柴電混合車之發展趨勢
柴電混合車之發展趨勢
2009.01.19 | 科技

**一、前言
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圖一列出當今多種汽車動力來源的完全排放估算,採Well-to-Wheel的完整嚴格估算。包含油田採礦、煉製過程、運輸製造、以及引擎排放。其中,對各種氫能源的產製,也詳加比較;即使是以現有核能產氫,還是有溫室氣體排放,主要由於鈾礦採集與運送等的排放。這些數據會隨科技改善而需隨時更新,如若採礦運送也開始使用氫能動力車輛時,Well-to-Tank之排放即會改善。


圖一 Emission of all Engine-Fuel Technology (Well-to-Wheel)
也由此可明瞭,目前歐洲積極鼓勵低污染之柴油引擎科技,而下一波應是柴電混合動力車,生質柴油也是能由燃料端改善車輛排放,以及主要車廠長期投入氫能車與電動車的研究發展。

電動車之Well-to-Wheel排放,常是火力發電廠造成,因此改善發電廠之排放,如再生能源、核能、與火力CO2定址型捕捉,將大幅改善電動車之Well-to-Wheel排放。

圖二顯示Tank-To-Wheel之車輛排放量與車重量之正相關性,強調現代車輛常為了配備或安全性考量而增加車重,造成油耗與排放不小之代價。如何將相抵觸的多面向作最佳化,實是應深入探討的課題。圖二同時也比較出不同引擎科技(Gasoline Engine vs. Diesel Engine)的表現,更預測柴油電力混合動力車之期望表現。


圖二 Tank-to-Wheel 之排放量與車重及車種之關係

二、科技現況發展
日本三菱卡車巴士公司(Mitsubishi Fuso Truck Bus Company;MFTBC)在日本市場發佈一台先進的柴電混合動力商用車。

全新的Canter Eco Hybrid輕型卡車顯著地降低油耗量及污染排放,是第一台遵守日本最嚴格、即將實施的「長期排放標準」的車款。環保效益可從其廢氣排放量顯著降低中看出,可有效降低41%的氮氣化合物、以及46%的微量物質,Canter Eco Hybrid更符合日本在2007年8月頒佈的空污排放新法規的要求,本項規定是世界上最嚴格的,而且領先其他競爭車種。

此車結合柴油引擎與電力驅動,新研發的柴油引擎搭配高能量密度的鋰(Li)離子電池、35kW的永久磁鐵馬達與INOMAT-Ⅱ自手排變速箱。可由馬達單獨驅動車輛,並可在車輛減速時回充鋰電池,比傳統車型減少20%的油耗。

3.0L DOHC 16V的柴油渦輪引擎在低轉速1700轉即可有30 kgm的扭力,並結合新開發的濾煙器(Particulate filter)與排氣再循環系統(EGR),能有效減少黑煙與氮氧化物的排放,與傳統車型相比可大幅減少41%的氮氧化物(NOx)與46%的粒狀污染物(PM)排放,提前滿足日本嚴苛的排污法規。

除此之外,此油電混合車輛不需要像是天然氣或其他特殊燃料等複雜的加油程序,以柴油引擎運轉的油電混合Canter,可如同一般柴油車輛在各處的加油站加油。油電混合Canter約2,830~2,870公斤,載重量達2,000~3,000公斤。

LAND_e概念是Land Rover用來提升一般道路或越野路段時,全面升級其高效能科技,讓車輛達到真正的適應各種地形路況,比同級距車款大幅降低30%的耗油量,並將二氧化碳排放量降低到150g/km。將LAND_e概念具體實現是在倫敦車展所展示的柴電混合後軸傳動雙動力(ERAD diesel-hybrid),以兩部Freelander2車型為原型車,整合Land Rover引擎啟動科技與柴電雙動力科技,讓車輛可由電力或是柴油來驅動,更可以將兩者混合作為引擎的雙重動力,加上電子式後軸傳動系統(ERAD)有效的將動力配置到四顆輪子上,減少20%二氧化碳的排放,具體落實環保節能的成效。

ERAD(Eelctronic Rear Axle Drve)的油電混合動力系統有別於其他Hybrid SUV的設定,在極低的速度下由電動馬達提供主要動力輸出,且是以4WD的模式進行運作,而非其他Hybrid SUV車型僅供於起步或是單純的後輪輔助之用。在Off Road狀態下,ERAD系統也會在車輛需要更多扭力時提供額外的輸出,以幫助車輛脫困;例如在泥濘路面或是雪地上,甚至於拖曳尾車,就更需要這套系統的輔助。當於一般On-Road狀態中(時速32km/h以下),驅動的主力會全部交由ERAD系統負責,直到超過32 km/h 後ISG系統才會自動啟動柴油引擎,同時讓引擎動力介入,此時電動馬達才會停止作動。而在Off-Road狀態下,ERAD系統也會視油門深淺與前後驅動輪的牽引力道,在適當的時機提供所需的額外動力,利用自動化的動力轉換,降低不必要的廢氣排放與提昇油耗表現。

三、結論
本文著重於汽車相關科技探討,由前所述,柴油小客車之發展是現在進行式,柴電混合動力車是近期未來式,加上環保生質柴油的持續發展,將是一中長期(20~30年)可以同時符合環保與能源經濟之考量,能達到Well-to-Wheel的80 g-CO2/km 之低排放。

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2025台灣設計展在彰化!直擊「圓未來之行」必看十大亮點:3+1大展區,跨入時空轉換通道,共創未來新可能!
2025台灣設計展在彰化!直擊「圓未來之行」必看十大亮點:3+1大展區,跨入時空轉換通道,共創未來新可能!

亮點一:回溯城市源頭起點,航海語彙彷若時光倒流

「圓未來之行」共分為室內三大展區與一戶外展區,以「與城市一同成長」做為策展主軸,梳理出:「源─緣─圓─合」x時光「過去─現在─未來」串接時代軸線,將彰化的「交通、建設與生活」呈現於展區中。「源」記憶之源展區入口處,是彰化航運貿易的起點,設計語彙透過水波、帆船、引領觀展者漫步前進,從最微觀的早期建材文物看到城市發展的歷史,如:清領時期至日治時期的多樣建築元素與素材,包含:戎克船、壓艙石、福州杉、枕木、酒甕,回望彰化的源頭,憶起移居而來的風光繁榮。

亮點二:光雕沙盤演譯交通建設願景,點亮未來發展藍圖

「緣」的轉譯之間,以「連結」為核心主題。居民與城市透過交通路網緊密相繫,象徵彰化從人與地的互動中,編織出發展的脈動。〈脈動彰化〉展項以光雕技術投影於立體沙盤模型上,生動演繹「一軸一環雙樞紐四引擎」的整體建設願景。
隨著各交通樞紐依序點亮,縣域交通網絡的節奏逐步展開,城市與鄉鎮間的連結脈絡清晰浮現,展現彰化邁向均衡發展、共榮未來的宏觀藍圖。

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〈脈動彰化〉以光雕技術生動演繹「一軸一環雙樞紐四引擎」的整體建設願景。
圖/ 彰化縣政府

亮點三:模型x互動表述社群共融,實踐宜居生活的想像

以等比縮小建築模型結合互動展示,呈現伸港基地新時代青年住宅與社會住宅的「租售共融」模式,觀展者可透過互動深入瞭解青宅社宅共居的設計意圖與社會影響,感受彰化如何回應居住正義與社會福祉的生活需求,看見宜居城市的生活模樣。

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〈宜居共築所〉展示伸港基地「青宅+社宅共居」的創新政策。
圖/ 彰化縣政府

亮點四:鹿江綠建築校園AR互動,亮相生態x教育x文化的交織成果

教育是宜居生活的一大環節。「鹿江綠建築校園」透過立體模型結合互動呈現:未來綠學園─教育x永續x建築示範,將綠建築結合AR增強影像互動,觀展者用手機對準模型,即可看到校園的環境永續設計特點,讓綠建築不僅是獲獎的優秀成果,更是一個精心設計的教育實踐。

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本次作為【圓未來之行】展區的鹿江國際中小學,即是榮獲公共工程金質獎的綠建築場域,民眾可透過掃描模型上的標示點探索其中的永續設計。
圖/ 彰化縣政府

亮點五:你看不見的城市隱形治理設計,一地多用校園複合蓄洪池

展區中,將「全國首創校園複合蓄洪場─地下停車場兼蓄洪池」,透過立體模型結合電控薄膜,呈現蓄洪場域與生活場域的結合。看資源如何整合應用,超越既定印象,創造一地多用,融合教育、社區、防洪機能的複合設計新模範,表達城市韌性設計的新可能。

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〈全齡照護網〉展示一站式長照大樓,民眾走至定位即可揭露對應設施的照護服務。
圖/ 彰化縣政府

亮點六:回應健康共融的生活型態,窺見一站式長照大樓、共融公園等

健康共融的生活型態,城市是如何回應的呢?展區中也將呈現城市「全齡共享」的生活設計典範,讓不同的年齡層,都能被承接、照護與支持,展出:因應共融需求而設計的一站式長照大樓,內含不老健身房、托嬰與育兒親子館、長照創新等多項措施,只要踩在地上互動點位,便會亮起相應服務的大樓樓層,完整了解一站式長照大樓的服務項目。此外,也設計了「反應力x不老健身房」、「全民運動」等互動感應投影遊戲,以及未來「共融式遊戲場」投票選擇,表達未來城市規劃意向,提供參與城市共融的連結與共造,傳遞永續、人本兼容並蓄的溫柔回應。

亮點七:探索時間如何轉譯新生?走進老屋再造活化空間

展區概念中,回應300年的城市建設新舊共生,「時光新生所」打造出「老屋點燈造型故事屋」,精選五組代表案例,從老屋前身到改造過程,以及此刻的成果,看見老屋與社區、青年與夢想、創業與創新,透過建築再造表達當代生活的新生命與城市活力。

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〈時光新生所〉以翻牌形式呈現老屋整修前後的使用對比。
圖/ 彰化縣政府

亮點八:情境式體驗未來車廂,城市藍圖引導對未來的渴望期盼

當過去、現在被梳理完整後。未來會是什麼呢?「未來城市展區」則以縫合、綻放、圓滿、快捷幸福未來為題,透過「情境式劇場」,讓觀展者置身未來車廂中。搭乘未來號看著窗外,播放著目前規劃的未來藍圖,當旅程來到終點,未來就是始於現在的行動。邀請你共同參與種種希望與可能性。

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【圓未來之行】展區內的未來車廂,在車廂兩側呈現城市未來規劃遠景,帶給每位觀展者沉浸式體驗快捷幸福未來。
圖/ 彰化縣政府

亮點九:建築AI互動選擇,未來共創基地展區實驗計畫

彰化縣長王惠美表示,「未來城市的藍圖,必須由民眾共同描繪,唯有大家的想法與創意,才能讓城市更貼近生活、貼近人心。」因此,「未來城市共創基地」設計共創互動環節,以大尺度的城市規劃角度出發,邀請觀展者共同打造屬於彰化的未來城。
以彰交特定區為城市共創背景,觀展者能透過平板互動,依需求、喜好選定主題類型與建築,如:該區域希望如何發展?公園綠地(共融公園、生態濕地)、產業經濟(百貨商場、研發大樓)、休閒育樂(美術館、圖書館等),民眾意見將影響城市發展指數,並由 AI 生成建築於畫面上,最終於大顯示螢幕上看到共創未來城市的樣貌。
透過互動體驗,民眾得以反思發展過程中經濟建設與生活環境的平衡取捨,展項最終會將互動成果整理成報告做為縣府施政參考,此區域的未來,將是共創而生的實驗基地。

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〈未來城市共創基地〉可透過平板互動生成多種建築,邀請民眾一同建設未來的理想城市。
圖/ 彰化縣政府

亮點十:戶外串聯生態作品區,看行動如何實踐永續?

最終,來到更宏觀的探討彰化未來城市的環境,傳遞三大核心:未來想像、智慧永續循環、綠色療癒,將其展現於生態設計作品中的〈魚的肚子是我們的生活〉、〈往事河光.未來亭〉、〈漂泊之所〉,分別呈現自然環境保護,由在地師生共創孕生作品、以太陽能系統呈現未來資源的自給自足,及將彰化歷史重要的戎克船體轉化休憩裝置。回扣彰化的起點主軸:生態環境與幸福宜居生活,完成一趟精彩的「圓未來之行」體驗。

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【圓未來之行】戶外展區中的展品:〈魚的肚子是我們的生活〉,呼籲大眾綠色環保、永續循環的重要性。
圖/ 彰化縣政府

採訪・撰文/楊喻婷
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