿色能源科技、複合电动车、金属燃料电池、可回收内燃机废能的複合气动系统
Q1.Hybrid电池组在发生严重撞击后是否会发生爆炸与起火现象?

车商说法→以Hybrid车款来说,其电池组皆设计在行李厢底板内或后座椅下方,如此可预防车辆在遭受正面撞击时对电池组的直接伤害,再者,Hybrid电池组周围皆设计有强化钢樑围绕,所以就算车辆遭撞击也都会是在车体安全结构範围里面,因此安全性相当高。但倘若是遭受强烈严重撞击,导致黏稠的电池液与电解板等材质会流漏出来,但在「全面断电」的安全保护措施前提下,不仅不会发生触电的情况,更不会有通电的情况而导致爆炸或起火的现象。另外,在国外原厂亦针对Hybrid电池组进行无数次的撞击测试,来检验其安全性与稳定性,而从所获得的资料显示,并未有电池组在经过强烈撞击后而发生爆炸或起火的情况。


专家现身 Hybrid迷思大破解为了避免车辆撞击而损毁电池组,通常Hybrid车款的电池组都会设计行李厢底板或后座椅下方,以车身结构来保护电池组。

专家说法→车厂在推出Hybrid车款之前,绝对有想到电池组可能会因撞击而产生爆炸或起火的问题,因此会藉由不断的测试与修正来降低这类问题的产生机率,当然强化电池周围的机械结构设计也是其中的一道防範措施,只不过若仅靠这一道是不够的,且若以科学工程的角度切入来看,在某些状况下Hybrid电池在撞击之后是有可能会发生爆炸及起火的状况,就跟汽油车一样,在同样在某些条件与状况下仍会发生起火的情况,也就是说当时的条件因素已经跳离在所设定的防护範畴或防呆程度之外,预想不到的情况就会发生,而当电池发生严重撞击,内部正极与负极的电极板在相互碰触后,即会造成短路现象,进而产生高热而起火燃烧,最后更会产生气体高压而发生爆炸情况,只不过这样的机率非常的小。


专家现身 Hybrid迷思大破解电池组遭撞击后,里头正极与负极电极板相互接触后,即会造成短路产生高热,进行起火燃烧。
Q2.Hybrid电池组在遭受水淹没之后,会不会发生漏电以及触电的危险?

车商说法→针对Hybrid电池组有两项防止触电的安全措施设计,一是隔离、二是断电;在隔离部分,包括电池组、PCU控制模组以及高压电线等都採用绝缘材质来跟车体结构进行绝缘隔离,因此儘管电池组与高压线组等遭水浸泡,也会因为有绝缘隔离设计,让民众在触摸车体时不会发生触电情况。再者,包括电池组与PCU组件也都是被密封在金属板里面,因此就算是有水侵入,造成里面电线短路,也都会隔绝在电池模组里面,而不会外漏出来发生触电情况。至于断电部分,则是无论侦测到撞击或线路短路的现象后,即会立刻自动切断电源进行保护,因此并不会有被触电的危险发生。只不过电池组在遭受水淹没之后,整个电路就会因短路而失效,必须更换全新的电池组才行。


专家现身 Hybrid迷思大破解透过电能管理系统的监测,一旦侦测到电池短路现象,即会立刻切断电源,以避免发生漏电与被触电的危险。

专家说法→Hybrid电池组以及所採用的高压线组等皆会採用绝缘材质来进行包覆,以防因漏电而发生触电的危险,这是最基本的安全保护设计,因此儘管整颗电池浸泡在水里,也会因为有绝缘材质而不会发生触电的情况;再者,透过电能管理系统的监测,也能立即侦测到电池短路现象而立即切断电源,避免触电状况发生,这是第二道防範措施。不过还是要重申先前所讲的,只要是机械设计工程就不可能做到百分之百的完美与保护,在正常标準规範与使用操作下,可能不会发生任何事端,但一旦这变数与环境因素超过了所使用的条件标準,问题就会发生;就像电池是否泡了水就会整个挂掉?答案是不一定,因为这要取决于泡多深的水以及泡了多久水,因为各种条件因素将会影响最后的结果。


专家现身 Hybrid迷思大破解高压电线组会以橘色的绝缘材质进行包覆,一来可避免触电,二来可以阻隔电池所释放出的电磁波。
Q3.Hybrid电池组在作用时会产生电磁波甚至释放出危害人体的有毒气体?

车商说法→Hybrid电池组在作用时是会产生「电磁波」的,甚至包括所使用的高压缆线也都会释放出电磁波,只不过这电磁波乃绝大部分被隔绝在金属保护盖内,而高压缆线的电磁波也会被所採用的橘色绝缘材质所有效隔绝,因此原厂所测得的Hybrid电磁波数据,是与一般车辆相差无几的,且都在不会对人体造成伤害的範围内。
至于Hybrid所採用的镍氢电池组是否会释放出有毒气体?目前是没有任何资料与数据显示是会的(仅得知镍镉电池会释放有毒气体),倘若真会排出微量有毒气体,这些气体也都会直接被排出车室外的,因为Camry Hybrid及Prius Hybrid车款在座椅旁边都设计有「进气孔」装置,这些进气孔是将冷空气导入电池模组里面来冷却电池组,而封闭的电池模组内下方还设有排气孔,可将热气体往底盘下方排出,因此即便电池组真会排出气体,这些气体是不会往车室里头去,而是会往车外排出的。


专家现身 Hybrid迷思大破解电池组在作用时是会释放出电磁波,不过这些电磁波大部分会被金属保护盖所隔绝,人体所接受的量与一般车款相差无几。

专家说法→包括小小的电线甚至是人体身上的皮肤都会释放出电磁波的,更何况Hybrid车款所配置的大型电池组,只是在设计时,这些电磁波大部分都会被有效的进行隔绝,少量被释出的电磁波也都在人体可接受的範围内,这些车厂都有实际的测试数据资料可供查证。至于镍氢电池组在作用时,确实会因为化学的相互作用而产生非常微量的气体,只是这些气体并非有毒性,且量也小到不足以对人体产生影响。而目前知道的是镉镍电池以及钠硫蓄电池,在某些条件下会有潜在的毒性以及对环境造成污染,许多国家都已限制发展和使用该类电池。


专家现身 Hybrid迷思大破解镍氢电池所排出的气体非常微量且无毒性,并不会对人体健康产生影响。
Q4.Hybrid电池组的寿命会逐年变差?且维修成本比一般汽油车款贵很多?

车商说法→基本上无论是什幺种类的电池,其寿命一定会逐年愈变愈差的,因为电池的材质会久了就会出现裂化现象,效能也会愈衰退,包括Hybrid车款所大量採用的镍氢电池也是一样。不过有些人就认为镍氢电池因有记忆效应问题,因此电池寿命没几年就会挂掉了,但其实不然,因为Toyota所採用的镍氢电池,在正常使用下其寿命都在10年以上甚至达20年都没换过,但为何会有如此好的寿命效能呢?主要是因为Toyota Hybrid车款皆配置有SOC(State of Charge)电源管理系统,透过此系统的监控,能够将电池的电量控制在40%~80%这个範围,也就是说当电池电量下滑至40%后就会主动启动引擎充电,而在充电量达80%之后就会停止充电,因此在不过充、过放且冷却效果正常的情况下,不仅损坏的机率相当低,电池组的寿命更得以延长。
至于Hybrid车款的维修保养费用是不是比一般汽油车还贵?其实不然,大家可能受到Hybrid车价比较贵所以维修保养一定比较贵的因素影响吧!可从下列表格就能清楚知道Hybrid车款的保养费用其实是与一般车辆相差无几的。


专家现身 Hybrid迷思大破解Hybrid车款的保养费用与项目与一般汽油车款大同小异,唯电池故障更新得额外付出一笔不小的费用。

专家说法→无论是哪一种类的电池,其寿命与充电效能当然会与使用时间成正比而逐年衰退,不过使用寿命与衰退情况则是跟所设定的充电与放电情况有密切关係。以Toyota Hybrid车系所搭载的电池组为例,因为所设定的充、放电之间的区域并不广(约仅在40%~80%之间),因此在负荷不大的使用下,电池寿命相对可以拉长,甚至使用了10年以后,其充电效能也能保持一定的水準,不过在这般充放电的範围之下,其省油性也相对地受到影响,无法发挥该套Hybrid系统最大的省油性。
至于维修保养成本,因为同样有配置内燃机引擎,因此保养维修项目与费用会与一般汽油车款相差不多,但这是在电池组一切安好的情况下;也就是说若Hybrid车款的维修费用会比一般汽油车还要贵的话,那问题绝对是在电池组身上,毕竟电池组是最大维修保养成本的来源,尤其在故障必须整颗电池更新的情况下,支出费用自然会比一般汽油车高出许多。


专家现身 Hybrid迷思大破解Hybrid电池组的寿命与充电效能会随着时间与使用状况而逐年衰退。
Q5.Hybrid车款其实没有比较省油?尤其高速行驶时更不省油?

车商说法→Hybrid车款在走走停停的市区行驶,绝对会比一般汽油车款来得省油,因为只要车速在约40km/h以下时,绝大部份会採电力模式行驶,除非再催踩油门,引擎才会自动介入,但儘管如此还是比全程使用引擎来得省油许多。至于高速行驶时,或许大家会误解为此时全部都是运用引擎来驱动行驶,因此耗油量跟一般汽油引擎并无差别,但这观念是不正确,因为儘管是高速行驶,此时电动马达与汽油引擎是双管齐下作动的,虽然汽油引擎出力时间佔大部分,但电动马达却会适时地介入行驶,因此所需耗油量也会比一般传统汽油车款来得少些。


专家现身 Hybrid迷思大破解在市区低速行驶时,仅藉由电池提供电力来驱动车辆前进,因此耗油量会比一般内燃机汽车还要省。

专家说法→Hybrid车款由于在低速时会以电力模式行驶,再加上停红绿灯时其内燃机引擎也会停止作动(除非电池电力不够,需启动引擎进行充电),因此在走停的市区行驶时的油耗表现肯定会比一般汽油车款好上许多;至于Hybrid车款在高速行驶时是否也会比较省油,理论上应该要如此,因为在高速行驶时,除了内燃机引擎会持续运作外,另外还有电动马达会随时介入,在综效马力输出下,驾驶者除可获得想要的性能外,耗油量也会相对减少些,至于能省多少就得视油门的深浅与路况来决定了。


专家现身 Hybrid迷思大破解Hybrid车款在高速行驶时,除了採引擎动力驱动车辆外,电动马达也会适时地介入来提供动力。
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