مقایسه BEV، PHEV و HEV برای خودروهای انرژی جدید

چشم‌انداز خودرو در حال تغییر لرزه‌ای است و از صدای آشنای موتورهای احتراق داخلی (ICE) به سمت سکوهای آرام‌تر و برق‌دار حرکت می‌کند. برای خریداران احتمالی، این انتقال یک 'سوپ الفبای' گیج کننده از نام های اختصاری جدید ارائه می کند: BEV، PHEV، و HEV. درک تفاوت های فنی و عملی بین این فناوری ها فقط یک تمرین آکادمیک نیست. برای اطمینان از تجربه مالکیت مثبت و بازده طولانی مدت سرمایه گذاری شما بسیار مهم است. انتخاب اشتباه می تواند منجر به ناامیدی از شارژ، هزینه های غیرمنتظره یا وسیله نقلیه ای شود که به سادگی با سبک زندگی شما سازگار نیست. این راهنما یک تفکیک مبتنی بر داده ارائه می دهد تا به شما در انتخاب درست کمک کند ماشین برقی با انرژی جدید بر اساس هزینه کل مالکیت، زیرساخت های موجود و عادات رانندگی منحصر به فرد شما.

خوراکی های کلیدی

• BEV ها کمترین هزینه های عملیاتی را ارائه می دهند اما به زیرساخت شارژ اختصاصی و برنامه ریزی برای سفرهای طولانی نیاز دارند.

• PHEV ها به عنوان یک فناوری 'پل' عمل می کنند، ایده آل برای کسانی که رفت و آمدهای کوتاه روزانه و نیازهای گاه به گاه مسافت های طولانی دارند.

• HEV ها بالاترین انعطاف پذیری را بدون نیاز به 'plug-in' ارائه می دهند و آنها را به بهترین انتقال برای خریداران بدون شارژ خانه تبدیل می کند.

• عملکرد زمستانی: سیستم‌های مدیریت حرارتی مدرن (BMS) تلفات برد را کاهش می‌دهند، اما دما یک متغیر کلیدی برای کارایی BEV است.

• واقعیت بازار: در حالی که BEV ها هزینه های اولیه بالاتری دارند، هزینه های نگهداری و انرژی در هر مایل آن ها به طور قابل توجهی کمتر از همتایان ICE و HEV است.

طیف الکتریکی: تعریف BEV، PHEV و HEV

پیمایش در دنیای وسایل نقلیه الکتریکی با درک فناوری‌های اصلی که به آنها نیرو می‌دهد آغاز می‌شود. هر نوع نشان دهنده نقطه متفاوتی در طیف از بنزینی گرفته تا کاملاً الکتریکی است که مزایا و معاوضه های متفاوتی را ارائه می دهد.

وسایل نقلیه الکتریکی با باتری (BEV)

یک وسیله نقلیه الکتریکی باتری دار همان چیزی است که اکثر مردم وقتی به یک EV فکر می کنند تصور می کنند. این خودروها کاملاً با برق ذخیره شده در یک بسته باتری بزرگ کار می کنند. آنها آلایندگی لوله اگزوز صفر دارند و تجربه رانندگی بی صدا و روانی را ارائه می دهند. BEVها باید برای شارژ مجدد به یک منبع تغذیه خارجی وصل شوند، شبیه به یک گوشی هوشمند. نمونه‌های بارز آن عبارتند از تسلا مدل 3، BYD Seal و نیسان لیف. جذابیت اصلی آنها در سادگی و هزینه های اجرایی بسیار پایین آنها نهفته است.

خودروهای برقی هیبریدی پلاگین (PHEV)

یک خودروی برقی هیبریدی پلاگین بهترین‌های هر دو جهان را ترکیب می‌کند. این خودرو دارای یک موتور الکتریکی و یک موتور بنزینی است که یک سیستم انتقال قدرت دوگانه ایجاد می کند. مانند BEV، یک PHEV را می توان به برق وصل کرد تا باتری کوچکتر خود را شارژ کند، که معمولاً 20 تا 50 مایل برد الکتریکی خالص را فراهم می کند. این اغلب برای یک رفت و آمد متوسط ​​روزانه کافی است. پس از اتمام باتری، خودرو به طور یکپارچه مانند یک هیبریدی معمولی با استفاده از موتور بنزینی کار می کند. این 'اضطراب محدوده' مرتبط با BEV ها را از بین می برد و آن را به یک فناوری پل محبوب تبدیل می کند.

وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی (HEV)

خودروهای الکتریکی هیبریدی، مانند تویوتا پریوس اصلی، اولین خودروهای برقی بازار انبوه بودند. یک HEV هم موتور الکتریکی و هم موتور بنزینی دارد، اما باتری کوچک آن را نمی توان برای شارژ به برق وصل کرد. در عوض، خود را از طریق فرآیندی به نام ترمز احیاکننده شارژ می‌کند که انرژی از دست رفته را در طول کاهش سرعت جذب می‌کند. موتور الکتریکی به موتور بنزینی، در درجه اول در هنگام شتاب گیری و در سرعت های پایین، کمک می کند تا راندمان سوخت را بهبود بخشد. شما به سادگی آن را با بنزین پر می کنید و بدون تغییر در عادات سوخت رسانی خود رانندگی می کنید.

عامل 'خفیف' (MHEV)

اصطلاح جدیدتری که ممکن است با آن روبرو شوید، خودروی الکتریکی هیبریدی ملایم (MHEV) است. اینها کم برق ترین گروه هستند. MHEV ها از یک سیستم الکتریکی کوچک 48 ولتی و موتور ژنراتور برای کمک به موتور استفاده می کنند، در درجه اول برای عملکردهایی مانند سیستم استارت-استاپ و ایجاد یک افزایش قدرت کوچک در طول شتاب. با این حال، یک MHEV نمی تواند ماشین را به تنهایی با برق حرکت دهد. این یک فناوری ظریف صرفه جویی در سوخت است تا یک تجربه رانندگی الکتریکی واقعی.

مجموع هزینه مالکیت (TCO) و محرک های ارزش فروش مجدد

قیمت برچسب تنها شروع داستان مالی یک خودرو است. هزینه کل مالکیت (TCO) با در نظر گرفتن سوخت، نگهداری، بیمه و استهلاک طی چندین سال تصویر کامل تری را ارائه می دهد. در اینجا نحوه چیدمان BEV، PHEV و HEV آمده است.

سرمایه گذاری اولیه در مقابل مشوق ها

به طور کلی، BEV ها بالاترین قیمت اولیه خرید را دارند، به دنبال آن ها PHEV ها، و سپس HEV ها، که اغلب نزدیک به همتایان بنزینی خود قیمت دارند. این تفاوت هزینه اولیه می تواند قابل توجه باشد. با این حال، مشوق های فدرال، ایالتی و محلی می توانند به طور چشمگیری معادله را تغییر دهند. اعتبارات مالیاتی و تخفیف‌ها اغلب برای خودروهایی با باتری‌های بزرگ‌تر هدف قرار می‌گیرند، به این معنی که BEV و PHEV بیشترین مزایا را دریافت می‌کنند که می‌تواند به تعادل هزینه اولیه کمک کند و آنها را با HEVs رقابتی‌تر کند.

هزینه های عملیاتی

اینجاست که خودروهای برقی می درخشند. هزینه برق یک BEV به طور چشمگیری کمتر از سوخت یک خودروی بنزینی است. معیارهای صنعتی اغلب هزینه هر مایل یک BEV را حدود 4 سنت (بر اساس میانگین نرخ برق ایالات متحده) قرار می دهند، در حالی که یک خودروی بنزینی قابل مقایسه (شامل بسیاری از HEV) می تواند 10 سنت در هر مایل یا بیشتر باشد. برای راننده ای که 12000 مایل در سال را طی می کند، این به تنهایی به صرفه جویی سالانه بیش از 700 دلار در سوخت تبدیل می شود.

بررسی اجمالی هزینه عملیات و تعمیر و نگهداری

نوع وسیله نقلیه	میانگین هزینه در هر مایل	موارد تعمیر و نگهداری	پیچیدگی
BEV	~ 0.04 دلار	لاستیک، ترمز، فیلتر هوای کابین، خنک کننده باتری	کم
PHEV	متغیر (برق + گاز)	همه موارد BEV + تعویض روغن، فیلتر موتور، سیستم اگزوز	بالا
HEV	~ 0.08 - 0.10 دلار	همه موارد ICE (روغن، گیربکس و غیره) + اجزای سیستم هیبریدی	متوسط

واقعیت های نگهداری

BEV ها مزیت قابل توجهی در نگهداری طولانی مدت دارند. بدون موتور، نیازی به تعویض روغن، شمع، تسمه تایم یا سیستم اگزوز ندارند. پیشرانه قطعات متحرک به شدت کمتری برای فرسودگی دارد. ترمز احیا کننده همچنین سایش لنت ها و روتورهای ترمز سنتی را کاهش می دهد. در مقابل، یک PHEV پیچیده ترین از این سه است، زیرا شامل یک پیشرانه الکتریکی و یک سیستم موتور احتراق داخلی کامل است که نیاز به تعمیر و نگهداری در هر دو دارد. HEV ها مشابه خودروهای سنتی هستند اما با اجزای هیبریدی اضافه شده اند.

استهلاک و سلامت باتری

نگرانی های اولیه در مورد تخریب باتری و هزینه های جایگزینی منجر به استهلاک بالاتر برای BEV ها شد. با این حال، این روند در حال تثبیت است. داده‌های شرکت‌هایی مانند Recurrent Auto نشان داده‌اند که خرابی فاجعه‌بار باتری نادر است، با نرخ تعویض حدود 2.5٪ در ده‌ها هزار وسیله نقلیه مورد مطالعه. باتری‌های مدرن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که عمر خودرو را دوام می‌آورند و ضمانت‌نامه‌ها معمولاً 8 سال یا 100000 مایل را پوشش می‌دهند. با رایج‌تر شدن ابزارهای ارزیابی سلامت باتری، شفافیت در حال افزایش است که به تثبیت ارزش‌های فروش مجدد در بازار خودروهای دست دوم کمک می‌کند.

زیرساخت و اجرا: شارژ در مقابل سوخت رسانی

نحوه 'سوخت‌گیری' وسیله نقلیه‌تان شاید بزرگ‌ترین تغییر در سبک زندگی هنگام تغییر به خودروی برقی باشد. دسترسی شما به زیرساخت شارژ عامل اصلی در تعیین اینکه کدام فناوری برای شما مناسب است خواهد بود.

شارژ خانه (سطح 1 در مقابل سطح 2)

برای دارندگان BEV و PHEV، اکثریت قریب به اتفاق شارژ در خانه یک شبه اتفاق می‌افتد. این ارزان‌ترین و راحت‌ترین راه برای اطمینان از شروع هر روز با 'مخزن پر' است.

• شارژ سطح 1: این از یک پریز دیواری استاندارد 120 ولت استفاده می کند. بسیار کند است و فقط 3-5 مایل در ساعت به برد اضافه می کند. ممکن است برای باتری کوچکتر PHEV کافی باشد، اما به طور کلی برای BEV به عنوان یک روش شارژ اولیه غیرعملی است.

• شارژ سطح 2: برای این کار به یک پریز 240 ولت (مشابه خشک کن برقی) و یک ایستگاه شارژ اختصاصی نیاز است. این استاندارد طلایی برای شارژ خانگی است که 25 تا 40 مایل در ساعت برد را اضافه می کند و به راحتی هر BEV یا PHEV را در طول شب از بین می برد.

شارژ سریع عمومی (DCFC)

شارژ سریع جریان مستقیم (DCFC) برای سفرهای جاده ای طولانی طراحی شده است. این ایستگاه‌ها مبدل AC به DC خودرو را دور می‌زنند و برق DC با ولتاژ بالا را مستقیماً به باتری می‌رسانند و BEV را قادر می‌سازند تا صدها مایل برد را در 20 تا 40 دقیقه اضافه کند. این یک فناوری کلیدی برای زنده ماندن BEV است. با این حال، اکثر PHEV ها از DCFC پشتیبانی نمی کنند زیرا باتری های کوچکتر و معماری شارژ آنها برای چنین سطوح توان بالایی طراحی نشده اند. آنها معمولاً محدود به شارژ عمومی AC سطح 2 آهسته تر هستند.

مزیت 'بدون دوشاخه'.

برای افرادی که در آپارتمان‌ها، کاندوها یا مناطق شهری متراکم بدون دسترسی به پارکینگ اختصاصی یا شارژر خانگی زندگی می‌کنند، نیاز به پلاگین BEV و PHEV می‌تواند مانع مهمی باشد. اینجاست که HEV یک مزیت قدرتمند دارد. این نیاز به هیچ تغییری در رفتار با داشتن یک ماشین بنزینی سنتی ندارد - وقتی باک پمپ بنزین کم است به سادگی از پمپ بنزین بازدید کنید. این باعث می شود HEV ها کاربردی ترین و غالب ترین انتخاب برای میلیون ها راننده باشند.

وابستگی به شبکه

اگر یک BEV را در نظر دارید، ارزیابی شبکه شارژ عمومی محلی شما به اندازه تست رانندگی ماشین مهم است. چشم انداز در حال تکامل است، با سه نوع اتصال دهنده اصلی در آمریکای شمالی: CCS (استاندارد برای اکثر برندهای غیر تسلا)، NACS (استاندارد تسلا، که توسط دیگران پذیرفته شده است)، و CHAdeMO قدیمی (در درجه اول برای نیسان لیف). قبل از خرید، از برنامه هایی مانند PlugShare برای ارزیابی تراکم و قابلیت اطمینان شارژرها در مسیرهای رایج خود استفاده کنید.

عملکرد دنیای واقعی: آب و هوا، محدوده و قابلیت اطمینان

برگه مشخصات یک وسیله نقلیه تنها بخشی از داستان را بیان می کند. نحوه عملکرد آن در شرایط چالش برانگیز - مانند زمستان های یخبندان یا هنگام یدک کشی تریلر - برای یک تجربه مالکیت رضایت بخش بسیار مهم است.

عملیات زمستانی

هوای سرد پاشنه آشیل شیمی باتری لیتیوم یونی است. دمای انجماد واکنش‌های شیمیایی درون باتری را کاهش می‌دهد و هم توان خروجی و هم توانایی آن را برای پذیرش شارژ کاهش می‌دهد. علاوه بر این، گرم کردن کابین خودروهای برقی به انرژی قابل توجهی نیاز دارد، برخلاف خودروهای ICE که در آن از گرمای اتلاف موتور استفاده می شود. در مجموع، این عوامل می توانند محدوده BEV را 20-40٪ در زمستان کاهش دهند. برای مبارزه با این موضوع، خودروهای برقی مدرن از سیستم‌های پیچیده مدیریت باتری (BMS) و پمپ‌های حرارتی بسیار کارآمد استفاده می‌کنند تا باتری را از قبل آماده کرده و کابین را به طور مؤثرتری گرم کنند و تا حدودی از این افت برد را کاهش دهند.

بکسل و بار

برقی شدن مزیت بزرگی در گشتاور به ارمغان می آورد. موتورهای الکتریکی گشتاور فوری را از حالت سکون ارائه می کنند و باعث می شود BEV و PHEV فوق العاده سریع و قدرتمند احساس شوند. این باعث می شود که آنها به طرز شگفت انگیزی قابلیت یدک کشی داشته باشند. با این حال، کشیدن یک بار سنگین، تقاضای عظیم و مداومی را برای باتری ایجاد می کند. هنگام یدک کشی با BEV، انتظار کاهش قابل توجه برد را داشته باشید - اغلب 50٪ یا بیشتر. این به معنای توقف های مکرر و طولانی تر شارژ در سفر است که یک عامل مهم برنامه ریزی است.

قابلیت اطمینان بلند مدت

هنگام ارزیابی قابلیت اطمینان بلندمدت، هر فناوری مشخصات ریسک متفاوتی را ارائه می دهد.

• BEVs: سادگی مکانیکی آنها یک دارایی اصلی است. با قطعات متحرک بسیار کمتر، شکستن کمتری وجود دارد. تمرکز اصلی بر سلامت طولانی مدت بسته باتری ولتاژ بالا است که جزء پر خطر است.

• PHEV ها: به عنوان پیچیده ترین سیستم ها، از نظر تئوری نقاط بالقوه خرابی بیشتری دارند. آنها شامل تمام اجزای یک ماشین سنتی به اضافه یک باتری ولتاژ بالا، موتور و الکترونیک قدرت هستند.

• HEVs: این فناوری بالغ ترین است. دهه‌ها داده‌های دنیای واقعی از مدل‌هایی مانند تویوتا پریوس ثابت کرده است که پیشرانه فوق‌العاده قابل اعتماد و بادوام است.

ماتریس تصمیم: انتخاب خودروی برقی با انرژی جدید

بهترین انتخاب کاملاً به شرایط شخصی شما بستگی دارد. از این ماتریس استفاده کنید تا مشخص کنید کدام نمایه با سبک زندگی و نیازهای شما مطابقت دارد.

نمایه مسافر

اگر رانندگی روزانه شما شامل یک سفر رفت و برگشت کمتر از 40 مایل است و دسترسی مطمئنی به شارژ خانه دارید، PHEV اغلب مناسب است. شما می توانید تقریباً تمام رانندگی روزانه خود را با برق ارزان و تمیز به پایان برسانید و به طور موثر به عنوان یک BEV عمل کنید. اما برای سفرهای آخر هفته یا رانندگی طولانی غیرمنتظره، موتور بنزینی پشتیبان یکپارچه و بدون اضطراب را فراهم می کند. برای این سفرهای کوتاه، جمع و جور ماشین برقی با انرژی جدید می تواند یک گزینه فوق العاده کارآمد باشد.

نمایه طولانی مدت

برای کسانی که به طور مکرر مسافت های طولانی را برای کار یا تفریح ​​رانندگی می کنند، تصمیم گیری دقیق تر است. HEV بدون نیاز به برنامه ریزی برای توقف شارژ، نهایت راحتی را ارائه می دهد. با این حال، یک BEV دوربرد مدرن (با برد بیش از 300 مایل) همراه با یک شبکه شارژ سریع DC قابل اعتماد نیز یک گزینه کاملاً قابل دوام و محبوب است. یک PHEV در اینجا کمتر ایده‌آل است، زیرا باتری کوچک آن در رانندگی‌های بزرگراهی که بیشتر کار را موتور بنزینی انجام می‌دهد، سود کمی دارد.

مدافع پایداری

اگر به حداقل رساندن ردپای کربن شما اولویت اصلی است، یک BEV برنده آشکار از نظر انتشار گازهای گلخانه ای است. در حالی که تولید باتری بزرگ آن بدهی اولیه کربن بالاتری را به همراه دارد، معمولاً در مقایسه با خودروی ICE در طی 1 تا 2 سال اول رانندگی «بازپرداخت می‌شود». انتشار چرخه زندگی یک BEV، که توسط یک شبکه برق سبز فزاینده تغذیه می شود، به طور قابل توجهی کمتر از هر وسیله نقلیه ای است که سوخت های فسیلی می سوزاند.

خریدار آگاه از بودجه

برای خریدار که صرفاً بر روی خط نهایی تمرکز می کند، محاسبه شامل متعادل کردن قیمت خرید پایین تر در برابر هزینه های سوخت بالاتر است. یک HEV اغلب کمترین هزینه اولیه را دارد و نسبت به یک خودروی سنتی صرفه جویی فوری در سوخت ارائه می دهد. برچسب قیمت بالاتر BEV را می توان با صرفه جویی در مصرف سوخت و تعمیر و نگهداری در طول زمان جبران کرد. نقطه 'سرقت'، که در آن BEV به طور کلی ارزان تر می شود، معمولا بین 3 تا 6 سال مالکیت کاهش می یابد، بسته به قیمت گاز، نرخ برق و مشوق های موجود.

نتیجه گیری

انتخاب یک وسیله نقلیه الکتریکی موضوعی است که فناوری را با واقعیت شما همسو می کند. هر گزینه مجموعه ای منحصر به فرد از مبادلات را ارائه می دهد. HEV حداکثر انعطاف پذیری و راحتی را ارائه می دهد و نیازی به عادات جدیدی ندارد. PHEV یک پل همه کاره را فراهم می کند که برای رفت و آمدهای قابل پیش بینی با یک توری ایمنی بنزینی عالی است. BEV خالص ترین، کارآمدترین و کم هزینه ترین تجربه رانندگی را ارائه می دهد، مشروط بر اینکه زیرساخت شارژ برای پشتیبانی از آن را داشته باشید.

در نهایت، تصمیم شما باید توسط دو عامل اصلی هدایت شود. ابتدا دسترسی شارژ خود را ارزیابی کنید. اگر نمی توانید به طور قابل اعتماد در خانه یا محل کار شارژ کنید، یک BEV یا PHEV ممکن است باعث ناامیدی بیشتر از سود شود. دوم، مسافت پیموده شده روزانه خود را تجزیه و تحلیل کنید. این مشخص می کند که آیا محدوده تمام الکتریکی یک PHEV کافی است یا اینکه راندمان برتر یک BEV سرمایه گذاری بلندمدت بهتری است. قبل از تصمیم‌گیری، با پایگاه‌های اطلاعاتی مشوق‌های محلی مشورت کنید تا هزینه واقعی خود را بفهمید و مهم‌تر از همه، زمان‌بندی تست درایوهای پشت سر هم را برای تجربه احساس منحصر به فرد هر سیستم، به‌ویژه تفاوت‌های ظریف ترمز احیاکننده، برنامه‌ریزی کنید.

سوالات متداول

س: آیا BEVها واقعاً هر 8 سال یکبار نیاز به تعویض باتری دارند؟

پاسخ: نه، این یک افسانه رایج است. اکثر سازندگان باتری های خود را حداقل 8 سال یا 100000 مایل گارانتی می کنند و تضمین می کنند که درصد معینی (معمولاً 70٪) از ظرفیت اولیه خود را حفظ می کنند. داده‌های دنیای واقعی نشان می‌دهد که بیشتر باتری‌ها در طول عمر خودرو با تخریب تدریجی و قابل کنترل، نه خرابی ناگهانی، دوام می‌آورند. خرابی های فاجعه بار که نیاز به تعویض کامل دارند بسیار نادر هستند.

س: آیا می توانم PHEV را در سوپرشارژر تسلا شارژ کنم؟

پاسخ: به طور کلی، خیر. شبکه سوپرشارژر تسلا از شارژ سریع DC استفاده می کند، که اکثر PHEV ها برای مدیریت آن مجهز نیستند. علاوه بر این، تا همین اواخر، شبکه از یک اتصال دهنده اختصاصی NACS استفاده می کرد. در حالی که برخی از ایستگاه‌های سوپرشارژر اکنون به 'مجیک داک‌ها' مجهز شده‌اند که شامل یک آداپتور CCS برای BEV‌های غیر تسلا می‌شود، اما هنوز برای PHEV‌ها که به شارژ آهسته‌تر AC محدود می‌شوند، در نظر گرفته نشده‌اند.

س: آیا HEV در همه مناطق به عنوان 'ماشین انرژی جدید' در نظر گرفته می شود؟

پاسخ: بستگی به مقررات خاص دارد. در بسیاری از مناطق، اصطلاح 'وسیله نقلیه انرژی جدید' یا 'خودروهای بدون آلایندگی' برای خودروهایی که می توانند به برق وصل شوند (BEV و PHEV) اختصاص دارد. اینها وسایل نقلیه ای هستند که به طور معمول واجد شرایط دریافت مهم ترین اعتبارات مالیاتی، تخفیف ها و مزایایی مانند دسترسی به خطوط خودرو هستند. هیبریدهای استاندارد (HEV)، در حالی که کارآمدتر از خودروهای بنزینی هستند، واجد شرایط برای این مشوق های سطح بالا نیستند.

س: در زمستان چقدر محدوده را از دست می دهم؟

A: انتظار کاهش دامنه 20٪ تا 40٪ در BEV در هوای یخبندان را داشته باشید. مقدار دقیق به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله میزان استفاده شما از بخاری کابین، اینکه آیا خودروی شما پمپ حرارتی کارآمدی دارد یا خیر، و اینکه آیا باتری و کابین را در حالی که هنوز به برق متصل هستید، از قبل آماده می‌کنید. به عنوان مثال، خودرویی که برای برد 300 مایلی رتبه‌بندی شده است ممکن است در شرایط سخت زمستانی 180 تا 240 مایل را طی کند.