Мили на галлон бензинового эквивалента

Этикетка Монруни показывает по данным Агентства по охране окружающей среды эквивалентные рейтинги экономии топлива для Chevrolet Volt 2011 года выпуска . Рейтинг для полностью электрического режима (слева) выражается в милях на галлон бензинового эквивалента (миль на галлон).

Мили на галлон бензинового эквивалента ( MPGe или MPG _ge ) — это мера среднего пройденного расстояния на единицу потребленной энергии. MPGe используется Агентством по охране окружающей среды США (EPA) для сравнения энергопотребления транспортных средств, работающих на альтернативном топливе , электромобилей и других передовых транспортных средств с энергопотреблением. обычных автомобилей внутреннего сгорания с номинальной стоимостью в милях на США галлон .

Единицей потребленной энергии считается 33,7 киловатт-часа без учета эффективности преобразования тепловой энергии в электрическую, также измеряемую в киловатт-часах (кВтч). Эквивалентность этой единицы энергии в галлоне бензина верна тогда и только тогда, когда тепловой двигатель, генерирующее оборудование и система подачи энергии в автомобильный аккумулятор эффективны на 100%. Реальные тепловые двигатели сильно отличаются от этого предположения.

MPGe не обязательно представляет собой эквивалент эксплуатационных расходов между транспортными средствами, работающими на альтернативном топливе, и рейтингом MPG для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания из-за больших различий в затратах на источники топлива в зависимости от региона. поскольку EPA предполагает цены, которые представляют собой средние показатели по стране. Эквивалентную стоимость миль на галлон альтернативного топлива можно рассчитать путем простого преобразования в обычные мили на галлон (мили на галлон, мили/галлон). См. перевод в MPG по стоимости ниже.

Метрика MPGe была введена Агентством по охране окружающей среды в ноябре 2010 года в наклейке Monroney на Nissan Leaf электромобиле и Chevrolet Volt подключаемом гибриде . Рейтинги основаны на формуле EPA, согласно которой 33,7 кВтч (121 МДж) электроэнергии эквивалентны одному (США) галлону бензина. и потребление энергии каждым транспортным средством во время пяти стандартных тестов ездового цикла Агентства по охране окружающей среды, имитирующих различные условия вождения. Все новые автомобили и легкие грузовики, продаваемые в США, должны иметь эту этикетку, показывающую оценку экономии топлива транспортного средства, сделанную Агентством по охране окружающей среды.

В совместном постановлении, изданном в мае 2011 года, Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) и Агентство по охране окружающей среды установили новые требования к маркировке экономии топлива и окружающей среды , которая является обязательной для всех новых легковых и грузовых автомобилей, начиная с 2013 модельного года. В этом постановлении используются мили. на галлон бензинового эквивалента для всех транспортных средств, работающих на топливе и передовых технологиях, доступных на рынке США, включая подключаемые гибриды, электромобили , автомобили с гибким топливом , автомобили на водородных топливных элементах , автомобили, работающие на природном газе , автомобили с дизельным двигателем и автомобили с бензиновым двигателем . Рейтинги экономии топлива не только отображаются на новых автомобилях, но и используются Министерством энергетики США (DOE) для публикации ежегодного Руководства по экономии топлива; Министерство транспорта США (DOT) для управления программой средней корпоративной экономии топлива (CAFE); и Налоговое управление (IRS) для сбора налогов с пожирателей бензина .

Оценки экономии топлива для наклеек на окна и соответствия стандартам CAFE различаются. Рейтинг EPA MPGe, указанный на этикетке Monroney, основан на потреблении бортовой энергии, хранящейся в топливном баке, аккумуляторе автомобиля или любом другом источнике энергии, и представляет собой только между баком и колесом потребление энергии . Оценки CAFE основаны на принципе «от скважины до колеса» , а в случае транспортных средств с жидким топливом и электроприводом также учитывается энергия, потребляемая на входе в систему для производства топлива или электроэнергии и доставки ее к транспортному средству. Экономия топлива для целей CAFE включает корректировку стимулов для транспортных средств, работающих на альтернативном топливе, и электромобилей, подключаемых к сети, что приводит к более высокому расходу топлива на галлон, чем рассчитано для наклеек на окна.

Фон

1988: Закон об альтернативных моторных топливах.

Закон об альтернативных моторных топливах (AMFA), принятый в 1988 году. предоставляет стимулы для средней корпоративной экономии топлива (CAFE) для производства транспортных средств на альтернативном топливе (AFV), работающих на этаноле , метаноле или природном газе , либо исключительно, либо в сочетании с бензином или дизельным топливом. Эти двухтопливные автомобили также известны как автомобили с гибким топливом (FFV). Чтобы обеспечить стимулы для широкого использования этих видов топлива и способствовать производству AFV и FFV, AMFA предоставляет производителям AFV/FFV кредиты CAFE, что позволяет им повысить общий уровень экономии топлива своего автопарка до соответствия стандартам CAFE.

Начиная с 1993 года производители сертифицированных ББМ могут улучшить свои оценки CAFE, рассчитав средневзвешенное значение экономии топлива при работе на обычном топливе (бензине и дизельном топливе) и при работе на альтернативном топливе. AMFA предоставляет следующие коэффициенты эквивалентности на основе энергетического содержания:

• 1 галлон (спирт) = 0,15 галлон (бензин)
• 100 футов ³ (природный газ) = 0,823 галлона-эквивалента (природный газ)
  • 1 галлон-эквивалент (природный газ) = 0,15 галлона (бензин)

Специальный ББМ, работающий исключительно на спирте, разделит экономию спиртового топлива на коэффициент энергетической эквивалентности 0,15. Например, для специального ББМ, который обеспечивает экономию топлива 15 миль на галлон при работе на алкоголе, CAFE будет рассчитываться следующим образом:

$FE_{alcohol}={\frac {1}{0.15}}\cdot (15\,mpg_{alc})=100\,mpg_{equiv}$

Для FFV делается допущение, что транспортные средства будут работать 50% времени на альтернативном топливе и 50% времени на обычном топливе, что приводит к экономии топлива, основанной на гармоническом среднем значении альтернативного и обычного топлива. Например, для альтернативной двухтопливной модели, которая достигает скорости 15 миль на галлон при работе на спиртовом топливе и 25 миль на галлон на обычном топливе, результирующее значение CAFE будет:

$FE_{dual-fuel}=\left[{\frac {0.5}{25\,mpg_{conventional}}}+{\frac {0.5}{100\,mpg_{alc\,equiv}}}\right]^{-1}=40\,mpg_{combined\,equiv}$

Расчет экономии топлива для автомобилей, работающих на природном газе, аналогичен. Для целей данного расчета экономия топлива равна средневзвешенной экономии топлива при работе на природном газе и при работе на бензине или дизельном топливе. AMFA определяет энергетическое содержание 100 кубических футов природного газа равным 0,823 галлона - эквивалента природного газа, а галлонный эквивалент природного газа считается имеющим содержание топлива, аналогичное содержанию спиртового топлива, равному 0,15 галлона. топлива. Например, в соответствии с этим преобразованием и эквивалентом галлонов, специальный автомобиль, работающий на природном газе и проезжающий 25 миль на 100 кубических футов природного газа, будет иметь следующее значение CAFE:

$FE_{nat.gas}={\frac {1}{0.15}}{\frac {gal_{nat.gas}}{gal_{gasoline}}}\cdot \left[\left({\frac {25\,mi}{100\,ft_{nat.gas}^{3}}}\right)\cdot \left({\frac {100\,ft_{nat.gas}^{3}}{0.823\,gal_{nat.gas}}}\right)\right]=203\,mpg_{equiv}$

Закон об энергетической политике 1992 года расширил определение альтернативного топлива, включив в него сжиженный нефтяной газ , водород , жидкое топливо, полученное из угля и биологических материалов, электричество и любое другое топливо, которое, по мнению министра транспорта, по существу не является нефтяным и имеет экологические последствия. и преимущества энергетической безопасности. Начиная с 1993 года, производители этих других автомобилей, работающих на альтернативном топливе, которые отвечают квалификационным требованиям, также могут воспользоваться особым режимом при расчете своего CAFE.

1994: Бензиновый эквивалент в галлонах

США В 1994 году Национальный институт стандартов и технологий (NIST) ввел эквивалент бензинового галлона (GGE) в качестве показателя экономии топлива для автомобилей, работающих на природном газе . NIST определил эквивалент галлона бензина (GGE) как 5,660 фунтов природного газа, а эквивалент литра бензина (GLE) как 0,678 килограмма природного газа.

2000: Экономия топлива в нефтяном эквиваленте

Энергоэффективность некоторых электромобилей, арендованных в Калифорнии в период с 1996 по 2003 год.

Транспортное средство	Модельный год	Тип батареи	Потребление энергии ( кВтч /миля)	Энергоэффективность (миль/кВтч)	Энергоэффективность (миль на галлон, миль/33,7 кВтч)
ГМ ЭВ1	1997	Свинцово-кислотный	0.164	6.10	205
ГМ ЭВ1	1999	NiMH	0.179	5.59	188
Тойота РАВ4 ЕВ	1996	Свинцово-кислотный	0.235	4.28	143
Тойота РАВ4 ЕВ	2000	NiMH	0.400	2.50	84
Форд Рейнджер EV	1998	Свинцово-кислотный	0.337	2.98	100
Шевроле С-10 ЭВ	1997	Свинцово-кислотный	0.292	3.42	115

В конце 1990-х и начале 2000-х годов несколько электромобилей были произведены в ограниченных количествах в результате постановления Калифорнийского совета по воздушным ресурсам (CARB) о создании более экономичных автомобилей с нулевым уровнем выбросов . Популярные модели, доступные в Калифорнии, включали General Motors EV1 и Toyota RAV4 EV. Рейтинг Министерства энергетики США и Агентства по охране окружающей среды США по бортовой энергоэффективности для этих электромобилей выражался в киловатт-часах на милю (кВтч/миля), что является наиболее известным в науке и технике показателем для измерения энергопотребления и использовалось в качестве единицы расчета за энергию. доставляется потребителям электроэнергетическими предприятиями .

В целях соблюдения правил корпоративной средней экономии топлива (CAFE), утвержденных Конгрессом США в 1975 году, Министерство энергетики США разработало в июле 2000 года методологию расчета экономии топлива в нефтяном эквиваленте электромобилей по принципу «от скважины до колеса». основе. Методика учитывает эффективность процессов, задействованных в двух топливных циклах. Энергосодержание бензина снижается с 33 705 Втч/галлон до 83% от этого значения, или примерно 27 975 Втч/галлон от скважины до резервуара, чтобы учесть энергию, используемую при переработке и распределении. Аналогичным образом, согласно среднему национальному показателю, энергетическая ценность электроэнергии, произведенной из ископаемого топлива, снижается до 30,3% из-за потерь энергии при производстве и передаче. Это нормализовано к предыдущему значению бензина, в результате чего энергосодержание электроэнергии в бензиновом эквиваленте автомобиля составляет всего 12 307 Втч/галлон.

В формулу также включен «коэффициент содержания топлива», равный ⁠ 1 / 0,15 ⁠ (около 6,667) в пользу электромобилей, в результате чего значение увеличится с 12 307 до 82 049 Втч/гал. Этот коэффициент вознаграждения призван стимулировать производителей автомобилей производить и продавать электромобили, поскольку более высокая эквивалентная экономия топлива для электромобилей повышает общий уровень экономии топлива автопарка в соответствии со стандартами CAFE, и Конгресс ожидал, что такой стимул поможет ускорить коммерциализацию электромобилей. Фактор стимулирования, выбранный Министерством энергетики для электромобилей, тот же. Коэффициент ⁠ 1 / 0,15 ⁠ уже применяется при регулировании других типов транспортных средств, работающих на альтернативном топливе. Когда все факторы учитываются в формуле Министерства энергетики, энергоэффективность или эквивалентная экономия топлива электромобилей увеличивается, рассчитываясь в милях на коэффициент нефтяного эквивалента 82 049 Втч/галлон, а не в милях на обычный эквивалент бензинового галлона 33 705 Втч/галлон. , для целей предоставления кредитов CAFE производителям.

2007: X-премия

Конкурс Automotive X Prize был призван стимулировать разработку автомобилей, способных проезжать 100 миль на галлоне бензина (миль на галлон). Сравнение электромобилей с транспортными средствами, имеющими собственный двигатель, обсуждалось, поскольку понятие эквивалента миль на галлон в качестве показателя для электромобилей делало конкуренцию тривиальной для электромобилей, а соответствующее количество миль на галлон в качестве показателя для остальных - чрезвычайно трудным. для остальных. Компания «Миастрада» безуспешно утверждала, что это противоречит цели конкурса. В апреле 2007 года в рамках проекта правил конкурса, опубликованного на Нью-Йоркском автосалоне, MPGe был объявлен основным показателем качества для премии Progressive Insurance Automotive X Prize , конкурса, разработанного Фондом X Prize для сверхэффективных транспортных средств, которые могут достичь не менее 100 миль на галлон. В феврале 2009 года Consumer Reports объявил, что в рамках партнерства с X Prize Foundation они планируют сообщить о MPGe как об одном из нескольких показателей, которые помогут потребителям понять и сравнить эффективность транспортных средств, работающих на альтернативном топливе.

2010–2011: эквивалент миль на галлон.

Старая этикетка Monroney для электромобилей, на которой крупным шрифтом показан показатель экономии топлива в кВтч/100 миль для Mini E 2009 года.

Новая этикетка Monroney для электромобилей, на которой крупным шрифтом показан показатель экономии топлива в милях на галлон США в бензиновом эквиваленте для Nissan Leaf 2011 года выпуска . Рейтинг в кВтч/100 миль указан под MPG-e меньшим шрифтом.

В соответствии с требованиями Закона об энергетической независимости и безопасности (EISA) 2007 года, с появлением в США высокотехнологичных транспортных средств , новая информация должна быть включена в маркировку Monroney новых автомобилей и малотоннажных грузовиков, продаваемых в стране, например, рейтинги. по экономии топлива, выбросам парниковых газов и других загрязнителей воздуха . Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) провели серию исследований, чтобы определить лучший способ изменить дизайн этой этикетки, чтобы предоставить потребителям простое сравнение энергопотребления и окружающей среды для всех типов транспортных средств, включая электрические аккумуляторы. ( (BEV), гибридные электромобили PHEV) и обычные автомобили с двигателями внутреннего сгорания, работающие на бензине и дизельном топливе, чтобы помочь потребителям выбирать более эффективные и экологически чистые автомобили. Данные изменения предлагалось внедрить в новые автомобили начиная с 2012 модельного года.

Рейтинг EPA по энергоэффективности электромобилей до 2010 года выражался в киловатт-часах на 100 миль (кВтч/100 миль). Например, наклейка на окне Mini E 2009 года показывала потребление энергии 33 кВтч/100 миль при движении по городу и 36 кВтч/100 миль по шоссе, что технически эквивалентно 100 милям на галлон в городе и 94 милям на галлон по шоссе. 2009 года Аналогичным образом, Tesla Roadster имел рейтинг 32 кВтч/100 миль (110 миль на галлон) в городе и 33 кВтч/100 миль (100 миль на галлон) на шоссе.

В рамках процесса исследования и модернизации EPA провело фокус-группы , участникам которых было предложено несколько вариантов выражения потребления электроэнергии для подключаемых к сети электромобилей . Исследование показало, что участники не поняли концепцию киловатт-часа как меры потребления электроэнергии, несмотря на использование этой единицы в их ежемесячных счетах за электроэнергию. Вместо этого участники предпочли эквивалент миль на галлон, MPGe, в качестве показателя для сравнения со знакомыми милями на галлон, используемыми для бензиновых автомобилей. Исследование также пришло к выводу, что показатель кВтч на 100 миль был более запутанным для участников фокус-группы, чем показатель миль на кВтч. Основываясь на этих результатах, Агентство по охране окружающей среды решило использовать следующие показатели экономии топлива и расхода топлива на этикетках с измененным дизайном: MPG (город, шоссе и вместе взятые); MPGe (город и трасса, и совмещенные); Галлоны на 100 миль; кВтч на 100 миль.

Предлагаемый дизайн и окончательное содержание двух вариантов новой этикетки-наклейки, которая будет представлена ​​в 2013 модельном году для легковых и грузовых автомобилей, обсуждались с общественностью в течение 60 дней в 2010 году, и оба включают эквивалент миль на галлон и кВтч на 100 миль в качестве эквивалента. Показатели экономии топлива для подключаемых к электросети автомобилей, но в одном варианте двумя наиболее важными показателями являются расход миль на галлон и годовая стоимость электроэнергии. В ноябре 2010 года Агентство по охране окружающей среды представило MPGe в качестве сравнительного показателя на своей новой наклейке по экономии топлива для Nissan Leaf и Chevrolet Volt.

Типичная маркировка автомобилей на водородных топливных элементах, выраженная в MPGe, обязательная, начиная с 2013 модельного года.

В мае 2011 года NHTSA и EPA выпустили совместное окончательное правило, устанавливающее новые требования к маркировке экономии топлива и окружающей среды , которая является обязательной для всех новых легковых и грузовых автомобилей, начиная с 2013 модельного года. Постановление включает новые маркировки для альтернативного топлива и альтернативной силовой установки. транспортные средства, доступные на рынке США, такие как подключаемые гибриды, электромобили, автомобили с гибким топливом, автомобили на водородных топливных элементах и ​​автомобили, работающие на природном газе. Общий показатель экономии топлива, принятый для сравнения транспортных средств на альтернативном топливе и передовых технологиях с обычными автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, составляет мили на галлон бензинового эквивалента (MPGe). Галлон бензинового эквивалента означает количество киловатт-часов электроэнергии, кубических футов сжатого природного газа (СПГ) или килограммов водорода , которое равно энергии в галлоне бензина.

Новые маркировки также впервые показывают оценку того, сколько топлива или электроэнергии потребуется для проезда 100 миль (160 км), знакомя потребителей в США с расходом топлива на пройденное расстояние - показателем, обычно используемым в других странах. Агентство по охране окружающей среды пояснило, что цель состоит в том, чтобы избежать традиционной метрики миль на галлон, которая может потенциально вводить в заблуждение, когда потребители сравнивают улучшения в экономии топлива, и известная как «иллюзия миль на галлон».

Как упоминалось выше, среди населения распространены путаница и неправильное толкование двух типов « топливной эффективности ». Экономия топлива измеряет, как далеко проедет транспортное средство на одно количество топлива (в милях на галлон). Расход топлива является обратной величиной экономии топлива и измеряет количество топлива, использованного для проезда фиксированного расстояния (галлоны на 100 миль или кВтч/100 миль). Единица галлона на 100 миль точно описывается как расход топлива в некоторых брошюрах Агентства по охране окружающей среды, но эта единица указана в разделе экономии топлива на этикетке Monroney (на которой не используется термин «расход топлива»).

Описание

Бензиновый эквивалент миль на галлон основан на энергетической ценности бензина. Энергия, получаемая при сжигании одного галлона бензина США, составляет 115 000 БТЕ, 33,70 кВтч или 121,3 МДж.

Чтобы преобразовать оценку миль на галлон в другие единицы расстояния на единицу использованной энергии, значение мили на галлон можно умножить на один из следующих коэффициентов, чтобы получить другие единицы:

1 миль на галлон	≈ 1 миля/(33,70 кВт·ч )
	≈ 8,696 миль/(миллион БТЕ )
	≈ 0,02967 миль/ кВт·ч
	≈ 0,04775 км/кВт·ч
	≈ 0,013 км/МДж

Конвертация в MPGe

MPGe определяется путем преобразования расхода топлива транспортным средством на единицу расстояния, определенного с помощью компьютерного моделирования или завершения фактического цикла вождения, из исходных единиц в эквивалент энергии бензина. Примеры собственных единиц измерения: Вт·ч для электромобилей, кг- ч.
₂ для транспортных средств, работающих на водороде, галлонов для транспортных средств, работающих на биодизеле или сжиженном природном газе , кубических футов для транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и фунтов для транспортных средств, работающих на пропане или сжиженном нефтяном газе. Особые случаи для конкретных альтернативных видов топлива обсуждаются ниже, но общая формула для MPGe такова:

${\text{MPGe}}={\frac {\text{total miles driven}}{\left[{\frac {\text{total energy of all fuels consumed}}{\text{energy of one gallon of gasoline}}}\right]}}={\frac {({\text{total miles driven}})\times ({\text{energy of one gallon of gasoline}})}{\text{total energy of all fuels consumed}}}$

Для Агентства по охране окружающей среды это учитывает полное потребление энергии для жидкостей и общее потребление энергии для электроэнергии, т.е. оно измеряет энергию, за которую обычно платит владелец. Для электромобилей стоимость энергии включает в себя преобразование переменного тока для зарядки аккумулятора. Рейтинги EPA MPGe, отображаемые на наклейках на окнах, не учитывают потребление энергии в восходящем направлении, которое включает энергию или топливо, необходимые для выработки электроэнергии или для добычи и производства жидкого топлива; потери энергии при передаче электроэнергии; или энергия, затраченная на транспортировку топлива от скважины до станции.

Базовые значения энергосодержания различных видов топлива задаются значениями по умолчанию, используемыми в модели GREET (парниковые газы, регулируемые выбросы и энергия, используемая на транспорте) Министерства энергетики. следующее:

Примечание. 1 кВтч эквивалентен 3412 БТЕ.

Топливо	Единица	Энергия/единица	ГГЭ
бензин	галлон	116 090 БТЕ (34,02 кВтч)	1.0000
дизель	галлон	129 488 БТЕ (37,95 кВтч)	0.8965
биодизель	галлон	119 550 БТЕ (35,04 кВтч)	0.9711
этанол	галлон	76 330 БТЕ (22,37 кВтч)	1.5209
Е85	галлон	82 000 БТЕ (24,03 кВтч)	1.4157
СПГ	100 СКФ	98 300 БТЕ (28,81 кВтч)	1.181
ЧАС 2	КГ	114 000 БТЕ (33,41 кВтч)	1.0183
сжиженный нефтяной газ	галлон	84 950 БТЕ (24,90 кВтч)	1.3666
метанол	галлон	57 250 БТЕ (16,78 кВтч)	2.0278

Энергосодержание конкретного топлива может несколько различаться в зависимости от его конкретного химического состава и метода производства. Например, в новых рейтингах эффективности, разработанных Агентством по охране окружающей среды США (EPA) для аккумуляторных электромобилей (BEV) и гибридных электромобилей (PHEV) (см. ниже), содержание энергии в галлоне предполагается, что бензин составит 114 989,12 БТЕ или 33,7 кВтч.

Преобразование в MPG по стоимости

Эквивалентная стоимость миль на галлон автомобиля, работающего на альтернативном топливе, может быть рассчитана по простой формуле, позволяющей напрямую сравнивать эксплуатационные расходы на галлон (а не энергопотребление автомобиля на галлон). ) с традиционными транспортными средствами, поскольку стоимость ресурсов существенно варьируется от региона к региону. Для справки, полное уравнение:

${\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={{\$ \over {\text{gal}}}\div {\$ \over {\text{unit}}} \over {\text{capacity(unit)}}}\times {{\text{capacity(unit)}} \over [({\text{EnergyQuotient}}\times 100)\div {\text{MPGe}}]\div 100}$

Также для тех, кто предпочитает кВтч/100 миль, эквивалент просто:

${\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={\Bigl (}{\$ \over {\text{gal}}}\div {\$ \over {\text{kWh}}}{\Bigr )}\div {{\text{kWh}}/100~{\text{mi}} \over 100~{\text{mi}}}$

Это уравнение сводится к простой формуле, которая работает только с мощностью источника топлива и его возможным диапазоном для сравнения транспортных средств. Зная местные тарифы на бензин и источник топлива, вы можете легко сравнить эксплуатационные расходы вашего автомобиля, работающего на альтернативном топливе, непосредственно с моделью бензинового двигателя, используя следующие данные:

${\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={{\$ \over {\text{gal}}}\div {\$ \over unit} \over {\text{capacity(unit)}}}\times {\text{mi}}$

Формула включает в себя присущую транспортному средству эффективность, поскольку запас хода конкретной мощности источника топлива напрямую отражает результаты испытаний EPA, затем она становится универсальной независимо от веса, размера транспортного средства, коэффициента лобового сопротивления, сопротивления качению, поскольку они напрямую влияют на запас хода. возможны и учитываются. Стиль вождения и погодные условия можно учесть, используя для расчета достигнутый диапазон вместо заявленного.

Формула работает, определяя, сколько альтернативного топлива можно купить по цене галлона бензина, создавая соотношение этого количества к вместимости автомобиля, а затем умножая это соотношение на возможный запас хода автомобиля. Результатом является количество миль, которое автомобиль проезжает на альтернативном топливе при той же стоимости одного галлона бензина.

Конечный результат расчета выражается в единицах миль на галлон и напрямую сопоставим с расходами на топливо стандартного транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания для его номинального расхода на галлон.

Примеры

Формула с правильными единицами измерения для BEV или PHEV в полностью электрическом режиме выглядит следующим образом.

${\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={{\$ \over {\text{gal}}}\div {\$ \over {\text{kWh}}} \over {\text{charge(kWh)}}}\times {\text{mi}}$

Использование предположений Руководства по экономии топлива EPA 2018 для средней национальной цены 2,56 доллара США за галлон обычного бензина и 0,13 доллара США за кВтч. мы можем рассчитать автомобиль с номинальной эффективностью 84 миль на галлон или 40 кВт/100 миль и имеющий электромобильную батарею мощностью 16,5 кВт, из которой 13,5 кВтч можно использовать для езды на электротяге с заявленным запасом хода 33 мили на одной зарядке.

Примечание. Использование размера батареи вместо полезного заряда даст консервативное значение. Использование фактического заряда и фактического пробега обеспечит реальную экономию.

${\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={{\$2.56 \over {\text{gal}}}\div {\$0.13 \over {\text{kWh}}} \over 13.5~{\text{kWh}}}\times 33.75~{\text{mi}}$

Посчитайте, сколько кВтч на галлон

${\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={{19.69~{\text{kWh}}/{\text{gal}}} \over 13.5~{\text{kWh}}}=1.46~{\text{charges}}\times 33.75~{\text{mi}}=49.2~{\text{MPG}}$

Теперь тот же автомобиль, где бензин стоит 3,20 доллара за галлон, а электричество — 0,085 доллара за киловатт-час.

${\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={{\$3.20 \over {\text{gal}}}\div {\$0.085 \over {\text{kWh}}} \over 13.5~{\text{kWh}}}\times 33.75~{\text{mi}}$

Посчитайте, сколько кВтч на галлон

${\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={{37.65~{\text{kWh}}/{\text{gal}}} \over 13.5~{\text{kWh}}}=2.78~{\text{charges}}\times 33.75~{\text{mi}}=94.1~{\text{MPG}}$

Электрические и подключаемые гибридные электромобили

Этикетка Monroney, показывающая эквивалентные рейтинги экономии топлива EPA для Smart ED 2011 года выпуска. электромобиля

В период с 2008 по 2010 год несколько крупных автопроизводителей начали коммерциализировать аккумуляторные электромобили (BEV), которые работают исключительно на электричестве, и гибридные электромобили (PHEV), которые используют электричество вместе с жидким топливом, хранящимся в бортовом топливном баке. , обычно бензиновый, но может также приводиться в движение дизельным двигателем , этанолом или двигателем, работающим на гибком топливе .

Для аккумуляторных электромобилей формула Агентства по охране окружающей среды США для расчета расхода топлива на галлон основана на энергетических стандартах, установленных Министерством энергетики США в 2000 году: Преобразование колодца в колесо используется для расчета средней корпоративной экономии топлива (CAFE), но не для экономии топлива по наклейке на окно (Monroney). Для экономии топлива Монруни уравнение имеет вид

$MPGe={\frac {E_{G}}{E_{M}\cdot E_{E}}}={\frac {33\,705{\text{ Wh/gallon}}_{\text{US}}}{E_{M}}}$

где

$MPGe$ выражается в милях на галлон бензинового эквивалента (как показано на этикетке Monroney)

$E_{G}=$ энергетическое содержание на галлон бензина = 115 000 БТЕ /галлон, как установлено Министерством энергетики США и сообщается Центром данных по альтернативному топливу.

$E_{M}=$ электрическая энергия, потребляемая от стены до колеса на милю ( Втч /миля), измеренная в ходе пяти стандартных тестов ездового цикла EPA для электромобилей и процедур испытаний SAE.

$E_{E}=$ Коэффициент преобразования единиц энергии (округленно) = 3,412 БТЕ/Втч

Формула, используемая Агентством по охране окружающей среды для расчета номинального расхода топлива в галлоне, не учитывает какое-либо топливо или энергию, потребляемую на предшествующих этапах, например, выработку и передачу электроэнергии или жизненный цикл «от скважины до колеса», поскольку сравнение Агентства по охране окружающей среды с автомобилями внутреннего сгорания проводится на основе принцип «бак -колесо» или «батарея-колесо».

Совет по воздушным ресурсам Калифорнии использует тесты на динамометре, отличные от EPA, и учитывает реформированный бензин, продаваемый в этом штате. Для оценок CARB формула принимает вид:

$MPGe={\frac {E_{G}}{E_{M}\cdot E_{E}}}={\frac {32\,600{\text{ Wh/gallon}}_{\text{US}}}{E_{M}}}$

Новый стандарт SAE J1711 для измерения выбросов выхлопных газов и экономии топлива гибридных электромобилей и подключаемых гибридов был утвержден в июле 2010 года. Рекомендуемые процедуры для PHEV были пересмотрены в Аргоннской национальной лаборатории , а новые правила EPA определяют отчетность по экономии топлива PHEV. Ожидается, что протокол будет основан на SAE J1711. В ноябре 2010 года Агентство по охране окружающей среды решило оценивать электрический режим и режим только бензина отдельно, и эти две цифры заметно отображаются на наклейке на стекле Chevrolet Volt 2011 года выпуска. В электрическом режиме мощность Вольта оценивается по той же формуле, что и у электромобиля. Общий или совокупный рейтинг экономии топлива, сочетающий в себе электричество и бензин, отображается на этикетке Monroney гораздо меньшим шрифтом и как часть сравнения экономии топлива Volt среди всех транспортных средств и внутри компактных автомобилей . Агентство по охране окружающей среды рассмотрело несколько методологий для оценки общей экономии топлива PHEV, но по состоянию на февраль 2011 года Агентство по охране окружающей среды не объявило окончательную методологию, которая будет применяться для целей оценки кредитов корпоративной средней экономии топлива (CAFE) нового производителя в 2012–2016 годах для подключаемые гибриды.

Примеры

В ноябре 2010 года Агентство по охране окружающей среды начало включать «MPGe» в свою новую наклейку для сравнения экономии топлива и окружающей среды. Агентство по охране окружающей среды оценило электромобиль Nissan Leaf с комбинированной экономией топлива в 99 миль на галлон. и оценил подключаемый модуль Chevrolet Volt с комбинированной экономией топлива 93 миль на галлон в полностью электрическом режиме , 37 миль на галлон при работе только на бензине и общим показателем экономии топлива 60 миль на галлон США (3,9 л/100 км) в сочетании питание от электричества и бензина. Для обоих автомобилей Агентство по охране окружающей среды рассчитало рейтинг MPGe в ходе пятицикловых испытаний, используя приведенную ранее формулу с коэффициентом преобразования 33,7 кВтч электроэнергии, что является энергетическим эквивалентом галлона бензина.

Полностью электрические автомобили

В следующей таблице сравниваются официальные EPA рейтинги по экономии топлива (в милях на галлон бензинового эквивалента , миль на галлон или миль на галлон для электромобилей с подключаемым модулем ) для серийных полностью электрических пассажирских автомобилей, оцененных Агентством по охране окружающей среды для модельных годов 2015. 2016, 2017, и 2023 год по сравнению с автомобилями 2016 модельного года, которые были признаны EPA наиболее эффективными с подключаемыми гибридными трансмиссиями ( Chevrolet Volt – второе поколение ), бензиново-электрическими гибридными трансмиссиями ( Toyota Prius Eco – четвертое поколение ), и средний новый автомобиль этого модельного года, который имеет экономию топлива 25 миль на галлон _США (9,4 л/100 км; 30 миль на галлон _‑имп ).

Данные рейтинга EPA взяты из результатов испытаний производителями собственных автомобилей, обычно проводимых с использованием предсерийных прототипов. Производители сообщают о результатах EPA, которое проверяет результаты и подтверждает около 15–20% из них посредством собственных испытаний в Национальной лаборатории транспортных средств и выбросов топливных выбросов.

Сравнение самых экономичных электромобилей с аккумуляторной батареей и наиболее эффективных транспортных средств, работающих на ископаемом топливе (включая гибридные электромобили) (Экономия топлива указана на этикетке Monroney )
Транспортное средство	Модель год	Рейтинг экономии топлива EPA			Примечания
		Комбинированный	Город	шоссе
Тойота Приус ХЭВ	2023	57 миль на галлон	57 миль на галлон	56 миль на галлон	(9)
Hyundai Ioniq 6 Long Range AWD с 18-дюймовыми колесами	2023	140 миль на галлон 24,1 кВтч/100 миль; 15,0 кВтч/100 км	153 миль на галлон 22,0 кВтч/100 миль; 13,7 кВтч/100 км	127 миль на галлон 26,5 кВтч/100 миль; 16,5 кВтч/100 км	(1)
Lucid Air Pure AWD с 19-дюймовыми колесами	2023	140 миль на галлон 24,1 кВтч/100 миль; 15,0 кВтч/100 км	141 миль на галлон 23,9 кВтч/100 миль; 14,9 кВтч/100 км	140 миль на галлон 24,1 кВтч/100 миль; 15,0 кВтч/100 км	(1)
Тесла Модель Y AWD	2023	123 миль на галлон 27,4 кВтч/100 миль; 17,0 кВтч/100 км	129 миль на галлон 26,1 кВтч/100 миль; 16,2 кВтч/100 км	116 миль на галлон 29,1 кВтч/100 миль; 18,1 кВтч/100 км	(1)
Тесла Модель 3 Стандартный диапазон	2020	141 миль на галлон 23,9 кВтч/100 миль; 14,9 кВтч/100 км	148 миль на галлон 22,8 кВтч/100 миль; 14,2 кВтч/100 км	132 миль на галлон 25,5 кВтч/100 миль; 15,9 кВтч/100 км	(1)
Хендай Ионик Электрик	2017	136 миль на галлон 24,8 кВтч/100 миль; 15,4 кВтч/100 км	150 миль на галлон 22,5 кВтч/100 миль; 14,0 кВтч/100 км	122 миль на галлон 27,6 кВтч/100 миль; 17,2 кВтч/100 км	(1) (4)
BMW i3 (60 А·ч )	2014/15/16	124 миль на галлон 27,2 кВтч/100 миль; 16,9 кВтч/100 км	137 миль на галлон 24,6 кВтч/100 миль; 15,3 кВтч/100 км	111 миль на галлон 30,4 кВтч/100 миль; 18,9 кВтч/100 км	(1) (3) (4) (5)
Сцион iQ EV	2013	121 миль на галлон 27,9 кВтч/100 миль; 17,3 кВтч/100 км	138 миль на галлон 24,4 кВтч/100 миль; 15,2 кВтч/100 км	105 миль на галлон 32,1 кВтч/100 миль; 19,9 кВтч/100 км	(1)
Tesla Model 3 с полным приводом дальнего действия	2020	121 миль на галлон 27,9 кВтч/100 миль; 17,3 кВтч/100 км	124 миль на галлон 27,2 кВтч/100 миль; 16,9 кВтч/100 км	116 миль на галлон 29,1 кВтч/100 миль; 18,1 кВтч/100 км	(1)
Шевроле Болт EV	2017	119 миль на галлон 28,3 кВтч/100 миль; 17,6 кВтч/100 км	121 миль на галлон 27,9 кВтч/100 миль; 17,3 кВтч/100 км	110 миль на галлон 30,6 кВтч/100 миль; 19,0 кВтч/100 км
Шевроле Спарк EV	2014/15/16	119 миль на галлон 28,3 кВтч/100 миль; 17,6 кВтч/100 км	128 миль на галлон 26,3 кВтч/100 миль; 16,4 кВтч/100 км	109 миль на галлон 30,9 кВтч/100 миль; 19,2 кВтч/100 км	(1)
BMW i3 (94 А·ч )	2017	118 миль на галлон 28,6 кВтч/100 миль; 17,7 кВтч/100 км	129 миль на галлон 26,1 кВтч/100 миль; 16,2 кВтч/100 км	106 миль на галлон 31,8 кВтч/100 миль; 19,8 кВтч/100 км	(1)
Хонда Фит ЭВ	2013/14	118 миль на галлон 28,6 кВтч/100 миль; 17,7 кВтч/100 км	132 миль на галлон 25,5 кВтч/100 миль; 15,9 кВтч/100 км	105 миль на галлон 32,1 кВтч/100 миль; 19,9 кВтч/100 км	(1)
Фиат 500е	2013/14/15	116 миль на галлон 29,1 кВтч/100 миль; 18,1 кВтч/100 км	122 миль на галлон 27,6 кВтч/100 миль; 17,2 кВтч/100 км	108 миль на галлон 31,2 кВтч/100 миль; 19,4 кВтч/100 км	(1)
Фольксваген э-гольф	2015/16	116 миль на галлон 29,1 кВтч/100 миль; 18,1 кВтч/100 км	126 миль на галлон 26,8 кВтч/100 миль; 16,6 кВтч/100 км	105 миль на галлон 32,1 кВтч/100 миль; 19,9 кВтч/100 км	(1)
Ниссан Лиф (24 кВт-ч)	2013/14/15/16	114 миль на галлон 29,6 кВтч/100 миль; 18,4 кВтч/100 км	126 миль на галлон 26,8 кВтч/100 миль; 16,6 кВтч/100 км	101 миль на галлон 33,4 кВтч/100 миль; 20,7 кВтч/100 км	(1) (6)
Мицубиси я	2012/13/14/16	112 миль на галлон 30,1 кВтч/100 миль; 18,7 кВтч/100 км	126 миль на галлон 26,8 кВтч/100 миль; 16,6 кВтч/100 км	99 миль на галлон 34,0 кВтч/100 миль; 21,2 кВтч/100 км	(1)
Ниссан Лиф (30 кВт-ч)	2016	112 миль на галлон 30,1 кВтч/100 миль; 18,7 кВтч/100 км	124 миль на галлон 27,2 кВтч/100 миль; 16,9 кВтч/100 км	101 миль на галлон 33,4 кВтч/100 миль; 20,7 кВтч/100 км	(1)
Фиат 500е	2016	112 миль на галлон 30,1 кВтч/100 миль; 18,7 кВтч/100 км	121 миль на галлон 27,9 кВтч/100 миль; 17,3 кВтч/100 км	103 миль на галлон 32,7 кВтч/100 миль; 20,3 кВтч/100 км	(1)
Умный электропривод	2013/14/15/16	107 миль на галлон 31,5 кВтч/100 миль; 19,6 кВтч/100 км	122 миль на галлон 27,6 кВтч/100 миль; 17,2 кВтч/100 км	93 миль на галлон 36,2 кВтч/100 миль; 22,5 кВтч/100 км	(1) (7)
Киа Соул ЕВ	2015/16	105 миль на галлон 32,1 кВтч/100 миль; 19,9 кВтч/100 км	120 миль на галлон 28,1 кВтч/100 миль; 17,5 кВтч/100 км	92 миль на галлон 36,6 кВтч/100 миль; 22,8 кВтч/100 км	(1)
Форд Фокус Электрический	2012/13/14/15/16	105 миль на галлон 32,1 кВтч/100 миль; 19,9 кВтч/100 км	110 миль на галлон 30,6 кВтч/100 миль; 19,0 кВтч/100 км	99 миль на галлон 34,0 кВтч/100 миль; 21,2 кВтч/100 км	(1)
Тесла Модель S AWD-70D	2015/16	101 миль на галлон 33,4 кВтч/100 миль; 20,7 кВтч/100 км	101 миль на галлон 33,4 кВтч/100 миль; 20,7 кВтч/100 км	102 миль на галлон 33,0 кВтч/100 миль; 20,5 кВтч/100 км	(1)
Тесла Модель S AWD-85D и 90Д	2015/16	100 миль на галлон 33,7 кВтч/100 миль; 20,9 кВтч/100 км	95 миль на галлон 35,5 кВтч/100 миль; 22,0 кВтч/100 км	106 миль на галлон 31,8 кВтч/100 миль; 19,8 кВтч/100 км	(1) (8)
Тесла Модель S (60 кВт·ч)	2014/15/16	95 миль на галлон 35,5 кВтч/100 миль; 22,0 кВтч/100 км	94 миль на галлон 35,9 кВтч/100 миль; 22,3 кВтч/100 км	97 миль на галлон 34,7 кВтч/100 миль; 21,6 кВтч/100 км	(1)
Тесла Модель S AWD - P85D и P90D	2015/16	93 миль на галлон 36,2 кВтч/100 миль; 22,5 кВтч/100 км	89 миль на галлон 37,9 кВтч/100 миль; 23,5 кВтч/100 км	98 миль на галлон 34,4 кВтч/100 миль; 21,4 кВтч/100 км	(1) (8)
Тесла Модель X AWD – 90D	2016	92 миль на галлон 36,6 кВтч/100 миль; 22,8 кВтч/100 км	90 миль на галлон 37,5 кВтч/100 миль; 23,3 кВтч/100 км	94 миль на галлон 35,9 кВтч/100 миль; 22,3 кВтч/100 км	(1)
Тесла Модель X AWD – P90D	2016	89 миль на галлон 37,9 кВтч/100 миль; 23,5 кВтч/100 км	89 миль на галлон 37,9 кВтч/100 миль; 23,5 кВтч/100 км	90 миль на галлон 37,5 кВтч/100 миль; 23,3 кВтч/100 км	(1)
Тесла Модель S (85 кВт·ч)	2012/13/14/15	89 миль на галлон 37,9 кВтч/100 миль; 23,5 кВтч/100 км	88 миль на галлон 38,3 кВтч/100 миль; 23,8 кВтч/100 км	90 миль на галлон 37,5 кВтч/100 миль; 23,3 кВтч/100 км	(1)
Mercedes-Benz B-Класс с электроприводом	2014/15/16	84 миль на галлон 40,1 кВтч/100 миль; 24,9 кВтч/100 км	85 миль на галлон 39,7 кВтч/100 миль; 24,6 кВтч/100 км	83 миль на галлон 40,6 кВтч/100 миль; 25,2 кВтч/100 км	(1)
Тойота РАВ4 ЕВ	2012/13/14	76 миль на галлон 44,3 кВтч/100 миль; 27,6 кВтч/100 км	78 миль на галлон 43,2 кВтч/100 миль; 26,9 кВтч/100 км	74 миль на галлон 45,5 кВтч/100 миль; 28,3 кВтч/100 км	(1)
МИР e6	2012/13/14/15/16	63 миль на галлон 53,5 кВтч/100 миль; 33,2 кВтч/100 км	61 миль на галлон 55,3 кВтч/100 миль; 34,3 кВтч/100 км	65 миль на галлон 51,9 кВтч/100 миль; 32,2 кВтч/100 км	(1)
Шевроле Вольт второго поколения Подключаемый гибрид (PHEV) Только электричество	2016	106 миль на галлон 31,8 кВтч/100 миль; 19,8 кВтч/100 км	113 миль на галлон 29,8 кВтч/100 миль; 18,5 кВтч/100 км	99 миль на галлон 34,0 кВтч/100 миль; 21,2 кВтч/100 км	(1) (2) (9)
Вольт, только бензин		42 мили на галлон	43 мили на галлон	42 мили на галлон
Тойота Приус Эко (4-е поколение) Гибридный электромобиль (HEV) Бензиново-электрический гибрид	2016	56 миль на галлон	58 миль на галлон	53 мили на галлон	(2) (10)
Форд Фьюжн AWD A-S6 2.0L Бензиновый (Средний новый автомобиль)	2016	25 миль на галлон	22 мили на галлон	31 миля на галлон	(2) (11)
Примечания: Все оценки экономии топлива основаны на ежегодном пробеге в 15 000 миль (24 000 км), 45 % по шоссе и 55 % по городу. (1) Преобразование 1 галлона бензина = 33,7 кВт·ч. (2) i3 REx 2014 года классифицируется Агентством по охране окружающей среды как серийный подключаемый гибрид , а CARB — это аккумуляторный электромобиль с увеличенным запасом хода (BEVx). i3 REx является самым экономичным автомобилем текущего года, сертифицированным EPA, с бензиновым двигателем с комбинированным расходом бензина и электроэнергии 88 миль на галлон, но его общий запас хода ограничен 150 милями (240 км). (3) BMW i3 2014/16 (60 А·ч) считался самым экономичным автомобилем, сертифицированным EPA, из всех рассматриваемых видов топлива за все годы до 2016 МГ. В ноябре 2016 года его превзошёл Hyundai Ioniq Electric 2017 года . (4) i3 REx Комбинированная экономия топлива в полностью электрическом режиме составляет 117 миль на галлон (29 кВт·ч/100 миль; 18 кВт⋅ч/100 км). (5) Leaf 2016 модельного года соответствует варианту с аккумуляторной батареей емкостью 24 кВт·ч. (6) Рейтинги соответствуют моделям как кабриолета, так и купе. (7) Модель с 85 кВт·ч. аккумуляторной батареей емкостью (8) Самый экономичный подключаемый гибрид, способный путешествовать на большие расстояния. Volt 2016 года имеет рейтинг 77 миль на галлон в комбинированном режиме работы на бензине и электричестве. (9) Самый экономичный гибридный электромобиль. (10) Другие автомобили 2016 г.в. с расходом 25 миль на галлон (9,4 л/100 км; 30 миль на галлон ) в смешанном режиме город/трасса включают Honda Accord A-S6 3,5 л , Toyota Camry A-S6 3,5 л и Toyota RAV4 A- С6 2,5л .

Подключаемые гибриды

В следующей таблице сравниваются расчетные расходы на топливо, установленные Агентством по охране окружающей среды, и рейтинги экономии топлива серийных гибридных электромобилей с подключаемым модулем, оцененные Агентством по охране окружающей среды по состоянию на январь 2017 года. выражается в милях на галлон бензинового эквивалента (миль на галлон), по сравнению с самым экономичным бензиново-электрическим гибридным автомобилем 2016 года Toyota Prius Eco (четвертое поколение) с расходом топлива 56 миль _{на галлон} (4,2 л/100 км; 67 миль _{на галлон} ) и средним новым автомобилем 2016 года по данным EPA, у которого есть топливо экономичность 25 миль на галлон _{в США} (9,4 л/100 км; 30 миль на _{галлон в США} ). В таблице также показана топливная эффективность подключаемых гибридов в полностью электрическом режиме , выраженная в кВтч/100 миль — показатель, который Агентство по охране окружающей среды использовало для оценки электромобилей до ноября 2010 года.

Сравнение личных затрат на топливо и экономии топлива для гибридных электромобилей с возможностью подзарядки от сети рейтинг EPA по состоянию на январь 2017 г. с MPGe и обычным MPG (1) (как указано на этикетке Monroney и на Министерства энергетики США веб-сайте Fueleconomy.gov )
Транспортное средство	Год модель	Операционная режим ( диапазон EV )	рейтинг EPA Комбинированный экономия топлива	рейтинг EPA город/шоссе экономия топлива	Стоимость топлива водить 25 миль	Ежегодный стоимость топлива (1) (15 000 миль)	Примечания
Тойота Приус Прайм	2017	Электричество (25 миль)	133 миль на галлон (25 кВтч/100 миль)	-	$0.82	$550	Prius Prime — самый энергоэффективный автомобиль с бензиновым двигателем в режиме EV . В течение первых 25 миль возможно использование бензина. Prime 2017 года имеет комбинированный расход бензина/электричества 78 миль на галлон (город 83 миль на галлон/шоссе 73 миль на галлон).
		Только бензин	54 миль на галлон	55 миль на галлон/ 53 мили на галлон	$1.08
BMW i3 REx (60 А·ч )	2014 2015 2016	Только электричество (72 миль)	117 миль на галлон (29 кВтч/100 миль)	97 миль на галлон (35 кВт⋅ч/100 миль)/ 79 миль на галлон (43 кВт⋅ч/100 миль)	$0.94	$650	Агентство по охране окружающей среды классифицирует i3 REx как серии подключаемый гибрид , а CARB как Электромобиль с увеличенным запасом хода (BEVx). i3 REx 2014/16 года — самый экономичный Сертифицированный EPA автомобиль текущего года с бензиновый двигатель с комбинированным расход бензина/электричества 88 миль на галлон (город 97 миль на галлон / шоссе 79 миль на галлон).
		Только бензин (78 миль)	39 миль на галлон	41 миль на галлон/ 37 миль на галлон	$1.79
Подключаемый гибрид Honda Accord	2014	Электричество и бензин (13 миль)	115 миль на галлон (29 кВтч/100 миль)	-	$1.03	$650	Accord 2014 года — самый топливный эффективный подключаемый гибрид в смешанном режиме электромобиля с рейтингом 115 миль на галлон. Соглашение имеет рейтинг по комбинированным Расход электромобиля/гибрида: 57 миль на галлон.
		Только бензин	46 миль на галлон	47 миль на галлон/ 46 миль на галлон	$1.11
BMW i3 REx (94 А·ч )	2017	Только электричество (97 миль)	111 миль на галлон (30 кВтч/100 миль)	-	$0.98	$650	Агентство по охране окружающей среды классифицирует i3 REx как серии подключаемый гибрид , а CARB как Электромобиль с увеличенным запасом хода (BEVx). i3 REx 2017 года (94 А·ч) имеет комбинированный расход бензина/электричества 88 миль на галлон (город 95 миль на галлон/шоссе 81 миль на галлон), самый высокий рейтинг среди подключаемых гибридов 2017 МГ.
		Только бензин (83 миль)	35 миль на галлон	36 миль на галлон/ 33 мили на галлон	$1.99
Шевроле Вольт (2-го поколения)	2016 2017	Только электричество (53 миль)	106 миль на галлон (31 кВтч/100 миль)	113 миль на галлон (29 кВтч/100 миль)/ 99 миль на галлон (34 кВтч/100 миль)	$1.01	$650	Вольт 2016/17 года имеет комбинированный расход бензина/электричества 77 миль на галлон (город 82 миль на галлон/шоссе 72 миль на галлон). Обычный бензин.
		Только бензин	42 мили на галлон	43 миль на галлон/ 42 мили на галлон	$1.39
Хендай Соната PHEV	2016	Электричество и бензин (27 миль)	Это 99 миль на галлон (34 кВтч/100 миль)	-	$1.19	$700	В течение первых 27 миль расходует немного бензина. Фактический запас хода на полностью электрическом двигателе составляет от 0 до 47 миль.
		Только бензин	40 миль на галлон	-	$1.28
Шевроле Вольт (1-го поколения)	2013 2014 2015	Только электричество (38 миль)	98 миль на галлон (35 кВтч/100 миль)	-	$1.01	$650	Вольт 2013/15 года имеет комбинированный расход бензина/электричества 62 миль на галлон (город 63 миль на галлон/шоссе 61 миль на галлон). Премиальный бензин.
		Только бензин	37 миль на галлон	35 миль на галлон/ 40 миль на галлон	$1.21
Форд Фьюжн Энерджи	2017	Электричество и бензин (22 миль)	97 миль на галлон (35 кВт-ч/100 миль)	-	$1.14	$700	Фактический запас хода на полностью электрическом двигателе составляет от 0 до 21 мили.
		Только бензин	42 мили на галлон	-	$1.21
Toyota Prius PHV	2012 2013 2014 2015	Электричество и бензин (11 миль)	95 миль на галлон (29 кВтч/100 миль плюс 0,2 галлона/100 миль)	-	$1.03	$600	После первых 11 миль машина функционирует как обычный гибрид Prius Prius 2012/15 года имеет комбинированный расход бензина/электричества 58 миль на галлон (город 59 миль на галлон/шоссе 56 миль на галлон).
		Только бензин	50 миль на галлон	51 миль на галлон/ 49 миль на галлон	$1.02
Шевроле Вольт	2011 2012	Только электричество	94 миль на галлон (36 кВтч/100 миль)	95 миль на галлон (36 кВтч/100 миль)/ 93 миль на галлон (37 кВтч/100 миль)	$1.17	$800	Премиальный бензин.
		Только бензин	37 миль на галлон	35 миль на галлон/ 40 миль на галлон	$1.70
Форд Си-Макс Энерги Форд Фьюжн Энерджи	2013 2014 2015 2016	Электричество и бензин (20 миль)	88 миль на галлон (37 кВтч/100 миль)	95 миль на галлон (35 кВт⋅ч/100 миль)/ 81 миль на галлон (42 кВт⋅ч/100 миль)	$1.25	$750	Energi не использовал бензин. за первые 20 миль в тестах EPA, но в зависимости от стиля вождения, автомобиль может использовать как бензин и электричество в режиме EV. Модели Energi имеют комбинированный Эксплуатационный расход электромобиля/гибрида 51 миль на галлон (город 55 миль на галлон/шоссе 46 миль на галлон).
		Только бензин	38 миль на галлон	40 миль на галлон/ 36 миль на галлон	$1.34
Ауди А3 е-трон ультра	2016	Только электричество (17 миль)	86 миль на галлон (38 кВтч/100 миль)	-	$1.37	$900	В течение первых 17 миль расходует немного бензина. Фактический запас хода на полностью электрическом двигателе составляет от 0 до 17 миль.
		Только бензин	39 миль на галлон	-	$1.61
Кадиллак ЭЛР	2014 2015	Только электричество (37 миль)	82 миль на галлон (41 кВтч/100 миль)	-	$1.33	$900	ELR 2014/15 имеет комбинированный расход бензина/электричества 54 миль на галлон (город 54 миль на галлон/трасса 55 миль на галлон).
		Только бензин	33 мили на галлон	31 миль на галлон/ 35 миль на галлон	$1.90
Крайслер Пасифика Гибрид	2017	Только электричество (33 миль)	84 миль на галлон (40 кВтч/100 миль)	-	$1.73	$900	В течение первых 33 миль расходует немного бензина. Фактический запас хода полностью электрического двигателя составляет от 0 до 33 миль.
		Только бензин	32 мили на галлон	-	$1.83
Ауди А3 е-трон	2016	Только электричество (16 миль)	83 миль на галлон (40 кВтч/100 миль)	-	$1.49	$950	В течение первых 16 миль расходует немного бензина. Фактический полностью электрический запас хода составляет от 0 до 16 миль.
		Только бензин	35 миль на галлон	-	$1.79
БМВ и8	2014 2015 2016	Электричество и бензин (15 миль)	76 миль на галлон (43 кВтч/100 миль)	-	$1.77	$1,150	i8 не работает на 100% электричестве так как он потребляет 0,1 галлона на 100 миль в режиме EV ( полностью электрический запас хода = 0 миль) i8 имеет рейтинг для комбинированного электромобиля и гибрида. расход 37 миль на галлон.
		Только бензин	28 миль на галлон	28 миль на галлон/ 29 миль на галлон	$2.24
БМВ 330е	2016	Электричество и бензин (14 миль)	72 миль на галлон (47 кВтч/100 миль)	-	$1.74	$1,050	В течение первых 14 миль расходует немного бензина. Фактический запас хода полностью электрического автомобиля составляет от 0 до 14 миль. Премиальный бензин.
		Только бензин	31 миля на галлон	-	$2.02
Порше 918 Спайдер	2015	Только электричество (12 миль)	67 миль на галлон (50 кВтч/100 миль)	-	$1.62	$1,500	Премиальный бензин.
		Только бензин	22 мили на галлон	20 миль на галлон/ 24 мили на галлон	$2.85
BMW 740e iPerformance	2017	Только электричество (14 миль)	64 миль на галлон (52 кВтч/100 миль)	-	$2.03	$1,350	В течение первых 14 миль расходует немного бензина. Фактический запас хода полностью электрического автомобиля составляет от 0 до 14 миль.
		Только бензин	27 миль на галлон	-	$2.48
БМВ Х5 xDrive40e	2016	Только электричество (14 миль)	56 миль на галлон (59 кВтч/100 миль)	-	$2.23	$1,450	В течение первых 14 миль расходует немного бензина. Фактический запас хода полностью электрического автомобиля составляет от 0 до 14 миль.
		Только бензин	24 мили на галлон	-	$2.61
Мерседес-Бенц С 500 е	2015	Электричество и бензин (14 миль)	58 миль на галлон (59 кВтч/100 миль)	-	$2.13	$1,350	В течение первых 14 миль расходует немного бензина. Фактический запас хода полностью электрического автомобиля составляет от 0 до 12 миль. Премиальный бензин.
		Только бензин	26 миль на галлон	-	$2.41
Рыбак Карма	2012	Только электричество (33 миль)	54 миль на галлон (62 кВтч/100 миль)	-	$2.02	$1,450	Премиальный бензин.
		Только бензин	20 миль на галлон	20 миль на галлон/ 21 миля на галлон	$3.14
Вольво ХС90 Т8	2016	Электричество и бензин (14 миль)	53 миль на галлон (58 кВтч/100 миль)	-	$2.19	$1,400	В течение первых 14 миль расходует немного бензина. Фактический запас хода полностью электрического автомобиля составляет от 0 до 13 миль. Премиальный бензин.
		Только бензин	25 миль на галлон	-	$2.51
Порше Панамера S E-гибрид	2016	Электричество и бензин (16 миль)	51 миль на галлон (51 кВтч/100 миль)	-	$2.15	$1,350	составляет Полностью электрический запас хода от 0 до 15 миль. Премиальный бензин.
		Только бензин	25 миль на галлон	23 миль на галлон/ 29 миль на галлон	$2.51
Порше Панамера S E-гибрид	2014 2015	Электричество и бензин (16 миль)	50 миль на галлон (52 кВтч/100 миль)	-	$2.18	$1,400	составляет Полностью электрический запас хода от 0 до 15 миль. S E-Hybrid имеет рейтинг для комбинированного Расход электромобиля/гибрида: 31 милю на галлон.
		Только бензин	25 миль на галлон	23 миль на галлон/ 29 миль на галлон	$2.51
Порше Кайен С Е-Гибрид	2015 2016	Электричество и бензин (14 миль)	47 миль на галлон (69 кВтч/100 миль)	-	$2.24	$1,550	Премиальный бензин.
		Только бензин	22 мили на галлон	21 миль на галлон/ 24 мили на галлон	$2.85
Макларен П1	2014 2015	Электричество и бензин (19 миль)	18 миль на галлон (25 кВтч/100 миль)	-	$3.79	$2,200	P1 не работает на 100% электричестве. поскольку он потребляет 4,8 галлона на 100 миль. в режиме EV (полностью электрический запас хода = 0 миль) P1 имеет рейтинг для комбинированного электромобиля/гибрида. расход 17 миль на галлон.
		Только бензин	17 миль на галлон	16 миль на галлон/ 20 миль на галлон	$3.69
Тойота Приус Эко 2016 (4-е поколение)	2016	Бензин-электрический гибридный	56 миль на галлон	58 миль на галлон/ 53 мили на галлон	$0.91	$550	Самый экономичный гибридный электромобиль.
Форд Фьюжн полный привод 2.0л (Средний новый автомобиль)	2016	Только бензин	25 миль на галлон	22 миль на галлон/ 31 миля на галлон	$2.04	$1,200	Другие автомобили 2016 г.в. расходуют 25 миль на галлон в совокупности город/шоссе включает Honda Accord 3.5L , Тойота Камри 3,5л и Тойота РАВ4 2,5л .
Примечания: (1) На основе 45 % движения по шоссе и 55 % по городу. Стоимость электроэнергии составляет 0,13 доллара США за кВтч, цена бензина премиум-класса 2,51 доллара США за галлон (используется в Volt, i3 REx, ELR, i8, Mercedes S500e, Karma и всех моделях Porsche 2015 года выпуска) и обычная цена бензина 2,04 доллара США за галлон ( по состоянию на 18 декабря 2015 г. ). Преобразование 1 галлона бензина = 33,7 кВтч.

Автомобили на топливных элементах

В следующей таблице сравнивается экономия топлива Агентства по охране окружающей среды, выраженная в милях на галлон бензинового эквивалента (MPGe), для двух моделей автомобилей на водородных топливных элементах, оцененных Агентством по охране окружающей среды по состоянию на сентябрь 2021 года. и доступен в Калифорнии.

Сравнение экономии топлива, выраженной в MPGe, для автомобилей на водородных топливных элементах доступен для продажи или аренды в Калифорнии и имеет рейтинг Агентства по охране окружающей среды США по состоянию на сентябрь 2021 г.
Транспортное средство		Модельный год	Комбинированный экономия топлива	Город экономия топлива	шоссе экономия топлива	Диапазон	Ежегодный стоимость топлива
Хендай Нексо		2019–2021	61 миль на галлон	65 миль на галлон	58 миль на галлон	380 миль (610 км)
Тойота Мирай		2016–20	66 миль на галлон	66 миль на галлон	66 миль на галлон	312 миль (502 км)
Тойота Мирай		2021	74 миль на галлон	76 миль на галлон	71 миль на галлон	402 миль (647 км)
Примечания: Один кг водорода примерно эквивалентен одному галлону бензина в США.

Преобразование с использованием GGE

Основная статья: Бензиновый эквивалент в галлонах

Тот же метод можно применить к любому другому транспортному средству, работающему на альтернативном топливе, если известно энергопотребление этого транспортного средства. Обычно потребление энергии транспортным средством выражается в единицах, отличных от Вт·ч/миля или БТЕ/миля, поэтому требуются дополнительные арифметические действия для преобразования в эквивалент галлона бензина (GGE), используя 33,7 кВтч/галлон = 114989,17 БТЕ/галлон.

Пример водорода с GGE

2008 года Honda FCX Clarity Рекламируется, что имеет расход топлива 72 миль/кг -ч.
₂ . Водород при атмосферном давлении имеет плотность энергии 120 МДж /кг (113 738 БТЕ/кг). преобразуя эту плотность энергии в GGE, выясняется, что 1,011 кг водорода для удовлетворения энергии, эквивалентной одному галлону бензина, необходимо . Этот коэффициент преобразования теперь можно использовать для расчета расхода топлива в милях на галлон для этого транспортного средства.

$MPGe=MPkg_{H_{2}}\times {GGE}$,

$MPGe=72{\frac {mi}{kg_{H_{2}}}}\times {1.011{\frac {kg_{H_{2}}}{gallon_{gasoline}}}}=72.8MPGe$

Оценка жизненного цикла

Насос/скважина-колесо

Эквивалентный показатель Агентства по охране окружающей среды (EPA) в милях на галлон, указанный на наклейке на окне, не измеряет энергоэффективность полного цикла транспортного средства или жизненный цикл от скважины до колеса. Скорее, Агентство по охране окружающей среды представляет MPGe так же, как MPGe для обычных транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, как показано на наклейке Monroney , и в обоих случаях рейтинг учитывает только потребление энергии от насоса к колесу или от стены к колесу, т.е. измеряет энергию, за которую обычно платит владелец. Для электромобилей стоимость энергии включает в себя преобразование переменного тока от сети, используемого для зарядки аккумулятора. Рейтинги Агентства по охране окружающей среды, отображаемые на наклейках на окнах, не учитывают потребление энергии на входе, которое включает энергию или топливо, необходимые для выработки электроэнергии или для добычи и производства жидкого топлива; потери энергии при передаче электроэнергии; или энергия, затраченная на транспортировку топлива от скважины до станции.

Коэффициент нефтяного эквивалента (PEF) – показатель CAFE.

В 2000 году Министерство энергетики США (DOE) разработало методологию расчета экономии топлива электромобилей в нефтяном эквиваленте на основе энергосодержания электроэнергии от скважины до колеса (WTW) в бензиновом эквиваленте ( $E_{g}$). Методика учитывает эффективность процессов, задействованных в двух топливных циклах, а также среднюю по стране эффективность выработки и передачи электроэнергии, поскольку аккумуляторный электромобиль сжигает свое топливо (в основном ископаемое топливо) за пределами электростанции. Эта методология используется автопроизводителями для оценки доли их общей средней корпоративной экономии топлива (CAFE) при производстве электромобилей .

Экономия топлива в нефтяном эквиваленте электромобилей определяется следующими уравнениями:

$PEF=E_{g}\times FCF\times AF\times DPF$

где:

$PEF$ = Экономия топлива в нефтяном эквиваленте

$E_{g}$ = Энергосодержание коэффициента электроэнергии в эквиваленте бензина

$FCF$ = Фактор «Содержание топлива» или коэффициент стимулирования. Министерство энергетики выбрало значение 1 ⁄ 0,15 , чтобы сохранить соответствие существующим нормативным и законодательным процедурам и обеспечить аналогичный режим для производителей всех типов транспортных средств, работающих на альтернативном топливе.

$AF$ = Коэффициент принадлежности, работающий на нефтяном топливе; он равен 1, если на автомобиле с электроприводом не установлены аксессуары, работающие на бензине, и 0,90, если они установлены.

$DPF$ = коэффициент манеры вождения; это значение равно 1, поскольку Министерство энергетики считает, что электромобили, подходящие для включения в CAFE, будут обладать возможностями, возможно, за исключением дальности пробега, аналогичными возможностям обычных транспортных средств.

Энергосодержание фактора электроэнергии в бензиновом эквиваленте, сокращенно $E_{g}$, определяется как:

$E_{g}={\frac {\left(T_{g}\times T_{t}\times C\right)}{T_{p}}}$

где:

$T_{g}$ = Средняя эффективность производства электроэнергии на ископаемом топливе в США = 0,328

$T_{t}$ = Средняя эффективность передачи электроэнергии в США = 0,924

$T_{p}$ = Эффективность переработки и распределения нефти = 0,830

$C$ = Ватт-часы энергии на галлон бензина, коэффициент преобразования = 33 705 Втч/галлон США (115 006 БТЕ/галлон США)

$E_{g}$ рассчитывается как:

$E_{g}={\frac {(0.328\times 0.924\times 33705{\frac {Wh}{gal}})}{0.830}}$

$=12307{\frac {Wh}{gal}}$

Эти расчеты учитывают потери от скважины до стенки, возникающие в результате добычи сырой нефти и ее переработки в бензин ( T _p ), преобразования в электроэнергию ( T _g ) и сети передачи ( T _t ); Таким образом, общее количество полезной электрической энергии, которую можно извлечь из бензина, составляет всего 36,5% от его общей теоретической запасенной энергии. Подставив числовые значения в первое уравнение,

$PEF=E_{g}\times {\frac {1}{0.15}}\times AF\times DPF$

$={\frac {12307{\frac {Wh}{gal}}}{0.15}}\times AF\times DPF$

$=82049{\frac {Wh}{gal}}\times AF\times DPF$

Как отмечалось выше, когда $AF$ и $DPF$ равны 1, как и для чисто электрического автомобиля, $PEF=82049{\frac {Wh}{gal}}$.

Примеры

В примере, приведенном Министерством энергетики США в его окончательном правиле, электромобиль с потреблением энергии 265 Вт /миля при движении по городу и 220 Вт/мили при движении по шоссе приводит к экономии топлива в нефтяном эквиваленте 335,24. миль на галлон, исходя из коэффициента графика движения 55 процентов по городу и 45 процентов по шоссе, а также с использованием коэффициента нефтяного эквивалента 82 049 ватт-часов на галлон.

$MPG_{PE}={\frac {PEF}{\left(EC_{city}\times f_{city}\right)+\left(EC_{hwy}\times f_{hwy}\right)}}$

$={\frac {82049{\frac {Wh}{gal}}}{\left(265{\frac {Wh}{mi}}\times 0.55\right)+\left(220{\frac {Wh}{mi}}\times 0.45\right)}}=335.24{\frac {mi}{gal_{PE}}}$

В 2009 году на наклейке Monroney для Mini E было указано энергопотребление от стены до колеса на уровне 33/36 кВтч/100 миль (102,1/93,6 миль на галлон) для циклов движения по городу и шоссе соответственно. Экономия топлива в нефтяном эквиваленте составляет 239 миль на галлон _PE , при условии разделения города/трассы 55%/45%.

Для сравнения, Chevrolet Bolt EV 2017 года имеет номинальный расход (от стены до колеса) 128/110 миль на галлон (263/306 Втч/миль), указанный на наклейке Monroney для циклов движения по городу и шоссе соответственно. Экономия топлива Bolt в нефтяном эквиваленте, рассчитанная с использованием правила Министерства энергетики для учета потерь энергии от скважины до стены, составляет 284 миль на галлон _PE , рассчитанная с использованием того же разделения города/трассы 55%/45%.

См. также

• Альтернативная двигательная установка
• Средняя корпоративная экономия топлива (CAFE)
• Эффективность преобразования энергии
• Плотность энергии
• Топливная эффективность на транспорте
• Бензиновый эквивалент в галлонах (GGE)
• Список необычных единиц измерения

Внешние ссылки

• Руководство по экономии топлива для модельного года 2014 , Агентство по охране окружающей среды США и Министерство энергетики США, апрель 2014 г.