專家現身 Hybrid迷思大破解

資料來源：Goo 車訊網 2012/08/08

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車商專家說法大公開

在純電動車時代尚未來臨之前，Hybrid油電混合動力似乎已成為未來汽車動力的主流趨勢，不過儘管Hybrid這套系統發展至今已十多年，且整個成熟度與穩定性表現已達到高標水準，但人們對於Hybrid這套系統所採用的鎳氫電池組似乎還存在著各種的疑問與迷思，譬如電池組在撞車時會不會發生爆炸起火？電池組在淹水後會不會發生漏電及觸電情況？甚至電池組在作動時會不會排放出毒氣以及釋放出有害人體的電磁波……等等問題。而針對這些會讓鄉民們產生誤解與迷思的相關問題，本刊特地找來了車廠的Hybrid擔當，看他們怎麼說？此外，更訪問了專研複合電動車與金屬燃料電池技術的學者專家，以學術研究與科學的角度來解答這些問題，讓民眾對於Hybrid的電池組有更正確以及深入的認識與了解。

車商代表陳震昀職稱 Toyota商品企劃部課長專業領域電動車、Hybrid車種導入擔當

學者專家代表黃國修學歷美國密西根大學機械工程博士職稱台北科技大學車輛工程系教授兼系主任專業領域綠色能源科技、複合電動車、金屬燃料電池、可回收內燃機廢能的複合氣動系統
Q1.Hybrid電池組在發生嚴重撞擊後是否會發生爆炸與起火現象？
●車商說法→以Hybrid車款來說，其電池組皆設計在行李廂底板內或後座椅下方，如此可預防車輛在遭受正面撞擊時對電池組的直接傷害，再者，Hybrid電池組周圍皆設計有強化鋼樑圍繞，所以就算車輛遭撞擊也都會是在車體安全結構範圍裡面，因此安全性相當高。但倘若是遭受強烈嚴重撞擊，導致黏稠的電池液與電解板等材質會流漏出來，但在「全面斷電」的安全保護措施前提下，不僅不會發生觸電的情況，更不會有通電的情況而導致爆炸或起火的現象。另外，在國外原廠亦針對Hybrid電池組進行無數次的撞擊測試，來檢驗其安全性與穩定性，而從所獲得的資料顯示，並未有電池組在經過強烈撞擊後而發生爆炸或起火的情況。

為了避免車輛撞擊而損毀電池組，通常Hybrid車款的電池組都會設計行李廂底板或後座椅下方，以車身結構來保護電池組。
●專家說法→車廠在推出Hybrid車款之前，絕對有想到電池組可能會因撞擊而產生爆炸或起火的問題，因此會藉由不斷的測試與修正來降低這類問題的產生機率，當然強化電池周圍的機械結構設計也是其中的一道防範措施，只不過若僅靠這一道是不夠的，且若以科學工程的角度切入來看，在某些狀況下Hybrid電池在撞擊之後是有可能會發生爆炸及起火的狀況，就跟汽油車一樣，在同樣在某些條件與狀況下仍會發生起火的情況，也就是說當時的條件因素已經跳離在所設定的防護範疇或防呆程度之外，預想不到的情況就會發生，而當電池發生嚴重撞擊，內部正極與負極的電極板在相互碰觸後，即會造成短路現象，進而產生高熱而起火燃燒，最後更會產生氣體高壓而發生爆炸情況，只不過這樣的機率非常的小。

電池組遭撞擊後，裡頭正極與負極電極板相互接觸後，即會造成短路產生高熱，進行起火燃燒。
Q2.Hybrid電池組在遭受水淹沒之後，會不會發生漏電以及觸電的危險？
●車商說法→針對Hybrid電池組有兩項防止觸電的安全措施設計，一是隔離、二是斷電；在隔離部分，包括電池組、PCU控制模組以及高壓電線等都採用絕緣材質來跟車體結構進行絕緣隔離，因此儘管電池組與高壓線組等遭水浸泡，也會因為有絕緣隔離設計，讓民眾在觸摸車體時不會發生觸電情況。再者，包括電池組與PCU組件也都是被密封在金屬板裡面，因此就算是有水侵入，造成裡面電線短路，也都會隔絕在電池模組裡面，而不會外漏出來發生觸電情況。至於斷電部分，則是無論偵測到撞擊或線路短路的現象後，即會立刻自動切斷電源進行保護，因此並不會有被觸電的危險發生。只不過電池組在遭受水淹沒之後，整個電路就會因短路而失效，必須更換全新的電池組才行。

透過電能管理系統的監測，一旦偵測到電池短路現象，即會立刻切斷電源，以避免發生漏電與被觸電的危險。
●專家說法→Hybrid電池組以及所採用的高壓線組等皆會採用絕緣材質來進行包覆，以防因漏電而發生觸電的危險，這是最基本的安全保護設計，因此儘管整顆電池浸泡在水裡，也會因為有絕緣材質而不會發生觸電的情況；再者，透過電能管理系統的監測，也能立即偵測到電池短路現象而立即切斷電源，避免觸電狀況發生，這是第二道防範措施。不過還是要重申先前所講的，只要是機械設計工程就不可能做到百分之百的完美與保護，在正常標準規範與使用操作下，可能不會發生任何事端，但一旦這變數與環境因素超過了所使用的條件標準，問題就會發生；就像電池是否泡了水就會整個掛掉？答案是不一定，因為這要取決於泡多深的水以及泡了多久水，因為各種條件因素將會影響最後的結果。

高壓電線組會以橘色的絕緣材質進行包覆，一來可避免觸電，二來可以阻隔電池所釋放出的電磁波。
Q3.Hybrid電池組在作用時會產生電磁波甚至釋放出危害人體的有毒氣體？
●車商說法→Hybrid電池組在作用時是會產生「電磁波」的，甚至包括所使用的高壓纜線也都會釋放出電磁波，只不過這電磁波乃絕大部分被隔絕在金屬保護蓋內，而高壓纜線的電磁波也會被所採用的橘色絕緣材質所有效隔絕，因此原廠所測得的Hybrid電磁波數據，是與一般車輛相差無幾的，且都在不會對人體造成傷害的範圍內。
至於Hybrid所採用的鎳氫電池組是否會釋放出有毒氣體？目前是沒有任何資料與數據顯示是會的（僅得知鎳鎘電池會釋放有毒氣體），倘若真會排出微量有毒氣體，這些氣體也都會直接被排出車室外的，因為Camry Hybrid及Prius Hybrid車款在座椅旁邊都設計有「進氣孔」裝置，這些進氣孔是將冷空氣導入電池模組裡面來冷卻電池組，而封閉的電池模組內下方還設有排氣孔，可將熱氣體往底盤下方排出，因此即便電池組真會排出氣體，這些氣體是不會往車室裡頭去，而是會往車外排出的。

電池組在作用時是會釋放出電磁波，不過這些電磁波大部分會被金屬保護蓋所隔絕，人體所接受的量與一般車款相差無幾。
●專家說法→包括小小的電線甚至是人體身上的皮膚都會釋放出電磁波的，更何況Hybrid車款所配置的大型電池組，只是在設計時，這些電磁波大部分都會被有效的進行隔絕，少量被釋出的電磁波也都在人體可接受的範圍內，這些車廠都有實際的測試數據資料可供查證。至於鎳氫電池組在作用時，確實會因為化學的相互作用而產生非常微量的氣體，只是這些氣體並非有毒性，且量也小到不足以對人體產生影響。而目前知道的是鎘鎳電池以及鈉硫蓄電池，在某些條件下會有潛在的毒性以及對環境造成污染，許多國家都已限制發展和使用該類電池。

鎳氫電池所排出的氣體非常微量且無毒性，並不會對人體健康產生影響。
Q4.Hybrid電池組的壽命會逐年變差？且維修成本比一般汽油車款貴很多？
●車商說法→基本上無論是什麼種類的電池，其壽命一定會逐年愈變愈差的，因為電池的材質會久了就會出現裂化現象，效能也會愈衰退，包括Hybrid車款所大量採用的鎳氫電池也是一樣。不過有些人就認為鎳氫電池因有記憶效應問題，因此電池壽命沒幾年就會掛掉了，但其實不然，因為Toyota所採用的鎳氫電池，在正常使用下其壽命都在10年以上甚至達20年都沒換過，但為何會有如此好的壽命效能呢？主要是因為Toyota Hybrid車款皆配置有SOC（State of Charge）電源管理系統，透過此系統的監控，能夠將電池的電量控制在40%～80%這個範圍，也就是說當電池電量下滑至40%後就會主動啟動引擎充電，而在充電量達80%之後就會停止充電，因此在不過充、過放且冷卻效果正常的情況下，不僅損壞的機率相當低，電池組的壽命更得以延長。
至於Hybrid車款的維修保養費用是不是比一般汽油車還貴？其實不然，大家可能受到Hybrid車價比較貴所以維修保養一定比較貴的因素影響吧！可從下列表格就能清楚知道Hybrid車款的保養費用其實是與一般車輛相差無幾的。

Hybrid車款的保養費用與項目與一般汽油車款大同小異，唯電池故障更新得額外付出一筆不小的費用。
●專家說法→無論是哪一種類的電池，其壽命與充電效能當然會與使用時間成正比而逐年衰退，不過使用壽命與衰退情況則是跟所設定的充電與放電情況有密切關係。以Toyota Hybrid車系所搭載的電池組為例，因為所設定的充、放電之間的區域並不廣（約僅在40%～80%之間），因此在負荷不大的使用下，電池壽命相對可以拉長，甚至使用了10年以後，其充電效能也能保持一定的水準，不過在這般充放電的範圍之下，其省油性也相對地受到影響，無法發揮該套Hybrid系統最大的省油性。
至於維修保養成本，因為同樣有配置內燃機引擎，因此保養維修項目與費用會與一般汽油車款相差不多，但這是在電池組一切安好的情況下；也就是說若Hybrid車款的維修費用會比一般汽油車還要貴的話，那問題絕對是在電池組身上，畢竟電池組是最大維修保養成本的來源，尤其在故障必須整顆電池更新的情況下，支出費用自然會比一般汽油車高出許多。

Hybrid電池組的壽命與充電效能會隨著時間與使用狀況而逐年衰退。
Q5.Hybrid車款其實沒有比較省油？尤其高速行駛時更不省油？
●車商說法→Hybrid車款在走走停停的市區行駛，絕對會比一般汽油車款來得省油，因為只要車速在約40km/h以下時，絕大部份會採電力模式行駛，除非再催踩油門，引擎才會自動介入，但儘管如此還是比全程使用引擎來得省油許多。至於高速行駛時，或許大家會誤解為此時全部都是運用引擎來驅動行駛，因此耗油量跟一般汽油引擎並無差別，但這觀念是不正確，因為儘管是高速行駛，此時電動馬達與汽油引擎是雙管齊下作動的，雖然汽油引擎出力時間佔大部分，但電動馬達卻會適時地介入行駛，因此所需耗油量也會比一般傳統汽油車款來得少些。

在市區低速行駛時，僅藉由電池提供電力來驅動車輛前進，因此耗油量會比一般內燃機汽車還要省。
●專家說法→Hybrid車款由於在低速時會以電力模式行駛，再加上停紅綠燈時其內燃機引擎也會停止作動（除非電池電力不夠，需啟動引擎進行充電），因此在走停的市區行駛時的油耗表現肯定會比一般汽油車款好上許多；至於Hybrid車款在高速行駛時是否也會比較省油，理論上應該要如此，因為在高速行駛時，除了內燃機引擎會持續運作外，另外還有電動馬達會隨時介入，在綜效馬力輸出下，駕駛者除可獲得想要的性能外，耗油量也會相對減少些，至於能省多少就得視油門的深淺與路況來決定了。