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電動公車怕冷?研究揭寒流下的效能危機

2021年,紐約州伊薩卡市的湯普金斯綜合區域交通系統(TCAT)獲得補助,引進7輛全電動公車展開試執行,結果卻不如預期。除了製造商的技術問題外,這些電動公車在伊薩卡多山的地形中表現不佳,尤其在低溫環境下續航力大幅下降,可靠性堪憂。

康乃爾大學研究團隊分析TCAT兩年來的營運資料後發現,當氣溫降至冰點(攝氏-4至0度)時,電動公車電池的能耗暴增48%;即使在較寬的溫度範圍(攝氏-12至10度)內,能耗仍增加近27%。這項發表在《交通研究D輯》的研究,首次以超過8萬公里的低溫行駛資料,系統性評估電動公車在美國東北部的表現。

研究團隊指出,低溫下能耗增加的主因有二:首先是電池自體加溫需求——電動車電池最佳工作溫度約為攝氏24度,啟動時環境溫度越低,預熱所需能量就越多;其次是車廂供暖系統,特別是在市區路線頻繁開關車門的情況下,電池負荷更為沉重。

「全電動車的所有能源都來自單一電池組,」研究資深作者、康乃爾大學工程學院教授張馬克斯強調:「這與傳統柴油車完全不同,需要全新的營運策略。」研究還發現,低溫下煞車能量回收系統的效率也會降低,可能與大型電池組難以維持均溫有關。

短期改善方案包括:夜間將車輛停放在室內、趁電池餘溫時充電、縮短站點開門時間等。但第一作者顧金濤博士指出,長遠來看,基礎設施的全面調整更為關鍵:「從充電站配置到人員培訓,這項研究為未來交通系統規劃提供了重要啟示。」

有趣的是,研究發現電動公車在郊區路線的能耗增幅低於市區,這項發現有助營運單位在混合車隊中合理分配路線。張教授表示,雖然能耗增幅超出預期,但「這些經驗都能幫助社會學習與進步」。

這項研究也展現了學界與社羣合作的典範。研究團隊與TCAT官員持續交流,共同解讀資料背後的意義。「康乃爾研究團隊與TCAT正在同步成長,」張教授說:「透過資料與合作相互學習,這不是很美好嗎?」

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