Toyota Prius推出以來便主打Hybrid油電混合系統,目前發展至第4代車型,在2016年也是能源局測試最省油的車款。而撇除電動車不談,Prius車系若要鞏固國內最省油的內燃機車款代表,也面臨其他車廠的Plug-in Hybrid插電式油電混合車的挑戰。

所幸國內亦有導入第4代Prius延伸開發的第2代Prius PHV,在能源局測試下,締造每公升109.9公里的驚人油耗,讓Prius車系依舊是最省油的內燃機車款。本次就來看看,Prius PHV與小老弟Prius油耗表現究竟相差多少?

寫在文前─[國道5號油耗紀實]全地形測試

有鑑於近來油電混合動力車、或部分全新發表之車系,其油耗表現不一定是高速路段才最好,而是要納入中低速域之後、其節能效果才會突顯出來;考量到上述之變化,因此U-CAR決定在2018年,規劃專屬的全地形油耗測試路線,希望藉由定型化的油耗測試,讓油耗數據更貼近生活真實。

然而,任何道路測試多少還是會出現包含氣溫、風向等非預期的影響,即便是隧道也有車流的不可抗拒因素,進而影響實驗結果;但U-CAR測試小組仍希望將可控制範圍的條件盡可能一致化,力求客觀的測試節果,提供有興趣的網友參考。

U-CAR決定在2018年,規劃專屬的全地形油耗測試路線,希望藉由定型化的油耗測試,讓油耗數據更貼近生活真實。

節能效益剖析─中低速路段為主,電池容量決勝負?

第2代Prius PHV係以第4代Prius為基礎開發的插電式油電混合車型,其針對前代Prius Plug-in Hybrid的油電混合動力架構及電池模組進行修改,使其純電性能大幅提升,且外觀上原廠取經自Toyota市售氫燃料電動車款:Mirai (日文:未來) 的設計靈感,使其與第4代Prius有著相當顯著的車型差異。

Toyota Prius車系問世以來,其節能與銷售表現有目共睹,而究竟現行的Prius與Prius PHV的節能效益差距多少,正是本次油耗測試的重點。

接著我們就先看一下兩車的重點規格比較:

車型 Toyota Prius PHV Toyota Prius
車長/車寬/車高/軸距(mm) 4,645/1,760/1,470/2,700 4,540/1,760/1,470/2,700
參考空車重 1,550公斤 1,400公斤
引擎 2ZR-FXE直列4缸DOHC汽油引擎
科技 VVT-i搭配MG1、MG2電動馬達 VVT-i搭配52.9kW電動馬達
供油方式 缸內直噴
排氣量 1,798c.c.
引擎最大馬力 98匹/5,200轉
引擎最大扭力 14.5公斤米/3,600轉
電池系統
電池型式 鋰電池(Lithium-ion) 直流鎳氫電池(Ni-MH)
電池單元數量 95 cell 168 cell
最大輸出電壓 351.5V DC 201.6V
電池容量 8.8 kWh 1.6 kWh
純電行駛里程 64公里 原廠未提供
220V/15A充電時間 3小時 -
110V/12A充電時間 6小時 -
電動馬達系統
馬達最大功率 MG1:31匹馬力
MG2:72匹馬力
72匹馬力
馬達最大扭力 MG1:4.1公斤米
MG2:16.6公斤米
16.6公斤米
綜效馬力 122匹馬力 122匹馬力
最大輸出電壓 600V
純電最高時速 135公里/小時 原廠未提供
系統結構
變速系統 E-CVT無段變速箱
輪胎品牌胎紋 Toyo NanoEnergy J61
輪胎尺寸 195/65 R15
能源局測試1 EV純電行駛里程64公里 市區油耗 28.02km/l (歐規)
能源局測試2 電量消耗測試 79.37 Wh/km 高速油耗 26.02km/l (歐規) 
能源局平均油耗 歐規109.9 km/l 歐規26.7km/l
能源效率等級 小客車1級
風阻係數 0.25Cd 0.24Cd
製表 www.u-car.com.tw
備註 : 參考油耗數據為經濟部能源局公布,採用歐盟1999/100/EC 指令及其後續修正指令之測試方法執行所測得數據。而能源局針對Hybrid與Plug-in Hybrid測試項目有所差異。

Prius PHV與Prius皆採用同樣的原廠代號2ZR-FXE直列4缸1.8升Atkinson循環引擎,擁有Toyota招牌的VVT-i科技,而熱效率同樣達到40%,在13:1的高壓縮比設定下,擁有98匹最大馬力與14.5公斤米最大扭力。

Prius PHV與Prius皆搭載原廠代號2ZR-FXE直列4缸1.8升Atkinson循環引擎,擁有98匹最大馬力,搭配電動馬達的最大綜效馬力則是122匹。

至於帶來Prius PHV與Prius油耗表現差異的關鍵,就是在於電池的配置與馬達的運用。Prius PHV與Prius雖然搭載同一套THS (Toyota Hybrid System) 系統,包含引擎、MG1、MG2兩具馬達以及取代傳統變速箱之行星齒輪組所組成。

相較於Prius,Prius PHV的MG1、MG2兩具馬達都具有實質的驅動能力,面對全地形路段,包含山路爬坡等狀況,可以比Prius更減少引擎出力的情況,油耗表現自然提升。

不過,Prius的構造裡,引擎、MG1、MG2三者之間串連下,MG1馬達只負責啟動引擎與作為發電機之用途,只有MG2馬達才具有驅動車輛的作用。反觀Prius PHV則是在引擎與MG1中間增加一組One Way Clutch單向離和器,高速下藉由離合器鎖定行星齒輪找回原先由MG1所流失的動力,如此一來MG1、MG2兩具馬達都具有實質的驅動能力,面對全地形路段,包含山路爬坡等狀況,可以比Prius更減少引擎出力的情況,油耗表現自然提升。

兩車除了電動馬達系統的差異之外,Prius PHV要讓雙馬達驅動的設計擁有更高的純電行駛里程,減少引擎使用,所以原廠設計第2代Prius PHV採用8.8kWh的鋰電池,讓車輛在中低速路段能猶如電動車一般,擁有更長距離的純電行駛,能源局測試純電行駛里程達64公里。相較於第4代Prius使用的是1.6 kWh鎳氫電池,純電行駛里程自然無法與Prius PHV相抗衡。

Prius PHV搭載8.8kWh容量電池,Prius則是1.6kWh;用白話文來說,Prius PHV的電池容量更大、可以純電走的更遠。

Toyota看上鋰離子具有單位體積容量大、單位重量容量大、以及充電速度快等優點,因此即便電池容量是Prius的5倍,仍可將電池組妥善地放置在行李廂底部。至於車尾增加的重量,則透過碳纖維尾門的輕量特性進行平衡,因此Prius PHV車長4,645毫米、車重1,550公斤,只比Prius的4,540毫米、1,400公斤空車重略為增加,無損其節能表現。

兩車都內建有Eco Mode、Normal Mode、PWR Mode三種不同的駕駛模式;另外Prius PHV有HV模式,開啟之後引擎會優先給電池充電。

至於包含變速箱、輪胎以及相關節能配備則沒有太多差異,都是採用E-CVT電子無段變速系統,整體體積比前一代更為縮減,原廠表示可以減少20%的電流損失。

兩車採用CVT就是主打完全的節能取向,但皆內建有Eco Mode、Normal Mode、PWR Mode三種不同的駕駛模式可選擇,在Eco模式下,系統會以節能優先的方式,調配變速箱的反應與引擎出力。車主另外還可選擇EV Mode進行純電行駛,不過前面有提到,由於電池容量的差異,因此Prius PHV的EV Mode能應付更多元的中低速路段,相較之下Prius大致上只能用於時速40公里以下,且走走停停的市區路段。

兩車搭載相同的CVT變速箱,U-CAR測試時全程以D檔行駛。

Prius PHV與Prius原廠配胎都是195/65 R15規格的Toyo NanoEnergy J61,屬於Toyo東洋輪胎NanoEnergy系列的全球戰略性產品,採用了品牌研發的奈米平衡科技,利用增加活性聚合物提高磨耗性並降低滾動阻力,輪胎外層為低油耗複合構造層,搭配內層的高硬度保護層,達到提升磨耗壽命、節能與操控穩定性的效果。

Prius PHV與Prius原廠配胎都是Toyo NanoEnergy J61,規格為195/65 R15,取向是節能式輪胎。

總結來說,Prius PHV與Prius的差異就在於電池與電動馬達的設計,所以能源局測試Prius時,提供有市區每公升28.02 公里、高速每公升26.02 公里與平均每公升26.7 公里的成績;但Prius PHV就是測試純電行駛里程數64公里、電量消耗測試每小時79.37瓦時、平均每公升109.9公里的油耗。究竟面對U-CAR的全地形路段考驗,會帶來多大的油耗差異?且讓U-CAR實際同場較量見真章。

定型化的油耗測試規範

本次的[國道5號油耗紀實]全地形油耗測試,各車載重統一為200公斤,每輛車上包含2名試車手、隨身物品、工作器材、車外磁鐵等等,另外車內空調設定等各項因素也都維持與往例相同,讓定型化能始終為每次測試的核心精神。

出發之前,確保兩輛車的載重都是200公斤。
輪胎的胎壓按照原廠建議值施打。

此外,考量到Prius PHV為Plug-in Hybrid的車款,因此U-CAR特別在出發點的附近,找到設置有充電樁的公有停車場,並於出發前在此將Prius PHV的電量充滿,而另一輛Prius則是盡量回充至接近滿電狀態,再一同出發前往深坑加油站,準備最終的出發前整備。

正式出發前,U-CAR將Prius PHV的電池充飽。
兩車的載重狀態,加上試車手總共200公斤。

[國道5號油耗紀實]全地形測試路段

U-CAR的[國道5號油耗紀實]全地形路線,出發點與結束點維持與[國道5號油耗紀實]單元相同,位於新北市石碇區,主要測試的路線,是從石碇加油站出發後,接往縣道106乙,然後連接省道臺9線、也就是北宜公路段,接著從北宜公路南下抵達宜蘭頭城,然後沿著省道臺2線北上,即濱海公路路段,沿途經過八斗子與基隆市區,直到臺2線與國道3號基金交流道連接處,取道國道3號轉國道5號,返回原始出發點計算最終油耗。

[國道5號油耗紀實]全地形路線版本,路線包含北宜公路、省道臺2線等,囊括低速、中速、高速域路段。

測試手法與條件

  1. 測試路線:[國道5號油耗紀實]全地形版本,深坑加油站>縣106乙>臺9線北宜公路南下>臺2線濱海公路北上>國道3號基金交流道>國道5號石碇交流道>深坑加油站。
  2. 測試天候:陰晴天,相對溼度約95%。
  3. 出發時的氣溫與時間:11.2˚C 12:00。
  4. 結束時的氣溫與時間:10.9˚C 16:05。
  5. 總測試里程:約155公里。
  6. 道路狀況:可在安全車距下維持路段的最高限速。
  7. 冷氣空調:電子顯示空調調整至24˚C,風量開到2段。
  8. 車上載重:2位工作人員+攝影器材+其他行李與添重物品,總計約200公斤。
  9. 輪胎胎壓:前36psi、後35psi。
  10. 加油方式:熄火靜置10分鐘,以出發時的同一支加油槍加滿跳停後,靜置10秒鐘等油面回穩,再補1次跳停。

正式出發,溫度維持11、12度左右、車流正常

在確認Toyota Prius PHV與Prius都整備完畢、加滿油箱之後,我們將兩輛車的儀表歸零,開始正式的[國道5號油耗紀實]全地形路段測試。

加滿油、儀表歸零,準備正式出發。

測試當天,新北市深坑區的天候為陰雨天,溫度為11度,累積至中午的雨量為8mm,我們從加油站出發後,走縣道106乙,一路上均可維持時速40-50公里左右,此時Prius PHV是接近充飽電的狀態,雖然此路段上坡居多,但仍可維持相當高比例的純電動行駛模式;相較之下,Prius在此路段的引擎介入時間較多,畢竟Prius的電池容量較小,而這也是Prius PHV相對占優勢之處。

Prius PHV出發時為滿電狀態,此時車輛會自動進入EV Mode,也就是純電行駛,試車組在縣道106乙連接到臺9線北宜公路的18公里路程中,尚未進入坪林就已經把Prius PHV的電池電量耗盡,而此段多是上坡路,根據試車組的觀察,大約行駛15公里左右,引擎就開始介入。

Prius PHV充飽電出發,即使縣道106乙的上坡居多,但仍可維持相當高比例的純電動行駛模式

而Prius在縣道106乙行駛時,絕大多數時間是都是馬達與引擎同步驅動的狀態,只有在下坡或煞車的動能回收情況下,引擎會暫時關閉,和在平面路段的駕駛感受並無二致,唯一較明顯的差別是在某些急上坡路段時,引擎運轉聲音會比較大聲一些。

進入臺9線北宜公路段後,從頭城到礁溪是一路下坡,這時候車輛上的動能回收系統發揮本次測試最長時間的充電功效,而Prius PHV的8.8kWh容量電池,相較於Prius的1.6kWh電池,能回充更多的電量;以試車組在D檔、Eco Mode行車模式、不刻意加減速的下坡情境下,Prius PHV的電量從0%增加至約30%,換算能在平面路段多行駛約10至15公里左右的純電模式。

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離開北宜公路後,開始臺2線濱海公路段,測試當天車流順暢,一路均可維持最高速限值;試車組於中途暫時休息與用餐後,繼續往基隆市區前進,此時的基隆已快接近尖峰時間,市區內的車輛開始湧現,平均每個紅綠燈的等待時間也開始拉長,走走停停的環境對於Prius PHV與Prius來說,正好是發揮Hybrid動力與傳統內燃機動力最大節能差異的場域。

臺2線濱海公路段,測試當天車流順暢,一路均可維持最高速限值。
進入基隆市市區,市區內的車輛開始湧現,走走停停的環境對於Prius PHV與Prius來說,正好是發揮Hybrid動力與傳統內燃機動力最大節能差異的場域。離開市區後,沿著臺2線連接至國道3號。

在結束臺2線基隆市區路段後,我們從基金交流道連接上國道3號,並一路以時速90公里的速度、開啟主動式定速巡航功能,沿著國道3號轉國道5號的方向返回原出發點,結束本次約155公里的油耗測試,然後將Prius PHV與Prius靜置10分鐘,準備進行最終的油耗結算。

開始測試 換手點 結束測試
時間 12:00 13:42 16:05
氣溫(攝氏) 11.2度 11.8度 10.9度
風速(m/s) 0.5 1.3 0.3
濕度 95% 90% 95%

實際加油見真章,由Prius PHV勝出

結束了[國道5號油耗紀實]全地形版本的測試後,車輛返回原出發的加油站,靜置10分鐘之後,開始加油作業。加油的方式和出發時一樣,由單一加油員、同一個加油島、同一支加油槍,以跳停之後等待10秒、再補1次跳停的方式結算最終耗用的汽油數量。

Prius PHV與Prius各自的行車電腦油耗數值。
靜置10分鐘之後,開始加油結算。

先看到Prius PHV,行車電腦的油耗數據為2.8L/100km,換算臺灣人較熟悉的歐規值為35.71km/L;實際以加油槍計算,耗用汽油的數量為4.254公升,除以155公里的行駛里程,得到36.43km/L的油耗結果。

接著是Prius,車上的行車電腦顯示為4L/100km,也就是每百公里耗用4公升汽油,換算約為25km/L,成績與能源局所公布的Prius平均油耗26.7km/L相當接近;而實際以加油槍計算,總計耗用了5.935公升的汽油,除以152.3公里的行駛里程,得到油耗數字為25.66km/L。

Prius PHV與Prius各自實際耗用的燃油量。
Toyota Prius PHV Toyota Prius
總行駛里程 155公里 152.3公里
行車電腦顯示油耗

2.8L/100km
換算約35.71 km/L

4L/100 km
換算約25 km/L
添加油量 4.254公升 5.935公升
國5油耗全地形成績 36.43km/L 25.66km/L

最終的結果,沒有意外地由Toyota Prius PHV奪下,兩者的差距約為10km/L,若以一年行駛15,000公里的假設條件,Prius PHV可省下約1,500公升的燃油;當然,如果Prius PHV是僅用於每天通勤約30至40公里、且天天充飽電的前提下,兩者的差距就會非常懸殊。不過,無論是Prius PHV或Prius,其綜合的節能表現,都較傳統內燃機動力汽車來得更亮眼,在未來電動車時代全面來臨之前,提前體驗Prius車系所帶來的科技感受,也是一個不錯的選擇。

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