Opel_Ampera

**雪佛蘭伏特**（英語：**Chevrolet Volt**）是一輛通用汽車雪佛蘭品牌的插電式混合動力汽車（英語：Plug-in hybrid electric vehicle，縮寫：PHEV），2009 年 7 月開始建造原型，2011 年之前於通用沃倫廠量產。2010 年 11 月前開始全面銷售，雖然通用當時面臨破產危機，汽車市場表示伏特有大機率還是會被重整後的通用繼續發展。2009 年夏季，整車產量有達到每週 10 輛，預計 10 月會有 80 輛測試性質的伏特在路上。本車動力系統也將命名為新型 Voltec 平台底盤取代之前的 E-Flex 平台將來推廣於更多電動車系。

它並不像當前的其他混合車，其動力核心內燃機（ICE）並沒有任何機械連結構造連到車輪，而是全靠鋰電池電動機控制車輪，且續航力達到 40 英里（64 公里），可以使 75% 美國上班族的通勤完全不必開內燃機而靠電力完成上下班，因為他們平均路程只有 33 英里（53 公里），全低於 40 英里（64 公里），而長程行駛時 4 汽缸內燃機才會發動來推動發電機，灌輸 53 kW 發電量給電動馬達去推動車輪。這類「增加里程式電動車」的汽油引擎只提供發電不推動車輪，可讓汽油引擎的運轉保持在省油的狀態，耗油量比汽油引擎須推動車輪的 Hybrid 混合動力車少很多，更加省油；電動馬達原本就有一起動就達到最大扭力的特性，足以推動整列高鐵列車高速行駛，其實不須汽油引擎再協助推動車輪來增加性能，Volt 只有在時速超過 50 英里時在某些速度下為了增加效率，電腦會短暫的以離合器和行星齒輪連結引擎和驅動馬達，用汽油引擎驅動車輪。

電動機的帶動能量可以來自汽油引擎或是電池儲備，全依電池電量表（SOC）的存量來控制何時啟動汽油引擎。內含有一個電力控制單元（ECU）。這讓伏特可以加一次油就跑 640 英里（1,030 公里）。的 16kWh 鋰電池套件充電（技術上是充到 85% SOC 飽和）還可以採用外接 120-240VAC 住宅插座配合 SAE J1772 介面插頭延長線進行充電，不需要特製充電站。

自從美國汽車工程師協會（SAE）定義混合車為「兩種以上能量儲存裝置可以單獨或同時提供動力的車」，通用就避免用「hybrid」來稱伏特。反而 GM 稱伏特是一種為了長程需求而外加補助性汽油引擎的純電動車，並取名為「Extended Range Electric Vehicle」長程電動載具，簡稱 EREV。

但不論如何，現在同時有電動和汽油兩種裝置的車輛都被大眾認知為油電混合車。

## 設計階段

### 概念車

伏特的概念車是一款五門車，可載四人。這和 90 年代的 General Motors EV1 相比是重大改變（當時的電動馬達馬力限制只載 2 人），它的最高時速也有提升，從 130km/h 提升到 160km/h，電池尺寸也大減，從 300L 體積減到 100L。

### 量產版

2008 年 9 月，量產版伏特照片流出，與概念車有許多不同，該照片被公佈於 Autoblog 網站。9 月 16 日通用汽車公佈了和概念車有很大不同的伏特量產版，使用通用新型 "Delta II" 底盤，並和 2010 Cruz 車款以及 雖然 GM 沒有公佈風阻係數，但因使用了 Kammback 車型，因此會低於會低於豐田普銳斯。

### 電動動力設計

GM 主管表示電池的新設計有助於帶來革命性進展。，為了加速電池研發，GM 選定兩家供應商供應鋰電池套件：Compact Power 公司將使用母公司的錳氧化製程技術生產，而 LG Chemical 和 Continental Automotive Systems 將使用奈米磷酸鹽的 A123 Systems 圓形電池。 2007 年 8 月 9 日，GM 選擇了後者，這個新電池不久後就在 EVS23 工程研討會上揭露。 CPI 工作速度很快，不久之後 2007 年 CPI 就交付了兩個全功能的原型電池給 GM 測試。2008 年 1 月 31 日，A123 和 Continental 交付了第一個歐洲區用的測試電池。之後 GM 於 2009 年 1 月 12 日發佈將用 LG Chem 成為量產電池商。電池有十年壽命。在 2008 年初，他們開始了廣泛電池加速操練測試使 10 年間的使用情況在 2 年間呈現。電池裝於 Chevrolet Malibu 作為現實環境測試。

2008 年 4 月，GM 主席 Bob Lutz 稱第一個鋰電池測試已經展開。 之後通用確定在汽油部份將用 1.4 公升 4 汽缸引擎使用於混合充電，該引擎將在密西根廠生產。並搭配銷售一種太陽能車庫套件，使車子在充電期間也是使用乾淨能源。 車輛首席工程師 Andrew Farah 表示 2010 年的量產一定能達成並表示「在目前這時間點已經沒有任何東西能阻礙我們。」

### 動力傳動系統

雪佛蘭伏特概念車於 2007 年北美汽車展發表後， 通用以伏特當平台 企圖標準化諸多零件以備日後量產其他電動車，和多重互換的電動機系統。最初設計包含整合型電動馬達和 16kWh 鋰電池插電充系統 搭配一個 1.0L 小汽油引擎帶動的 53kW 補助發電機。本車電動機最高功率可達 120kW。通常狀態下本車需要在車庫充電一晚才能全電力行駛上下班的路程。如果是美國一般 120V，15A 插座需要八小時但是如果用 240VAC 則只要三小時。 未來電池進步後可能時間更短。

車輛在非電力階段的動力有許多方案可供選擇。最初原型車預計使用渦輪增壓 1.0 升 3 汽缸引擎。後來則是被通用 GM 指定使用自然進氣 1.4 升 4 汽缸汽油引擎（也就是歐寶的 Family 0 引擎）。該引擎可以使用環保混合油，車上的鞍狀油箱可以容納 45 升油料。

這種設計也可滿足插電式混合車的要求，所有機械能都會轉成電能再驅動車輪；不論是輸入電池或是直接送往馬達。所以引擎一定必須透過電力馬達才能驅動車輪，沒有任何機械構造連接車輪 (與現今的普遍的豐田普銳斯不同)，該設計通用自稱能最佳化燃油效率，並減低排放量和維護費。規劃中鋰電池在電量表 (SOC) 上最多充至 85%。當一個電池低於警戒值 (<25%) 內燃機就會啟動持續維持電量在 30% SOC 上下。通用決定發明一個新名詞以區別本車和其他電動混合車。稱為 E-REV，長程電動載具 (Extended-Range Electric Vehicle)，雖然基本上它和混合車差不多， 但伏特只有在很少的狀況下為了增加效率，電腦才會使用離合器連接行星齒輪，讓引擎和驅動馬達直接連結，由引擎直接驅動車輪。

它可選擇 Normal（普通）、Sport（運動）、Mountain（山路）以及 Low Shift 四種行駛模式。Sport 是車輛響應性更高的模式，Mountain 是為爬坡而加大充電電池充電量的模式，Low Shift 是可以提高再生時發電量的模式。據美國通用介紹通常為了讓 SOC 不低於 30％而啟動發動機，但 Mountain 模式則會在 SOC 為 40％左右時啟動發動機。發動機的最高輸出功率為 63kW、最高轉數為 4800rpm，驅動馬達的最高輸出功率為 111kW、最大扭矩為 370N・m，發電機兼馬達的最高輸出功率為 55kW。

## 生產銷售

2007 年 7 月，通用公佈預計伏特最快將於 2010 年在美國上市。 2008 年 7 月，通用宣布確定生產本車，並且不會超過 2010 年底前就上市。之後 2007 年通用生產會議確定伏特將在底特律廠生產。 而汽油引擎部件將會從通用的 Opel 在奧地利的工廠進口。最初估計通用有能力年產 60,000 輛雪佛蘭伏特， 但是 2008 年 5 月估計值下調到只能生產 10,000 輛，只有開產第二年後才能達到 60,000 輛。

2008 年 7 月的英國國際車展，GM 以歐寶和沃克斯豪爾的名義發布了歐洲版的伏特，生產基地設在英國的沃克斯豪爾。 8 月，GM 公佈伏特將在 2011 年前於歐洲上市。2009 年 1 月，GM 公告歐洲版伏特將以歐寶 / 沃克斯豪爾 **Ampera** 名稱銷售，並於三月日內瓦車展亮相。

2008 年 10 月雪梨車展，宣布該車 2012 年在澳洲上市且售價不會高於 $30,000 美金。

### 售價

美國市場售價預計是 4 萬美金 加上政府補助金可以降到 $32500 美金，接近最初通用預估的 3 萬美金。英國則是售 2 萬英鎊。

## 規格

### 燃料效率

當一個電池耗用到臨介值之下時另一個就會開始放電並啟動引擎充電，每個充電循環 Volt 的汽油引擎大約需要 50mpg 到 150mpg 間的油量，使另一個電池再充電到臨介值之上（透過引擎驅動內建的 53 kW 發電機），然後再關閉引擎。

因此變數在於每一種行駛油電切換週期中引擎啟用的時間，這會決定 Volt 的最終燃油效率 (EPA)。

### 充電電池

消息指出通用已經決定量產版第一批伏特獨占採用 Compact Power Incorporated (CPI) 公司的電池，那是一家底特律的南韓 LG 關係子公司。鋰電池將在南韓生產後運到美國組裝，整車底盤整合將在 GM 密西根州工廠。

一台車 220 顆電池總重大約 375 磅（170 公斤）可以提供 16kWh 電， 但是充電狀態下設計成只會充飽 85%，而大約 30% 的 SoC 顯示表上將顯示空位，且汽油引擎也會自動偵測當電量低於此水位才會動態啟動將電量維持在此位附近。當插上插頭時最大充電 SoC 也只會到 85%。所以電池實際功效約 8.8 kWh。因而最近 Carnegie Mellon 大學研究顯示 PHEV-40 電池將比 HEV 或 PHEV-7 要有更佳的重量與成本比。 但是通用的副總裁 Jon Lauckner，表示該研究並沒考慮到該電池只有極不方便的 7 英里續航力而且生產成本會使 Volt 每個電池包高出每 kWh 數百美金成本。

Volt 最終上市的電池包重量應該在 375 磅， 因為 Volt 將使用鋰電池 (Li-ion) 的 EV1 型取代鎳氫 (NiMH) 電池，不但比較輕也較便宜和符合經濟效率。

電池運作最低溫度介於 32 °F 到 50 °F（0 °C 到 10 °C），所以當寒帶地區 Volt 插電時電池本身運作溫度可以溫熱電池。 假如 Volt 不在插頭模式時引擎會自動啟動一小段時間使電池達到運作溫度開始運作才關閉。但是這種控溫機制並不能抵銷在極冷地方造成的電池效能下降問題。

### SAE J1772

Volt 將使用的 SAE J1772 插電插座系統規格正在申請成為全部電動車的標準介面.

### 尾管排放

Chevrolet Volt 在加州空污標準（CARB）分類為先進科技的部分零排放車輛（AT-PZEV）。

在全電池模式下，Volt 可以最遠行駛 40 英里（64 公里）而不使用汽油，所以也沒有任何排放氣體。超過 40 英里（64 公里）後，電池電量表（SOC）就會啟動汽油內燃機（ICE）開始提供電力。然而此期間使用傳統的燃料循環和過濾方式（觸媒轉化器），也比其他四汽缸汽油引擎車的排放要低。

而當多於電量又逐漸充回到電池使電量表滿載 85%，內燃機又會關閉，回到零排放狀態。這種開關內燃機的循環可以有效降低總平均排放。

## 批評與討論

### EPA 測試結果

2008 年 9 月，通用和美國國家環境保護局 EPA 關於 Volt 的燃油效率測試發生爭論。因為 EPA 想要改變所有油電車的測試法則。如果根據現行所有 EPA 測試其他車的方法，Volt 的電量和燃油效率可以達到 100 mpg，將是所有量產車的第一。

通用相信雖然 Volt 是一種全新設計，但是 EPA 也不該量身訂做一種新測試方法來針對化，這是不公平的，並會導致目前通用聲稱的 40 英里（64 公里）免汽油純電力行駛距離遭到打破，歐盟的測試也顯示雪佛蘭 Volt 確實比 Hybrid 車更省油，歐洲版的 Volt 是 Opel Ampera，歐盟測試其一公升汽油可跑 83.3 公里。

### CAFE

針對國家高速公路安全局（NHTSA）的平均燃油效率指標（CAFE），GM 表示將會限制 Volt 的生產數量尤其是到了 2011-2015 間。

### 電池與排放

充電電池本質上是把溫室氣體排放轉移到了發電廠，但是不論如何，總 CO2 排放還是比現有車低，並且有可能透過核能、風能、水力發電等達到接近零排放。GM 表示 Volt 正常使用下每年可以減低 4.4 公噸 CO2 排放。

在安大略，極高比例的發電來自核能和大型水力發電，但是基載電量中有大量的電在非高峰時間並沒有被使用就浪費了，所以等於有多數發電設施在多數時間是多蓋的。安大略的基載電量平均必須達到一季 12000 到 15000MW 之間 而核能和水力的總裝機數卻必須達到 19000 MW 以應付尖峰瞬間電量。所以由此可證，所有充電車必須在離峰時間充電，才能有零排放和少蓋發電廠的效果，所以車輛最好內建控制系統與電力業者溝通，儘可能的使用離峰時間充電。

戴維斯加利福尼亞大學 計算發現如果插電車的能量來自核能和水力發電等 0 排放能源那 CO2 將比汽油車的排放減少很多（目前加州 45% 是此類能源）。

但是如果用其他發電方式，英國《Auto Express》雜誌計算發現 Volt 使用純電力狀態下使火力發電廠多排 124.2 g/km 的 CO2，但是政府的諸多數據並沒顯示 CO2 在電廠的增加負擔。所以很多數據都是選擇性的誠實。因此 Auto Express 最後認定 Volt 的 CO2 排量和 BMW 118d 汽油車沒差多少。

美國能源效率研討會（ACEEE）研究指出，總平均而論插電車可以比傳統油電混合車再減少 15% 的 CO2 排放，計算依據 2005 美國電力網供電來源型態調查表。ACEEE 還預言了 80% 的美國電力來源未來都將轉成非排放性能源，如果搭配上插電車將使得 CO2 巨幅下降，但是此一評估建立在諸多假設上所以尚有疑慮。

以澳洲為例有 85% 能源還是使用不環保的煤炭，剩餘的電廠則是用水力和天然氣，Volt 溫室氣體排放係數在維多利亞州為 1.22 kg-CO2e/kWh 新南威爾斯州為 0.890 kg-CO2e/kWh 塔斯曼尼亞為 0.120 kg-CO2e/kWh 都低於要求的 8.8 kWh，扣除 40 英里 (64 km) 免汽油行駛能力，維多利亞州排放為 167g-CO2e/km，新南威爾斯州為 122g-CO2e/km，塔斯曼尼亞為 16g-CO2e/km。用電戶可以選擇付較高電費使用綠色電源。以上計算只包含直接燃燒產生的排放不包含生產 / 運送這些燃料所額外的產生排放，Toyota Prius 混合車排放度 g-CO2 在澳洲計算出為 115g/km (5.1 l/100 km)， Toyota Yaris 1.3 手排則是 141g/km (6.0 l/100 km)，而 BMW 120d 是 162g/km (6.1 l/100 km)，這並不是政府慣用的比較計算方法，如果用政府算法；在這例子中 Volt 的純電力 40 英里行駛中被歸類成 0 排放的全電力距離 (AER)。而且沒有和傳統汽油車作對照，等於是有故意誤導之嫌。

### 其他批評

汽車業總統特別工作組表示：「通用至少落後 Toyota 的環保技術一個時代。所以為了跳躍式超越 Toyota，GM 在 Volt 花費一大筆錢。因此任何人想買它都將付出不合理的高價，等於幫通用分攤這段趕路式研發的巨額路費。」

## 得獎

* 2009 華盛頓車展獲得綠色車雜誌的綠色車輛展望獎「**在合理價格內帶給顧客一輛大膽又創新極高能源效率車**」。

## 相關

* 綠動未來
* 豐田普銳斯（Toyota Prius）
* 日產聆風（英語：Nissan Leaf）
* 雪佛蘭
* 油電混和車
* 本田洞察者（Honda Insight）
* 比亞迪汽車
* 通用汽車
* Opel Flextreme - GM 的柴油式插電混合車
* 在變形金剛：復仇之戰飾演 JOLT

## 參考資料

## 外部連結

* Official Chevrolet page about the Volt （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* GM-Volt: Chevrolet Volt Electric Car Site （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）