一輛皮卡取代發電機?Ford Ranger PHEV重新定義工地供電模式
隨著插電式混合動力車逐漸從節能與減碳工具,進一步演變為兼具多功能用途的移動平台,Ford近期針對全新Ranger PHEV進行的一項內部測試,則可能讓外界重新思考「發電機」這項設備是否還有存在的必要。
長年以來無論是建築工地、活動展演、林業作業、戶外工程甚至災害救援現場,攜帶式燃油發電機幾乎都是不可或缺的標準配備,然而Ford認為,搭載6.9kW Pro Power Onboard車載供電系統的Ranger PHEV,不僅能夠完成傳統發電機的工作,甚至在排放、燃油消耗、噪音、便利性以及安全性等層面全面勝出。
根據Ford於英國Dunton工程中心進行的測試結果顯示,傳統燃油發電機在部分工況下所產生的氮氧化物排放,甚至高達Ranger PHEV的9,000倍以上,而當車輛進入穩定工作狀態後,其燃料成本更僅剩發電機的三分之一。對Ford而言,這代表Ranger PHEV不只是歐洲最暢銷皮卡的電氣化版本,更可能成為許多專業工作者未來唯一需要攜帶的發電設備。
事實上,Ford的Pro Power Onboard系統並不是新技術,過去數年該系統已陸續導入多款Ford車型之中,包括純電皮卡F-150 Lightning以及部分Hybrid車型,能夠透過車輛高壓電池直接對外提供交流電輸出,滿足工具設備、家電甚至緊急備援供電需求。
在北美地區,Pro Power Onboard曾於颶風、暴風雪等天然災害期間協助居民維持基本生活電力,也經常被應用於露營、工程現場以及戶外活動,而隨著Ranger PHEV於歐洲、英國與澳洲市場上市,Ford開始意識到,對於大量依賴攜帶式發電機的用戶而言,這套系統或許不只是額外功能,而是能夠真正取代發電機本身。
Ford歐洲Ranger車系首席工程師Kyle Shearer表示,Ford在市場研究過程中經常接觸到建築工人、活動餐飲業者以及林業工作者等專業客戶,當他們理解Pro Power Onboard能夠提供穩定供電後,往往立刻意識到未來可能再也不需要攜帶笨重的發電機與油桶。
為了驗證這項想法,Ford在位於英國的Dunton工程中心高階排放測試設施內,針對傳統燃油發電機與Ranger PHEV展開一系列比較測試,測試對象是一具相當典型的4kW攜帶式汽油發電機。
由於市面上多數便攜發電機輸出約落在4kW左右,而若想達到與Ranger PHEV相同的6.9kW輸出能力,通常就必須使用體積更大、甚至需要拖車運輸的大型設備,因此Ford認為4kW發電機最具代表性,為確保測試公平,Ford除了確認設備狀況正常之外,也替該發電機換上全新排氣系統後才正式開始測試。
測試過程則模擬工地最常見的四種供電需求,包括:低負載模式約300W,用於替12V電動工具電池充電;中負載約1,500W,模擬使用充油式電暖器;高負載約2,500W,模擬燒開熱水壺;最高負載約4,000W,則模擬工地休息時間持續運轉暖氣設備的情境。
完成發電機測試後,Ford再讓搭載6.9kW Pro Power Onboard系統的Ranger PHEV,在完全相同條件下進行測試比較。
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測試過程中,Ford主要監測四種排放物,分別為氮氧化物、 一氧化碳、碳氫化合物以及二氧化碳,其中前三項皆受到歐洲汽車排放法規嚴格規範,若長時間吸入,可能對人體健康造成重大影響。
首先是氮氧化物,氮氧化物主要在引擎高溫高壓燃燒過程中形成,容易刺激呼吸道並加重氣喘等疾病症狀,因此歐洲自2000年以來便持續強化相關法規要求,測試結果顯示,在低功率輸出狀態下,傳統發電機的氮氧化物排放量約為Ranger PHEV的15倍;然而隨著負載提升,差距卻迅速擴大,到了最高輸出狀態時,發電機排放量甚至超過Ranger PHEV的9,000倍。
更令人意外的是,隨著供電需求增加,Ranger PHEV的氮氧化物排放反而下降至接近零,顯示車輛搭載的觸媒轉換器、電子燃油控制以及排放後處理系統,能夠在高負載下發揮更高效率。
另一項差距更驚人的則是一氧化碳,由於一氧化碳無色、無味且無法察覺,一旦大量吸入甚至可能致命,因此許多國家皆建議住宅安裝一氧化碳警報器。
Ford測試發現,傳統發電機平均產生的一氧化碳排放量超過Ranger PHEV的450倍,而在最高輸出狀況下,差距更進一步擴大至1,200倍以上,至於碳氫化合物方面,情況同樣如此,碳氫化合物本質上是未完全燃燒的燃料與微粒,不僅會形成煙霧與積碳,其中部分成分甚至被認為具有致癌風險。
測試顯示,發電機的碳氫化合物排放量約為Ranger PHEV的15至110倍之間,若將歐洲法規中經常合併計算的氮氧化物與碳氫化合物排放一起比較,傳統發電機的平均排放量甚至接近Ranger PHEV的100倍。
然而,在二氧化碳排放部分,Ranger PHEV並非從一開始便全面領先,Ford指出若從完全冷車狀態啟動,Ranger PHEV因需要讓引擎與排氣處理系統快速升溫,因此初期二氧化碳排放量確實高於傳統發電機,不過這種情況僅持續約五分鐘,當引擎與排氣系統達到工作溫度後,只要輸出功率超過2kW,發電機所產生的二氧化碳排放便開始反超Ranger PHEV。
除了排放之外,Ford認為實際使用者最關心的仍然是燃料成本,因此測試團隊另外針對輸出4kW電力時的油耗表現進行比較,並設計三種不同情境,包括滿電狀態、電池耗盡且冷車狀態,以及電池耗盡但引擎已完成暖機狀態,令人意外的是,儘管Ranger PHEV搭載的是遠大於發電機排氣量的燃油引擎,但在所有測試情況下,其燃油消耗依舊低於傳統發電機。
Ford表示,關鍵原因在於Pro Power Onboard並不需要讓引擎持續運轉,而是透過高壓電池作為緩衝,只有在電池需要補充電量或維持電量時,車載電腦才會自動啟動引擎,即使是在冷車且電池耗盡狀況下,Ranger PHEV仍比發電機更加省油,當車輛完成暖機後,其燃油消耗約為傳統發電機的一半;而當系統進一步進入僅需維持電池電量的運作模式時,燃料成本甚至只剩發電機的三分之一。
除了排放與成本優勢之外,Ford認為Ranger PHEV還具備許多傳統發電機無法提供的實際價值。首先,使用者不再需要額外攜帶發電機與備用油桶,因此能夠釋放更多貨斗空間與有效載重;其次,也不必再擔心發電機或油桶遭竊的風險,此外由於車載供電系統運轉噪音遠低於傳統發電機,也能改善工地與活動現場的工作環境。
Ford也坦言這仍是一項內部測試結果,未來仍需要第三方獨立機構進一步驗證相關數據,不過若實際表現與測試結果接近,那麼Ranger PHEV最大的創新,或許並非插電式混合動力系統本身,而是它讓許多專業使用者,終於能將另一具耗油、吵雜且高污染的燃油引擎,永遠留在車庫裡。
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