プラグインハイブリッド

プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)はハイブリッド電気自動車であり、このハイブリッド電気自動車は、搭載されたエンジンおよび発電機によって、外部電源にプラグを差し込んでバッテリを再充電することができます。 ほとんどのPHEVは乗用車ですが、PHEVバージョンの商用車とバン、ユーティリティトラック、バス、電車、オートバイ、スクーター、軍用車両もあります。

プラグインハイブリッドは、全電気自動車と同様に、車の排気管から発電網に電力を供給する発電機に排出物を置き換えます。 これらの発電機は、再生可能であってもよいし、内燃機関よりも低排出ガスであってもよい。 グリッドからバッテリを充電すると、オンボードエンジンを使用するよりもコストがかかり、運用コストを削減できます。

大量生産されたプラグインハイブリッドは、2010年に中国と米国で一般に公開されました.2016年末までに、小売販売のためのシリーズ製作ハイウェイ合法プラグインハイブリッドの30以上のモデルがありました。 プラグインハイブリッド車は、主に米国、カナダ、西ヨーロッパ、日本、中国で利用可能です。 トップセラーのモデルは、Chevrolet Voltファミリー、Mitsubishi Outlander P-HEV、Toyota Prius PHVでした。

2016年12月現在、プラグインハイブリッド車の世界在庫は、2016年末の世界の道路に搭載された軽量プラグイン電気自動車200万台のうち、約80万台に達しました.2015年12月現在、中国は86,580台、オランダは78,160台、日本は55,470台、英国は28,250台で、世界最大のプラグインハイブリッド車市場で193,770台の株式を取得しました。

用語
プラグインハイブリッドの全電気範囲は、PHEV- [マイル]またはPHEV [キロメートル] kmで指定されます。この数値は、車両がバッテリ電源だけで走行できる距離を表します。 たとえば、PHEV-20は燃焼エンジンを使用せずに20マイル(32km)走行することができるため、PHEV32kmと指定することもできます。
これらの自動車がバッテリ駆動されるためには、異なる電流を使用する充電プロセスを経る。 これらの電流は、オンボード充電器に使用される交流(AC)および外部充電に使用される直流(DC)として知られています。
プラグインハイブリッドには、「グリッド接続ハイブリッド」、「ガスオプションハイブリッド電気自動車」(GO-HEV)、または単に「ガスオプションハイブリッド」などの一般的な用語が使用されることがあります。 GMはChevrolet Voltシリーズのプラグインハイブリッドを「Extended-Range Electric Vehicle」と呼んでいる。

技術

パワートレイン
PHEVは、従来のハイブリッドの3つの基本的なパワートレインアーキテクチャに基づいています。直列ハイブリッドは電気モータのみによって推進され、並列ハイブリッドはエンジンと同時に作動する電気モータによって推進され、直列 – 並列ハイブリッドはどちらのモードでも動作する。 プレーンハイブリッド車はそのエンジンのみからバッテリーを充電しますが、プラグインハイブリッドは外部電源からバッテリーを充電するのに必要なエネルギーを相当量得ることができます。

充電システム
バッテリ充電器は、車上に搭載することも、車外に搭載することもできます。 オンボード充電器のプロセスは、AC電源がDC電源に変換され、バッテリが充電されるため、最もよく説明されています。 オンボードの充電器は、重量とサイズ、および汎用ACコンセントの限られた容量によって容量が制限されています。 専用のオフボード充電器は、ユーザーが余裕ができるほど大きくて強力ですが、充電器に戻る必要があります。 高速充電器を複数の車両で共有することができます。

電気モータのインバータを使用することにより、モータ巻線が変圧器コイルとして機能し、既存の大電力インバータがAC / DC充電器として動作することが可能になる。 これらのコンポーネントは既に車に搭載されており、実用的な電力機能を処理するように設計されているため、重量やサイズを大幅に増やさずに非常に強力なオンボード充電器を作成することができます。 AC推進は、この充電方法を使用し、「還元充電」と呼ばれます。

操作モード
プラグインハイブリッドは、充電消耗モードと充電維持モードで動作します。 これらの2つのモードの組み合わせは、混合モードまたは混合モードと呼ばれます。 これらの車両は、低速のみで、またはすべての速度で、全電気モードで広範囲に駆動するように設計できます。 これらのモードは車両のバッテリ放電戦略を管理し、その使用は必要なバッテリのサイズとタイプに直接影響します。

充電枯渇モードは、バッテリ充電状態が所定のレベルまで低下するまで、完全に充電されたPHEVを電力で排他的に(または、ほとんど例外なく、ハード加速中を除いて)作動させることを可能にし、その時点で、車両の内燃機関エンジンまたは燃料電池が使用されます。 この期間は車両の全電気範囲です。 これは、バッテリ電気自動車が動作できる唯一のモードであり、そのため制限された範囲である。

混合モードは、複数のモードの組み合わせを使用してトリップを記述します。 例えば、車は低速充電枯渇モードで旅行を開始し、次に高速道路に入り、混合モードで運転することができる。 運転手は、全電気範囲が使い尽くされるまで、内燃機関を使わずに高速道路を出て運転することができます。 最終目的地に達するまで車両は充電維持モードに戻ることができます。 これは、PHEVの全電気範囲の限界内で駆動される電荷​​消耗トリップとは対照的です。

電力貯蔵
最適なバッテリサイズは、燃料消費量、ランニングコスト、または排出量を削減することが目的であるかどうかによって異なりますが、最近の研究では、「PHEVバッテリ容量の最適な選択は、車両間の走行距離に大きく依存します。我々の結果は、都市の運転条件と10マイル以下の頻繁な料金については、約7マイルのAER(全電気的範囲)でサイズ調整された低容量のPHEVは、ガソリン消費、コスト、温室効果ガスより少ない頻度で充電するために、20〜100マイルごとに、PHEVはより少ないGHGを放出するが、HEVはより費用対効果が高い」

PHEVは、通常、従来のハイブリッドよりも、より深刻なバッテリ充電および放電サイクルを必要とする。 フルサイクル数はバッテリ寿命に影響するため、バッテリを完全に使い切っていない従来のHEVよりも少なくなる可能性があります。 しかし、一部の著者は、PHEVはすぐに自動車業界で標準になると主張している。 バッテリ寿命、容量、熱放散、重量、コスト、安​​全性に対する設計上の問題やトレードオフを解決する必要があります。 先進のバッテリ技術が開発中で、質量と体積の両方により高いエネルギー密度が期待されており、バッテリ寿命はますます長くなる予定です。

いくつかの2007年初期のリチウムイオン電池のカソードは、リチウム – コバルト金属酸化物から作られている。 この材料は高価であり、過充電されていると酸素で酸素を放出することがあります。コバルトがリン酸鉄で置き換えられた場合、細胞はいかなる電荷のもとでも酸素を燃焼または放出しない。 2007年の初めのガソリンと電気料金では、6年から10年の操業後に損益分岐点に達する。より大きな、より高価なバッテリのため、プラグインハイブリッドの回収期間は長くなる可能性があります。

ニッケル水素およびリチウムイオン電池はリサイクルできます。 例えばトヨタはリサイクルプログラムを導入しています。そのリサイクルプログラムでは、返品されたバッテリーごとにディーラーに200米ドルのクレジットが支払われます。 しかしながら、プラグインハイブリッドは、通常、従来のハイブリッドよりも大きなバッテリパックを使用するため、より多くのリソースを必要とする。 パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック・カンパニー(PG& E)は、ユーティリティがバックアップおよび負荷平準化のために使用済バッテリを購入できると提案した。 これらの使用済みバッテリはもはや車両で使用できなくなるが、それらの残存容量は依然として重要な価値を有すると述べている。 最近、ゼネラル・モーターズ(GM)は、リサイクル・ボルト・バッテリーを電力貯蔵システムとして使用することに関心を持っているユーティリティー、Voltや他のプラグイン・ビークルの消費者を犠牲にする可能性のある流通市場に近づいていると語った。

AFS Trinityのコンセプトプロトタイプのようなプラグインハイブリッドでは、バッテリを安全な抵抗加熱限界内に保ち、バッテリ寿命を延ばすために、高電力密度で素早く利用できるエネルギーを蓄えるために、ウルトラキャパシタ(または「スーパーキャパシタ」)が使用されています。CSIROのUltraBatteryは、スーパーキャパシターと鉛蓄電池を1つのユニットにまとめ、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)で使用される現在の技術よりも長く、コストがかからず、より強力なハイブリッドカーバッテリーを作り出します。

生産車のコンバージョン
化石燃料非ハイブリッド車をプラグインハイブリッドに変換するいくつかの企業がある:

既存の生産ハイブリッドのプラグインハイブリッドへのアフターマーケット変換)は、通常、車両のバッテリパックの容量を増やし、オンボードAC-DCチャージャを追加することを伴う。 理想的には、車両のパワートレインソフトウェアは、バッテリパックの追加の蓄電容量と電力出力を最大限に活用するために再プログラムされます。

初期の多くのプラグインハイブリッド電気自動車の変換は、トヨタのプリウスに基づいています。一部のシステムでは、車両の元のNiMHバッテリパックとその電子制御ユニットの交換が行われています。 他のものは、元のバッテリパックに追加のバッテリを戻します。

非プラグインハイブリッドとの比較

燃料効率と石油置換
プラグインハイブリッドは、PHEVの内燃機関をより限定的に使用することにより、エンジンをその最大効率により近いところで使用することができるので、従来のハイブリッドよりもさらに効率的である可能性がある。 プリウスは約30%の効率(エンジンの38%のピーク効率をかなり下回る)で平均して燃料を動力エネルギーに変換する可能性が高いが、PHEV-70のエンジンはピーク効率近くではるかに頻繁に作動する傾向がある。燃焼機関がそのピーク効率を十分に下回るように強制される時には、電池は適度な電力需要を満たすことができる。 実際の効率は、発電、反転、バッテリの充電/放電、モータコントローラとモーター自体の損失、車両の使用方法(デューティサイクル)、および電気グリッドに接続して再充電する機会からの損失によって決まります。

使用中のバッテリ容量は、1キロワット時に1ガロン(ガソリンまたはディーゼル燃料)の50 USガロン(190 l; 42 imp gal)の石油燃料に置き換わります。 また、電気は多元的であり、その結果、エネルギー弾力性が最大になります。

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PHEVの実際の燃費は、そのパワートレインの動作モード、全電気範囲、および料金の間の運転量に依存します。 ガソリンを使用しない場合、ガロン当たりのガソリン当量(MPG-e)は、電気システムの効率のみに依存する。 米国市場で利用可能な最初の量産PHEV、2011年Chevrolet Volt、EPA定格の全電気範囲35マイル(56km)、追加のガソリンのみの拡張範囲344マイル(554km)EPA全電気モードで93 MPG-e、ガソリンのみのモードで37 mpg-US(6.4 L / 100 km、44 mpg-imp)の市街地/高速道路の燃費を総合して、ガス/ 60 MPG-US(3.9 L / 100 km; 72 mpg-imp)の同等物(MPG-e)を使用する。 EPAはまた、フル充電と無充電シナリオの間で駆動される30,45,60,75マイル(121km)の5つのシナリオで消費される燃料経済と電力を示す表をVoltの燃費ラベルに含めた。この表によれば、燃費は、フル・チャージの間で運転される45マイル(72km)の168マイル(100マイル)、202マイル(mpg-imp)相当のもの(MPG-e)になります。

国家交通安全局(NHTSA)と環境保護局(EPA)は、2013年に米国で開始されるより包括的な燃費と環境ラベルについて、プラグインハイブリッド用の2つの別々の燃費ラベルを発行したPHEVSは、2つまたは3つの動作モード(全電気、混合、およびガソリンのみ)で動作できるため、設計の複雑さがあります。 1つのラベルは、全電気およびガソリンのみのモードを備えたシリーズハイブリッドまたは拡張レンジ電気自動車(Chevy Voltなど)用です。 ガソリンおよびプラグイン電気運転の両方の組み合わせを含む混合モードまたは直列 – 並列ハイブリッド用の第2のラベルと、 従来のハイブリッド車のようにガソリンのみを使用している。

自動車技術者協会(SAE)は、ハイブリッド車の燃費をテストし、報告し、PHEVに対処するための言語を含むために、1999年に推奨慣行を開発しました。 SAE委員会は現在、PHEVの燃費をテストし、報告するための手順をレビューするために取り組んでいる。 トロント大気基金は、2008年に6カ月間に100キロメートルあたり平均5.8リットルまたは40.6マイル/ガロンを達成した10個の改造プラグインハイブリッド車をテストしました。

通常のドライバーを使用した実際のテストでは、一部のプリウスPHEV変換ではHEVよりもはるかに優れた燃費を達成できない場合があります。 たとえば、30マイル(48キロ)の全電気範囲を持つプラグインプリウス艦隊は、17,000マイル(27,000 km)で平均51マイル(4.6 L / 100 km; 61マイル) )のテストと、GoogleのRechargeITイニシアチブでの同じ種類のコンバージョンバッテリモデルによる同様の結果が含まれています。 さらに、追加バッテリーパックの費用は10,000〜11,000ドルです。

運用費用
ラマー大学、アイオワ州立大学、オークリッジ国立研究所の研究者が2014年に発表した研究では、様々な電気的範囲(10,20,30,40マイル)のプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)ガソリン車、およびハイブリッド電気自動車(HEV)を、異なるインフラストラクチャーの導入レベルとガソリン価格を考慮して、異なる回収期間に使用することができます。 この研究では、

PHEVは、従来のガソリン車およびHEVに比べ、エネルギーコストを約60%または40%節約する。しかし、日常走行距離が著しく長いドライバー(DVMT)の場合、ハイブリッド車は、公共充電インフラが不足している場合には、40マイル(64km)のプラグインハイブリッド車よりも優れた選択肢となります。
大型バッテリPHEVの補助金が提供されない限り、大型バッテリ・プラグイン・ハイブリッドの増分バッテリ・コストは、PHEVの運用コストの漸進的節減に基づいて正当化することは困難です。
ガソリンの価格が1ガロンあたり4ドルから​​1ガロンあたり5ドルに増加すると、より大きなバッテリから利益を受けるドライバーの数が大幅に増加します。 ガス価格が3米ドルの場合、バッテリーコストが$ 200 / kWhであっても、10 mi(16 km)の範囲のプラグインハイブリッドが最もコストの低いオプションです。
急速充電器は充電時間を短縮することができますが、レベル2充電器とは対照的に、PHEVのエネルギーコスト削減にはほとんど貢献しません。

バッテリーのコスト
プラグインハイブリッドの欠点には、より大きなバッテリパックの追加のコスト、重量、およびサイズが含まれる。 国立研究評議会の2010年の調査によると、リチウムイオン電池パックのコストは約US $ 1,700 / kW・hであり、PHEV-10には約2.0 kW・hが必要であり、PHEV-40約8kW・hの場合、PHEV-10のバッテリーパックの推定製造コストは約3,000ドルで、PHEV-40の場合は14,000ドルまで上がります。 同じ研究によると、2020年までにコストが35%低下すると見込まれても、市場浸透率は遅いと予想されているため、PHEVは2030年までに石油消費量や炭素排出量に大きな影響を与えることはない発生する。

2010年のNRCの調査によると、電気を駆動するマイルはガソリンで駆動するマイルよりも安いが、プラグインの高い初期コストを相殺するには一生の燃料節約では不十分であり、ブレークポイントが達成されるまでには数十年かかるだろう。 さらに、米国で迅速なプラグイン市場浸透を達成するためには、何十億ドルもの政府補助金とインセンティブが必要となる可能性が高い

PHEV-10とPHEV-40のコスト比較
(2010年の価格)
プラグイン
タイプする
EVレンジ
類似
製造
モデル
タイプ
ドライブトレイン
メーカー
追加費用
従来と比較して
ノンハイブリッド中型
見積もり金額
バッテリーパックの
のコスト
電気システム
自宅でアップグレードする
予想される
ガソリン
節約
比較した
HEVへ
年次
ガソリン
節約
比較した
HEVへ(2)
PHEV-10 Priusプラグイン(1) 平行 6,300米ドル 3,300米ドル 1,000ドル以上 20% 70ガロン
PHEV-40 Chevy Volt シリーズ 18,100米ドル US $ 14,000 1,000ドル以上 55% 200ガロン
注:(1)大型バッテリーを搭載したToyota Priusで使用されるHEV技術を考慮する。 プリウスプラグインの推定全電気量は14.5マイル(23 km)です。
(2)年間15,000マイルを想定する。

米国エネルギー省エコノミスト委員会の2013年の調査によると、バッテリーのコストは、2007年のキロワット時に1,300ドルから2012年にはキロワット時に500ドルに下がったと報告されています。米国エネルギー省は、 2015年には1キロワット時に300ドル、2022年には1キロワット時に125ドルとなります。バッテリ技術の進歩と生産量の増加によるコスト削減は、プラグイン電気自動車の従来の内燃機関車との競争力を高めます。

ハーバード大学のベルファーセンターが2011年に発表した調査によると、プラグイン電気自動車のガソリンコストの節減は、車両の寿命を超えても、購入価格の上昇を相殺しません。 この発見は、2010年の購入時の純現在価値と米国市場の営業費用を比較し、政府の補助金がないと仮定して推定された。 研究の見積もりによると、PHEV-40は、従来の内燃機関より5,377米ドル高価であり、バッテリー電気自動車(BEV)は4,819米ドル高価です。 この研究では、ガソリン価格が上昇する中でバッテリーのコストが下がると仮定して、このバランスが今後10年から20年の間にどのように変化するかについても調査しました。 将来のシナリオでは、BEVは従来の車より安価(US $ 1,155〜US $ 7,181)で、PHEVはほぼすべての比較シナリオでBEVより高価で、従来の車よりも安価であることが分かった非常に低いバッテリコストと高いガソリン価格のシナリオでは、 BEVは液体燃料を使用しないで建設するのが簡単であり、PHEVはより複雑なパワートレインを持ち、ガソリンエンジンを持っています。

発電所への排出量シフト
PHEVの採用により一部の地域で汚染の増加が予想されますが、ほとんどの地域で減少が見込まれます。 ACEEEによる研究では、石炭に依存した地域でのPHEVの普及が、現在グリッドに電力を供給しているほとんどの石炭工場からの排出レベルを考慮して、現地の二酸化硫黄と水銀の排出量を増加させると予測しています。 クリーンな石炭技術は、大量の汚染物質を排出することなく、石炭から送電網を供給する発電所を作り出すことができるが、これらの技術を適用するコストが高くなると石炭発電の価格が上昇する可能性がある。 汚染への正味の影響は、電力網の燃料源(例えば、化石または再生可能なもの)および発電所自体の汚染プロファイルに依存する。 発電所のような一点汚染源の特定、規制、およびアップグレード、またはプラントの置き換えがより実用的かもしれません。 人間の健康の観点からは、大都市圏からの汚染の移動は大きな利点と考えられる。

全米科学アカデミーの2009年の調査によると、「電気自動車とグリッド依存型(プラグイン)ハイブリッド車は他の多くの技術よりも若干高い非気温のダメージを示した」 プラグインハイブリッドの効率は、電力伝送の全体的な効率によっても影響を受ける。 米国の送電および配電損失は、1995年には7.2%、2007年には6.5%と推定されています。現在、天然ガス自動車は大気汚染物質のライフサイクル分析によって最も低い排出量です。

電気代の階層構造
プラグイン車を充電するための追加の電力消費は、オフピークの関税を払わない地域の多くの家庭を高額の層に押し込み、財政的利益を無効にする可能性がある。 このような関税を課された顧客は、例えば、タイマーを使用して充電をオフピーク時間に制限するなど、車両が充電された時期に注意することによって大幅な節約を見ることができます。 したがって、便益を正確に比較するためには、各家庭が現在の電気使用量およびガソリン価格と実際に観測された電動モード車両運行費用に照らして評価される必要があります。

温室効果ガスの排出
温室効果ガス排出へのPHEVの影響は複雑である。 オール・エレクトリック・モードで作動するプラグイン・ハイブリッド車は、車載電源から有害な排気ガス汚染物質を放出しない。 清浄な空気の利益は、通常、電池を充電するために使用される電気の供給源に応じて、大気汚染物質の排出物が発電所の場所に移されるため、局所的である。 同様に、PHEVはオンボードの電源から温室効果ガスを排出しませんが、坑道評価の観点からは、発電のために使用される燃料と技術に依存します。完全なライフサイクル分析の観点から、バッテリを充電するために使用される電力は、再生可能エネルギー(例えば、風力、太陽エネルギーまたは水力発電)などのゼロエミッション源、またはPEVの原子力発電がほとんどないか、 to-wheelの排出量。 一方、石炭火力発電所からPEVを再充電する場合、PEVは通常、内燃機関車よりもわずかに温室効果ガスを排出します。 内燃機関の助けを借りてハイブリッドモードで動作するプラグインハイブリッド電気自動車の場合、排気ガスおよび温室効果ガス排出は、より高い燃料経済性のために従来の自動車に比べて低い。

ライフサイクルエネルギーと排出量評価

アルゴンヌ
アルゴンヌ国立研究所(Argonne National Laboratory)の研究者は、様々なシナリオでプラグインハイブリッド電気自動車のエネルギー使用量と温室効果ガス(GHG)排出量のフルホイールツーホイール(WTW)解析を行うために、燃料および自動車のバッテリーを再充電するための発電の異なる供給源。 カリフォルニア州、ニューヨーク州、イリノイ州の分析では、米国の3つの地域が選択されました。これらの地域には、主要な大都市圏が含まれており、エネルギー生成ミックスに大きなばらつきがあります。 2009年の調査では、異なる燃料生産技術とグリッド発電ミックスの間で、石油使用量とGHG排出量の幅広い普及が示されました。この調査では、米国の発電ミックスと再生可能な電気の全サイクル分析結果が報告されました。 次の表は、主な結果をまとめたものです。

PHEVの良好な石油エネルギー利用と温室効果ガス排出
異なるオンボード燃料で10〜40マイル(16〜64 km)の間の全電気範囲で使用できます。 (1)
(化石燃料ガソリンを使用する内燃機関車両に対する%として)
分析 改質ガソリン
超低硫黄ディーゼル
E85の燃料
トウモロコシとスイッチグラス
燃料電池
水素
石油エネルギー使用量削減 40-60% 70〜90% 90%以上
温室効果ガス削減(2) 30-60% 40〜80% 10〜100%
出典:アルゴンヌ国立研究所(2009年)輸送研究センター。 表1を参照。注:(1)2020年のシミュレーション
(2)バイオマス燃料原料のWTW分析に直接または間接的な土地利用の変更は含まれていない。

Argonneの調査によると、PHEVは通常のハイブリッド電気自動車と比較して、石油エネルギー使用量の削減を提案しました。 再充電された電力が石炭または石油火力発電によって支配されていた場合を除いて、全電気範囲が増加するにつれて、より多くの石油省エネルギー節減およびより多くのGHG排出削減が実現された。 予想されたように、再生可能エネルギーからの電力は、全電気範囲が増加するにつれて、すべてのPHEVの石油エネルギー使用および温室効果ガス排出量の最大削減を実現しました。 この研究では、バイオマスベースの燃料(バイオマス-E85および – 水素)を使用するプラグイン車は、発電が化石源によって支配されている場合、通常のハイブリッドよりもGHG排出の便益を実現しない可能性があると結論付けた。

オークリッジ
Oak Ridge National Laboratoryの研究者による2008年の研究では、2020年と2030年のいくつかのシナリオでハイブリッド電気自動車に比べてプラグインハイブリッドの石油使用量と温室効果ガス(GHG)排出量を分析しました。一般的には石炭、天然ガス、原子力エネルギーの組み合わせ、および再生可能エネルギーの拡張は少ない。 アルゴンヌ国立研究所で実施された2010年の研究では、PHEVが石油消費量を削減するが、プラグインハイブリッドを充電するための電力を生成するために使用されるエネルギーミックスに応じて、

環境保護庁
2014年10月、米国環境保護庁は、年次報告書「軽量自動車技術、二酸化炭素排出量、および燃料経済動向」の2014年版を発表しました。 初めて、市場シェアが1%に近づくにつれて、PEVは米国全体の新車燃料に測定可能な影響を及ぼし始めたため、プラグイン電気自動車に重点を置いて、代替燃料車の影響の分析を発表しています経済とCO2排出量。

EPAの報告書には、2014年モデルとして全12乗用乗用車と10種のプラグインハイブリッド車の分析が含まれています。排出量の正確な推定のために、解析では、 Chevrolet Voltは、ガソリンを使用しないオール電化モードで運転でき、Toyota Prius PHVのような混合モードで作動するもので、バッテリに蓄えられたエネルギーとガソリンタンクからのエネルギーの両方を使用して車両を推進します。ブレンドモードで実質的な全電気駆動を実現します。 さらに、プラグインハイブリッドの全電気範囲はバッテリパックのサイズに依存するため、この分析では、電気を使用して駆動されるマイルの割合唯一のモードと混在モード)を平均ドライバで実行します。 次の表は、ガソリン1ガロンあたりのマイル数(mpg-e)と米国市場で入手可能な10個のMY2014プラグインハイブリッドの効用係数で表現されたEV /ハイブリッド燃料経済全体を示しています。 この研究では、ユーティリティー係数(純粋なEVモードでは排気ガス排出がないため)と、EPAの5サイクルレーベル方法論に基づく現実の都市と高速道路の運転でこれらの車両によって生成されたCO2排出ガスのEPA推定値加重55%都市/高速道路45%を運転しています。 結果を以下の表に示す。

さらに、EPAは、PHEVを充電するのに必要な電力の生産および供給に関連する上流のCO2排出を説明した。 米国の電力生産は地域によって大きく異なるため、EPAは、カリフォルニアの発電所排出係数に対応する範囲の下限を有する3つのシナリオ/範囲、全米の平均発電所排出係数によって表される範囲の中間、ロッキーのパワープラント排出係数に対応する範囲の上端とを含む。 EPAは、全国各地の電気温室効果ガス排出係数は、ロッキー山脈では346gCO2 / kWhrから986gCO2 / kWhrに、全国平均で648gCO2 / kWhr 。 次の表は、米国市場で利用可能な10のMY 2014 PHEVのそれぞれについて、排気ガス排出量と排気管と上流排出量の合計を示しています。

国家経済研究局
ほとんどの排出量分析では、1日の異なる時間帯の限界発電ではなく、地域間の平均排出率を使用しています。 前者のアプローチでは、相互接続された電力市場内の世代構成と負荷プロファイルを1日中シフトさせることは考慮されていません。 2014年11月に発表された国家経済研究局(NBER)に所属する3人のエコノミストによる分析は、米国全体の場所と時間によって異なる電気需要の限界排出量を推定する方法論を開発した。 この研究では、2007年から2009年までの排出ガスおよび消費データを使用し、Chevrolet Volt(全電気範囲35マイル(56km))の仕様を使用しました。 この分析では、米国中西部と比較して限界排出ガス率が中西部の3倍以上であり、地域内では、1日の数時間は他の排出ガスの2倍以上となっています。 限界分析の結果をプラグイン電気自動車に適用すると、NBERの研究者は、充電PEVの排出量は地域や時間帯によって異なることを発見した。 米国西部やテキサス州などの一部の地域では、PEVを駆動することによる1マイルあたりのCO2排出量は、ハイブリッド車の運転によるものよりも少ない。 しかし、中西部のような他の地域では、深夜から午前4時までの推奨時間帯に充電することは、PEVが現在走行中の平均車よりも多くのエミッションを発生させることを意味します。 この結果は、電気負荷管理と環境目標の間に基本的な緊張感を示しています。これは、電力生産量が最も安い時間が最大排出量の時間帯になる傾向があるためです。 これは、より高い排出率を有する石炭火力発電所がベースレベルおよびオフピークの電力需要を満たすために最も一般的に使用されるために起こる。 一方で、比較的低い排出率を有する天然ガスユニットは、ピーク需要を満たすためにしばしばオンラインにされる。 このシフトパターンは、朝と夕方の需要ピーク時に夜間に排出率が高くなる傾向がある理由を説明しています。

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