Mengapa Konsumsi Bahan Bakar Melonjak Jika Plug-in Hybrid Tidak Diisi Daya?

Plug-in hibrit yang tidak diisi daya akan membakar bahan bakar tipiknya dua hingga empat kali nilai konsumsi yang tertera di katalog; karena kendaraan dirancang untuk digerakkan dengan listrik, dan jika pengisian daya tidak dilakukan, bobot baterai dan tenaga mesin ekstra hanya bisa ditanggung dengan bensin. Rata-rata konsumsi gabungan WLTP plug-in terlihat di kisaran 1,5 liter, tetapi ketika disiplin pengisian daya terabaikan, nilai ini naik ke kisaran 6 L/100 km. Halaman ini menjelaskan dengan angka-angka alasan rekayasa di balik jurang antara katalog dan pompa bensin.

Bagaimana Nilai Katalog Dihasilkan dan Mengapa Konsumsi Nyata Tidak Sesuai?

Konsumsi homologasi tipe sebuah plug-in hybrid (PHEV) dibangun di atas asumsi bahwa kendaraan menyelesaikan bagian tertentu dari siklus dengan listrik dan sisanya dengan bensin. Konsep yang mendefinisikan asumsi ini disebut Utility Factor, yaitu porsi berkendara listrik. Dalam homologasi tipe, porsi ini diambil sekitar 69% untuk kendaraan pribadi. Dalam kehidupan nyata, porsi yang sama turun ke rata-rata 37% pada penggunaan pribadi, dan hanya 20% pada kendaraan perusahaan.

Porsi yang tertinggal sejauh ini hanya menghasilkan satu akibat: Mesin bensin bekerja jauh melampaui kilometer yang dialokasikan untuknya dalam perhitungan katalog. Analisis dunia nyata berskala besar yang dilakukan pada sekitar 100.000 plug-in hybrid mengungkap bahwa konsumsi aktual mencapai 2-4 kali nilai homologasi tipe untuk kendaraan pribadi, dan 3-4 kali untuk kendaraan perusahaan. Inilah matematika mengapa nilai gabungan WLTP sebuah PHEV rata-rata ~1,57 L/100 km melonjak ke level 6 L/100 km dalam penggunaan nyata: lebih dari tiga kali nilai resmi.

Hukuman Baterai Kosong: Bagaimana Bobot dan Tenaga Ekstra Membakar Bahan Bakar?

Cara paling jelas untuk memahami plug-in yang tidak diisi daya adalah melihatnya sebagai masalah keseimbangan dua fase. Di satu sisi massa yang diangkutnya, di sisi lain sistem yang menggerakkan massa tersebut. Anda kalah di kedua sisi.

Berapa besar hukuman bobot baterai?

Baterai PHEV tipiknya membawa kapasitas sekitar 15 kWh, dan itu berarti massa hingga mencapai ratusan kilogram. Bobot tambahan baterai dan mesin listrik dapat membuat konsumsi lebih tinggi bahkan dibandingkan kendaraan bensin yang sebanding. Pengaruh bobot baterai terhadap efisiensi hibrida juga telah diukur secara kuantitatif: semakin besar baterai, efisiensi mode hibrida turun dari 49,1 mpg menjadi 45,2 mpg - artinya hukuman 8% hanya karena massa. Energi ini tidak kembali dari mana pun; sebagai beban yang diangkut dengan bensin, ia dibayar di setiap kilometer di jalan tol.

Mengapa tenaga mesin meningkatkan konsumsi?

Masalah kedua adalah tenaga dari sistem itu sendiri. Sebagian besar plug-in hibrid, demi pemasaran performans, menjalankan mesin bensin dan motor listrik bersama-sama dengan efisiensi tinggi. Namun kekuatan berarti massa, bersama gesekan, kehilangan akibat inersia, dan efisiensi rendah pada beban parsial. Data analisis mengaitkan hal ini dengan koefisien yang jelas: setiap 10 kW dayangan yang dikeluarkan dari sistem mengurangi konsumsi nyata dan CO2 sebesar 2-4%. Pada sisi jangkauan, korelasinya searah: setiap 10 km jangkauan listrik tambahan memperbaiki nilai nyata sebesar 8-14%. Dengan kata lain, kombinasi mesin bertenaga + baterai kecil memberikan hasil terburuk di dunia nyata; solusinya adalah mengambil daya dari mesin dan memanfaatkannya untuk jangkauan.

Seberapa Besar Perbedaan antara PHEV yang Tidak Dicas dan Hibrid Penuh?

Hibrid penuh (HEV) adalah kendaraan tanpa port pengisian dayan; baterai kecilnya terisi dengan sendirinya melalui pengereman regeneratif dan dari mesin bensin. Sistem sepenuhnya didimensikan berdasarkan keseimbangan ini: baterai kecil, massa tambahan rendah, distribusi daya yang dikalibrasi sesuai mesin bensin.

Sebuah plug-in yang tidak pernah dicas berada pada kondisi kebalikan dari keseimbangan tersebut. Ia memikul beban baterai besarnya secara sia-sia, menjadi jauh lebih bergantung pada mesin bensin, dan para produsen sendiri menyatakan bahwa dalam skenario ini kendaraan bekerja bahkan lebih tidak efisien daripada saudara hibrid penuhnya yang berukuran serupa. Terukur bahwa dalam penggunaan campuran kota/jalan tol, plug-in sedikit tertinggal di belakang saudara hibrid penuhnya. Pernyataan resmi dari otoritas energi juga mengarah pada poin yang sama: konsumsi PHEV bergantung pada jarak antara pengisian dayan, dan jika kendaraan sama sekali tidak dicas, ekonomi bahan bakar turun ke sekitar level hibrid berukuran serupa - artinya semua keunggulan listrik dari plug-in lenyap, dan yang tersisa hanyalah hukuman massa.

Baris pertama dalam tabel menunjukkan seberapa efektif teknologi ini jika digunakan dengan benar: Sebuah PHEV dengan baterai 15 kWh yang dicas setiap hari mengurangi konsumsinya sebesar 69% dibandingkan hibrid penuh. Kendaraan yang sama, ketika disiplin pengisian terganggu, mengembalikan seluruh keunggulan itu dan bahkan lebih.

Bagaimana Kebiasaan Pengisian Membalikkan Angka-angka?

Ekonomi plug-in hibrid bergantung pada seberapa banyak kilometer energi dalam baterainya terpakai. Homologasi tipe sebagian besar PHEV memiliki jangkauan listrik antara 30-60 km, dan dengan pengisian teratur kendaraan-kendaraan ini menempuh 5.000-10.000 km secara listrik per tahun. Pada model dengan jangkauan di atas 80 km, angka ini naik ke level 12.000-20.000 km/tahun; saat ini banyak model menawarkan jangkauan listrik ~100 km. Artinya, mobil yang sama menunjukkan perbedaan yang mencolok pada tagihan bahan bakar tahunan antara pemilik rumah dengan colokan pengisian dan pengguna yang tidak memilikinya.

Mengapa ada rentang yang lebar? Karena porsi berkendara listrik bergantung pada empat variabel: jarak tempuh harian, frekuensi pengisian daya, kapasitas baterai, dan profil berkendara. Perbandingan internasional menunjukkan hal ini dengan jelas - porsi listrik riil tertinggi berada di kisaran 53-54% di AS dan Norwegia, sementara pada contoh dengan infrastruktur dan kebiasaan pengisian yang lemah turun hingga 24-26%; pada kendaraan perusahaan porsi ini turun ke sekitar 18%. Motivasi mengisi daya yang rendah pada pengemudi kendaraan perusahaan berarti mereka yang tidak menanggung tagihan bahan bakar pribadi justru membayar tagihan teknologinya, dan hasil dunia nyata yang terburuk kita lihat pada kelompok ini.

Mengisi daya satu-dua kali seminggu bukanlah sepenuhnya sia-sia. Baterai besar berfungsi sebagai penyangga di antara pengisian daya; beberapa plug-in berkat penyangga ini bisa memberikan ekonomi yang lebih baik daripada hibrit standar. Namun agar keunggulannya mencapai ukuran nyata, pengisian harian harus menjadi dasarnya - itulah tujuan desain plug-in.

Apakah Membiarkan Baterai Kosong Hanya Mempengaruhi Konsumsi?

Tidak; ada juga biaya jangka panjangnya. Para produsen secara eksplisit menyatakan bahwa baterai PHEV bisa mengalami degradasi lebih cepat dalam kondisi pengisian rendah dan penggunaan minim. Penggunaan ideal adalah menjaga status pengisian pada rentang 20-80%. Sebuah plug-in yang dipakai berbulan-bulan tanpa diisi daya membakar setiap liter dengan lebih mahal sekaligus memperpendek umur komponen termahalnya.

Pengereman regeneratif memberikan kontribusi nyata namun terbatas dalam gambaran ini. Pada lalu lintas stop-and-go, pemulihan energi mengisi baterai sedikit; pengukuran pengguna menunjukkan kontribusi ekonomi bahan bakar kira-kira hingga 4%. Ini tidak menggantikan colokan pengisi daya - hanya mengambil kembali sebagian energi pengereman. Selain itu, saat baterai dalam kondisi pengisian rendah, proteksi elektronik sistem mendorong konsumsi naik; saat baterai habis, kendaraan pasti lebih bergantung pada mesin bensinnya.

Untuk Siapa Plug-in Hybrid Masuk Akal, dan Kapan Menjadi Jebakan?

Pohon keputusannya sebenarnya bisa diringkas menjadi satu pertanyaan: apakah berkendara harian Anda tercakup oleh baterai yang bisa diisi sebelum keluar rumah?

• Jika jarak harian berada dalam jangkauan listrik dan ada pengisian di rumah: Teknologi bekerja sesuai tujuan desainnya; keunggulan konsumsi hingga 69% dibanding HEV dan puluhan ribu kilometer listrik per tahun mungkin tercapai.
• Jika kesempatan mengisi daya hanya sebagian: Porsi listrik turun ke kisaran 48%; keunggulan tetap ada tapi jauh di bawah janji katalog. Model dengan baterai besar masih bisa masuk akal di sini.
• Jika tidak akan pernah bisa diisi daya (misalnya instalasi pengisian di rumah tidak memungkinkan): Plug-in mengonsumsi lebih boros daripada hibrit penuh berukuran serupa; dalam skenario ini hibrit penuh adalah pilihan yang lebih tepat.

Sisi biaya juga harus dibaca dengan jujur: analisis kepemilikan terkini menyimpulkan bahwa bagi sebagian besar pengemudi, sebuah PHEV tidak akan memberikan keuntungan finansial dalam beberapa tahun pertama - mungkin tidak pernah. Penghematan tidak bergantung pada harga bahan bakar dan kilometer, melainkan terutama pada kebiasaan mengisi daya.

Ringkasan: Tiga Angka, Satu Kesimpulan

Katalog menyebut 1,57 L/100 km; pengguna tanpa pengisian melihat 6 L/100 km; pengguna yang mengisi dengan benar turun jauh di bawah HEV. Satu-satunya variabel yang menghubungkan ketiga angka ini adalah disiplin pengisian daya. Plug-in hibrida adalah kendaraan yang tangki listriknya dijaga tetap penuh secara teratur; ketika tangki ini kosong, yang tersisa hanyalah batu penggerak bertenaga bensin yang dilengkapi penalti massa 8% dan tenaga mesin berlebih. Jika Anda tidak memiliki kesempatan mengisi daya, masalahnya bukan pada kendaraan, melainkan pada pilihan kendaraannya.

Sumber

• Real-world usage of plug-in hybrid electric vehicles - ICCT
• PHEVs Promised Efficiency, Drivers Are Burning Three Times More Fuel - Carscoops
• Do You Have to Charge a Hybrid Vehicle? - Mazda USA
• Plug-In Hybrid Electric Vehicles - Alternative Fuels Data Center (DOE)
• Hybrid vehicle information - Green Vehicle Guide
• Evaluation of plug-in hybrid vehicles in real-world - Dauphin et al., ScienceDirect
• Plug-in hybrid electric vehicles in Europe - an empirical analysis, IOP Science
• Impact of Battery Weight and Charging Patterns - Shiau et al., CMU
• Why the Actual Fuel Consumption of Plug-in Hybrids Is Often Higher - Newswise
• Will a Plug-In Hybrid Save You Money? - Consumer Reports