ไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน ( MPGeหรือMPG _ge ) เป็นหน่วยวัดระยะทางเฉลี่ยที่เดินทางต่อหน่วยพลังงานที่ใช้ MPGe ถูกใช้โดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) เพื่อเปรียบเทียบการใช้พลังงานของยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือก ยานพาหนะไฟฟ้าแบบเสียบปลั๊กและยานพาหนะเทคโนโลยีขั้นสูงอื่นๆ กับการใช้พลังงาน^{[ 1 ]}ของ ยานพาหนะเครื่องยนต์ สันดาปภายใน แบบดั้งเดิมที่ วัดเป็นไมล์ต่อแกลลอนสหรัฐ^{[ 2 ] [ 3 ]}

หน่วยของพลังงานที่ใช้ไปนั้นถือว่าเท่ากับ 33.7 กิโลวัตต์-ชั่วโมงโดยไม่คำนึงถึงประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งวัดเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) เช่นกัน

MPGe ไม่ได้แสดงถึงความเท่าเทียมกันของต้นทุนการดำเนินงานระหว่างยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือกและอัตรา MPG ของยานพาหนะเครื่องยนต์สันดาปภายในเสมอไป เนื่องจากต้นทุนของแหล่งเชื้อเพลิงมีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละภูมิภาค^{[ 4 ] [ 5 ]}เนื่องจาก EPA ถือว่าราคาดังกล่าวเป็นราคาเฉลี่ยของประเทศ^{[ 6 ] [ 7 ]}ต้นทุนเทียบเท่าไมล์ต่อแกลลอนสำหรับเชื้อเพลิงทางเลือกสามารถคำนวณได้โดยการแปลงเป็น MPG แบบดั้งเดิม (ไมล์ต่อแกลลอน, ไมล์/แกลลอน) ดูการแปลงเป็น MPG ตามต้นทุนด้านล่าง

ตัวชี้วัด MPGe ถูกนำมาใช้ในเดือนพฤศจิกายน 2010 โดย EPA ในสติกเกอร์ Monroneyของรถยนต์ไฟฟ้าNissan Leaf และรถยนต์ไฮบริดปลั๊กอินChevrolet Voltการจัดอันดับนี้อิงตามสูตรของ EPA ซึ่งไฟฟ้า 33.7 kWh (121 MJ) เทียบเท่ากับน้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอน (สหรัฐ) ^{[ 8 ]}และการใช้พลังงานของยานพาหนะแต่ละคันในระหว่างการทดสอบวงจรการขับขี่มาตรฐานห้ารอบของ EPAซึ่งจำลองสภาพการขับขี่ที่แตกต่างกัน^{[ 9 ] [ 10 ]}รถยนต์และรถบรรทุกขนาดเล็กใหม่ทั้งหมดที่จำหน่ายในสหรัฐอเมริกาจะต้องมีฉลากนี้แสดงการประมาณการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงของยานพาหนะโดย EPA ^{[ 3 ]}

ในคำตัดสินร่วมที่ออกในเดือนพฤษภาคม 2011 สำนักงานบริหารความปลอดภัยการจราจรบนทางหลวงแห่งชาติ (NHTSA) และ EPA ได้กำหนดข้อกำหนดใหม่สำหรับฉลากประหยัดเชื้อเพลิงและสิ่งแวดล้อมซึ่งเป็นข้อบังคับสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถบรรทุกใหม่ทุกคัน เริ่มตั้งแต่รุ่นปี 2013 คำตัดสินนี้ใช้หน่วยไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซินสำหรับยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงและเทคโนโลยีขั้นสูงทั้งหมดที่มีจำหน่ายในตลาดสหรัฐฯ รวมถึงรถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก รถยนต์ไฟฟ้ารถยนต์ที่ ใช้เชื้อเพลิงได้หลากหลาย รถยนต์ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนรถยนต์ก๊าซธรรมชาติ รถยนต์ ดีเซลและรถยนต์เบนซิน^{[ 11 ] [ 12 ]}นอกจากการแสดงบนยานพาหนะใหม่แล้ว การจัดอันดับการประหยัดเชื้อเพลิงยังถูกใช้โดยกระทรวงพลังงานของสหรัฐฯ (DOE) เพื่อเผยแพร่คู่มือการประหยัดเชื้อเพลิงประจำปีกระทรวงคมนาคมของสหรัฐฯ (DOT) เพื่อบริหารจัดการ โครงการ Corporate Average Fuel Economy (CAFE) และกรมสรรพากร (IRS) เพื่อจัดเก็บ ภาษี รถยนต์สิ้นเปลืองน้ำมัน^{[ 3 ]}

การประมาณค่าประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับสติกเกอร์ติดกระจกและการปฏิบัติตามมาตรฐาน CAFE นั้นแตกต่างกัน การจัดอันดับ MPGe ของ EPA ที่แสดงในฉลาก Monroney นั้นอิงตามการบริโภคพลังงานที่เก็บไว้ในถังน้ำมันเชื้อเพลิงหรือในแบตเตอรี่ของรถยนต์ หรือแหล่งพลังงานอื่น ๆ และแสดงเฉพาะ การบริโภคพลังงาน จากถังถึงล้อ เท่านั้น การประมาณค่า CAFE นั้นอิงตามพื้นฐานจากแหล่งผลิตถึงล้อและในกรณีของเชื้อเพลิงเหลวและรถยนต์ไฟฟ้า ยังคำนึงถึงพลังงานที่ใช้ไปในการผลิตเชื้อเพลิงหรือไฟฟ้าและส่งไปยังรถยนต์ด้วย การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับวัตถุประสงค์ของ CAFE นั้นรวมถึงการปรับแรงจูงใจสำหรับรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือกและรถยนต์ไฟฟ้าแบบเสียบปลั๊ก ซึ่งส่งผลให้ MPGe สูงกว่าที่ประมาณไว้สำหรับสติกเกอร์ติดกระจก^{[ 13 ] [ 14 ]}

พระราชบัญญัติเชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับยานยนต์ (AMFA) ที่ประกาศใช้ในปี 1988 ^{[ 15 ]}ให้แรงจูงใจด้านประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงเฉลี่ยของบริษัท (CAFE) สำหรับการผลิตยานยนต์เชื้อเพลิงทางเลือก (AFV) ที่ขับเคลื่อนด้วย เอทาน อลเมทานอลหรือก๊าซธรรมชาติไม่ว่าจะใช้เพียงอย่างเดียวหรือใช้ร่วมกับน้ำมันเบนซินหรือดีเซล ยานยนต์เชื้อเพลิงคู่เหล่านี้ยังเป็นที่รู้จักในชื่อยานยนต์เชื้อเพลิงแบบยืดหยุ่น (FFV) เพื่อเป็นแรงจูงใจในการใช้เชื้อเพลิงเหล่านี้อย่างแพร่หลายและเพื่อส่งเสริมการผลิต AFV และ FFV AMFA จึงให้เครดิต CAFE แก่ผู้ผลิต AFV/FFV ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถยกระดับประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงโดยรวมของยานพาหนะให้เป็นไปตามมาตรฐาน CAFE ได้^{[ 16 ] [ 17 ]}

ตั้งแต่ปี 1993 ผู้ผลิต AFV ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสามารถปรับปรุงการประมาณค่า CAFE ของตนได้โดยการคำนวณค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงเมื่อใช้งานด้วยเชื้อเพลิงทั่วไป (น้ำมันเบนซินและดีเซล) และเมื่อใช้งานด้วยเชื้อเพลิงทางเลือก^{[ 16 ] : 9–10} AMFA ให้ปัจจัยเทียบเท่าตามปริมาณพลังงานดังต่อไปนี้: ^{[ 15 ] : §513}

• แอลกอฮอล์ 1 แกลลอน = น้ำมันเบนซิน 0.15 แกลลอน
• 100 ลูกบาศก์ฟุต⁽ก๊าซธรรมชาติ) = 0.823 แกลลอนเทียบเท่า (ก๊าซธรรมชาติ)
  • 1 แกลลอนเทียบเท่า (ก๊าซธรรมชาติ) = 0.15 แกลลอน (น้ำมันเบนซิน)

รถยนต์ AFV เฉพาะที่ใช้แอลกอฮอล์เป็นเชื้อเพลิงจะหารอัตราการประหยัดเชื้อเพลิงของแอลกอฮอล์ด้วยปัจจัยเทียบเท่าพลังงานที่ 0.15 ตัวอย่างเช่น รถยนต์ AFV เฉพาะที่ประหยัดเชื้อเพลิงได้ 15 ไมล์ต่อแกลลอนเมื่อใช้แอลกอฮอล์เป็นเชื้อเพลิงจะมีค่า CAFE ที่คำนวณได้ดังนี้: ^{[ 16 ] : 10}

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

สำหรับ FFV จะมีการสมมติว่ารถยนต์จะใช้งานด้วยเชื้อเพลิงทางเลือก 50% ของเวลา และใช้งานด้วยเชื้อเพลิงทั่วไป 50% ของเวลา ส่งผลให้ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงโดยอิงจากค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิกของเชื้อเพลิงทางเลือกและเชื้อเพลิงทั่วไป ตัวอย่างเช่น สำหรับรุ่นเชื้อเพลิงคู่ทางเลือกที่ประหยัดน้ำมันได้ 15 ไมล์ต่อแกลลอนเมื่อใช้เชื้อเพลิงแอลกอฮอล์ และ 25 ไมล์ต่อแกลลอนเมื่อใช้เชื้อเพลิงทั่วไป ค่า CAFE ที่ได้จะเป็น: ^{[ 16 ] : 10}

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

การคำนวณอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติก็คล้ายคลึงกัน สำหรับการคำนวณนี้ อัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงจะเท่ากับค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงขณะใช้งานด้วยก๊าซธรรมชาติ และขณะใช้งานด้วยน้ำมันเบนซินหรือน้ำมันดีเซล AMFA ระบุว่าปริมาณพลังงานของก๊าซธรรมชาติ 100 ลูกบาศก์ฟุต เท่ากับก๊าซธรรมชาติเทียบเท่า 0.823 แกลลอน และค่าเทียบเท่าแกลลอนของก๊าซธรรมชาติถือว่ามีปริมาณเชื้อเพลิง คล้ายกับเชื้อเพลิงแอลกอฮอล์ เท่ากับ 0.15 แกลลอนของเชื้อเพลิง ตัวอย่างเช่น ภายใต้การแปลงและค่าเทียบเท่าแกลลอนนี้ ยานยนต์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติโดยเฉพาะที่สามารถวิ่งได้ 25 ไมล์ต่อก๊าซธรรมชาติ 100 ลูกบาศก์ฟุต จะมีค่า CAFE ดังนี้: ^{[ 16 ] : 10}

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

พระราชบัญญัตินโยบายพลังงาน พ.ศ. 2535ได้ขยายคำจำกัดความของเชื้อเพลิงทางเลือกให้รวมถึงก๊าซปิโตรเลียมเหลวไฮโดรเจนเชื้อเพลิงเหลวที่ได้จากถ่านหินและวัสดุชีวภาพไฟฟ้าและเชื้อเพลิงอื่นใดที่รัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคมกำหนดว่าไม่ใช่เชื้อเพลิงปิโตรเลียมโดยพื้นฐาน และมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมและความมั่นคงทางพลังงาน ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2536 ผู้ผลิตรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือกอื่น ๆ เหล่านี้ที่ตรงตามข้อกำหนดคุณสมบัติยังสามารถได้รับสิทธิพิเศษในการคำนวณ CAFE ของตนได้อีกด้วย^{[ 17 ]}

ในปี พ.ศ. 2537 สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ ของสหรัฐอเมริกา (NIST) ได้นำค่าเทียบเท่าแกลลอนน้ำมันเบนซิน (GGE) มาใช้เป็นตัววัดประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติ NIST กำหนดค่าเทียบเท่าแกลลอนน้ำมันเบนซิน (GGE) ไว้ที่ 5.660 ปอนด์ของก๊าซธรรมชาติ และค่าเทียบเท่าลิตรน้ำมันเบนซิน (GLE) ไว้ที่ 0.678 กิโลกรัมของก๊าซธรรมชาติ^{[ 18 ]}

ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 และต้นทศวรรษ 2000 มีการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าหลายรุ่นในปริมาณจำกัด อันเป็นผลมาจากข้อกำหนดของคณะกรรมการทรัพยากรทางอากาศแห่งแคลิฟอร์เนีย (CARB) ที่ต้องการรถยนต์ที่ประหยัดเชื้อเพลิงและปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ รุ่นยอดนิยมที่มีจำหน่ายในแคลิฟอร์เนีย ได้แก่General Motors EV1และ Toyota RAV4 EV ^{[ 25 ] [ 26 ]}การจัดอันดับประสิทธิภาพการใช้พลังงานบนรถยนต์ไฟฟ้าเหล่านี้โดยกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ และสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมสหรัฐฯ แสดงเป็นกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อไมล์ (KWh/mi) ซึ่งเป็นหน่วยวัดที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมสำหรับการวัดการใช้พลังงาน และใช้เป็นหน่วยการเรียกเก็บเงินสำหรับพลังงานที่ส่งมอบให้กับผู้บริโภคโดย บริษัท สาธารณูปโภคไฟฟ้า^{[ 27 ]}

เพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนด Corporate Average Fuel Economy (CAFE) ที่กำหนดโดยรัฐสภาสหรัฐฯในปี 1975 กระทรวงพลังงานสหรัฐฯได้กำหนดวิธีการคำนวณประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงเทียบเท่าปิโตรเลียมของรถยนต์ไฟฟ้าตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทาง (well-to-wheel) ในเดือนกรกฎาคม 2000 วิธีการนี้พิจารณาประสิทธิภาพต้นน้ำของกระบวนการที่เกี่ยวข้องในวงจรเชื้อเพลิงทั้งสอง โดยพลังงานของน้ำมันเบนซินจะลดลงจาก 33,705 Wh/gal เหลือ 83% หรือประมาณ 27,975 Wh/gal ตั้งแต่ต้นทางถึงถัง (well-to-tank) เพื่อคำนึงถึงพลังงานที่ใช้ในการกลั่นและการจัดจำหน่าย ในทำนองเดียวกัน ค่าพลังงานของไฟฟ้าที่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิลจะลดลงเหลือ 30.3% เนื่องจากการสูญเสียพลังงานในการผลิตและการส่งตามค่าเฉลี่ยของประเทศ ซึ่งจะถูกปรับให้เป็นค่ามาตรฐานของน้ำมันเบนซินก่อนหน้านี้ ส่งผลให้พลังงานไฟฟ้าเทียบเท่าน้ำมันเบนซินตั้งแต่ต้นทางถึงรถยนต์ (well-to-vehicle) เหลือเพียง 12,307 Wh/gal ^{[ 14 ]}

สูตรนี้ยังรวมถึง "ปัจจัยปริมาณเชื้อเพลิง" ด้วย1/0.15(ประมาณ 6.667) เพื่อเป็นประโยชน์ต่อรถยนต์ไฟฟ้า โดยเพิ่มมูลค่าจาก 12,307 เป็น 82,049 Wh/gal ปัจจัยการให้รางวัลนี้มีจุดประสงค์เพื่อให้แรงจูงใจแก่ผู้ผลิตรถยนต์ในการผลิตและจำหน่ายรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากประสิทธิภาพการประหยัดเชื้อเพลิงเทียบเท่าที่สูงขึ้นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าจะช่วยปรับปรุงระดับการประหยัดเชื้อเพลิงโดยรวมของกลุ่มรถยนต์ของผู้ผลิตรถยนต์ให้เป็นไปตามมาตรฐาน CAFE และรัฐสภาคาดการณ์ว่าแรงจูงใจดังกล่าวจะช่วยเร่งการนำรถยนต์ไฟฟ้าออกสู่ตลาด ปัจจัยแรงจูงใจที่กระทรวงพลังงานเลือกใช้สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าคือปัจจัยเดียวกัน1/0.15ปัจจัยที่ใช้แล้วในการปฏิบัติทางกฎระเบียบของยานพาหนะเชื้อเพลิงทางเลือกประเภทอื่น^{[ 14 ]}เมื่อพิจารณาปัจจัยทั้งหมดในสูตรของ DoE ประสิทธิภาพการใช้พลังงานหรือประหยัดเชื้อเพลิงเทียบเท่าของยานพาหนะไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น โดยคำนวณเป็นไมล์ต่อปัจจัยเทียบเท่าปิโตรเลียมที่ 82,049 Wh/gal แทนที่จะเป็นไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่าน้ำมันเบนซินปกติที่ 33,705 Wh/gallon สำหรับวัตถุประสงค์ของเครดิต CAFE ให้กับผู้ผลิต^{[ 27 ]}

การแข่งขัน Automotive X Prize มีจุดประสงค์เพื่อส่งเสริมการพัฒนารถยนต์ที่สามารถวิ่งได้ 100 ไมล์ต่อแกลลอน (mpg) การเปรียบเทียบรถยนต์ไฟฟ้ากับรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์นั้นเป็นที่ถกเถียงกัน เนื่องจากแนวคิดเรื่องหน่วยไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่า (MPGe) เป็นตัวชี้วัดสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ทำให้การแข่งขันสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเป็นเรื่องง่าย และการใช้หน่วยไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่าเป็นตัวชี้วัดสำหรับรถยนต์ประเภทอื่นก็เป็นเรื่องยากเช่นกัน บริษัท Miastrada ได้โต้แย้งว่าสิ่งนี้ขัดกับวัตถุประสงค์ของการแข่งขัน แต่ก็ไม่เป็นผลสำเร็จ ในเดือนเมษายน 2550 ในส่วนหนึ่งของร่างแนวทางการแข่งขันที่เผยแพร่ในงานแสดงรถยนต์นิวยอร์ก ได้มีการประกาศให้ MPGe เป็นตัวชี้วัดหลักสำหรับการแข่งขันProgressive Insurance Automotive X Prizeซึ่งเป็นการแข่งขันที่พัฒนาโดยมูลนิธิ X Prizeสำหรับรถยนต์ประสิทธิภาพสูงที่สามารถทำได้อย่างน้อย 100 MPGe ^{[ 28 ]}ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2552 Consumer Reportsได้ประกาศว่า ในฐานะส่วนหนึ่งของความร่วมมือกับมูลนิธิ X Prize พวกเขาวางแผนที่จะรายงาน MPGe ซึ่งเป็นหนึ่งในมาตรการหลายอย่างที่จะช่วยให้ผู้บริโภคเข้าใจและเปรียบเทียบประสิทธิภาพของยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือก^{[ 29 ]}

ฉลาก Monroneyรุ่นเก่าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า แสดง อัตรา การประหยัดเชื้อเพลิงในหน่วย kWh/100 ไมล์ ด้วยตัวอักษรขนาดใหญ่และเด่นชัด สำหรับMini E รุ่นปี 2009

ฉลาก Monroneyใหม่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า แสดง อัตรา การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงในหน่วยไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน (MPG-e) ด้วยตัวอักษรขนาดใหญ่และเด่นชัด สำหรับNissan Leaf ปี 2011 ส่วนอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงในหน่วย kWh/100 ไมล์ จะแสดงอยู่ด้านล่างด้วยตัวอักษรขนาดเล็กกว่า

ตามข้อกำหนดของพระราชบัญญัติความเป็นอิสระและความมั่นคงด้านพลังงาน (EISA) ปี 2550 เมื่อมีการนำรถยนต์เทคโนโลยีขั้นสูงเข้ามาในสหรัฐอเมริกา ข้อมูลใหม่ควรถูกรวมไว้ในฉลาก Monroney ของรถยนต์ใหม่และรถบรรทุกขนาดเล็กที่จำหน่ายในประเทศ เช่น การจัดอันดับด้านประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและมลพิษทางอากาศ อื่นๆ สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) และสำนักงานความปลอดภัยการจราจรบนทางหลวงแห่งชาติ (NHTSA) ได้ทำการศึกษาหลายชุดเพื่อกำหนดวิธีที่ดีที่สุดในการออกแบบฉลากนี้ใหม่ เพื่อให้ผู้บริโภคสามารถเปรียบเทียบพลังงานและสิ่งแวดล้อมได้อย่างง่ายดายในรถยนต์ทุกประเภท รวมถึงรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV) รถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก (PHEV) และ รถยนต์ เครื่องยนต์สันดาปภายใน แบบดั้งเดิม ที่ใช้เชื้อเพลิงเบนซินและดีเซล เพื่อช่วยให้ผู้บริโภคเลือกรถยนต์ที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้รับการเสนอให้เริ่มใช้ในรถยนต์รุ่นใหม่ตั้งแต่ปี 2555 เป็นต้นไป^{[ 3 ] [ 30 ]}

การจัดอันดับประสิทธิภาพการใช้พลังงานบนรถยนต์ไฟฟ้าของ EPA ก่อนปี 2010 แสดงเป็นกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อ 100 ไมล์ (kWh/100 mi) ^{[ 27 ] [ 31 ]}ตัวอย่างเช่นสติกเกอร์บนกระจกของ Mini E ปี 2009 แสดงการใช้พลังงาน 33 kWh/100 mi สำหรับการขับขี่ในเมือง และ 36 kWh/100 mi บนทางหลวง ซึ่งเทียบเท่ากับ 100 mpg-e ในเมือง และ 94 mpg-e บนทางหลวง^{[ 31 ]} ในทำนองเดียวกัน Tesla Roadsterปี 2009 ได้รับการจัดอันดับที่ 32 kWh/100 mi (110 mpg-e) ในเมือง และ 33 kWh/100 mi (100 mpg-e) บนทางหลวง^{[ 32 ] [ 33 ]}

ในส่วนหนึ่งของกระบวนการวิจัยและออกแบบใหม่ EPA ได้จัดกลุ่มสนทนาโดยนำเสนอตัวเลือกต่างๆ ให้กับผู้เข้าร่วมเพื่อแสดงการใช้ไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าแบบเสียบปลั๊กการวิจัยแสดงให้เห็นว่าผู้เข้าร่วมไม่เข้าใจแนวคิดของกิโลวัตต์ชั่วโมงในฐานะหน่วยวัดการใช้พลังงานไฟฟ้า แม้ว่าจะมีการใช้หน่วยนี้ในใบแจ้งค่าไฟฟ้ารายเดือนของพวกเขา ผู้เข้าร่วมกลับชื่นชอบหน่วยไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่า (MPGe) มากกว่าที่จะใช้เป็นหน่วยวัดเปรียบเทียบกับไมล์ต่อแกลลอนที่คุ้นเคยซึ่งใช้กับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน การวิจัยยังสรุปได้ว่าหน่วย kWh ต่อ 100 ไมล์นั้นสร้างความสับสนให้กับผู้เข้าร่วมกลุ่มสนทนามากกว่าหน่วยไมล์ต่อ kWh จากผลลัพธ์เหล่านี้ EPA จึงตัดสินใจใช้หน่วยวัดการประหยัดเชื้อเพลิงและการบริโภคเชื้อเพลิงต่อไปนี้บนฉลากที่ออกแบบใหม่: MPG (ในเมืองและบนทางหลวง และแบบผสม); MPGe (ในเมืองและบนทางหลวง และแบบผสม); แกลลอนต่อ 100 ไมล์; kWh ต่อ 100 ไมล์^{[ 30 ]}

การออกแบบที่เสนอและเนื้อหาสุดท้ายสำหรับตัวเลือกสองแบบของฉลากสติกเกอร์ใหม่ที่จะนำมาใช้กับ รถยนต์และรถบรรทุก รุ่นปี 2013 ได้รับการปรึกษาหารือกับสาธารณชนเป็นเวลา 60 วันในปี 2010 และทั้งสองแบบรวมถึงไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่าและกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อ 100 ไมล์เป็นตัวชี้วัดการประหยัดเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ปลั๊กอิน แต่ในตัวเลือกหนึ่ง MPGe และต้นทุนค่าไฟฟ้าต่อปีเป็นตัวชี้วัดที่โดดเด่นที่สุดสองอย่าง^{[ 34 ] [ 35 ]}ในเดือนพฤศจิกายน 2010 EPA ได้นำ MPGe มาใช้เป็นตัวชี้วัดเปรียบเทียบในสติกเกอร์ใหม่สำหรับการประหยัดเชื้อเพลิงสำหรับ Nissan Leaf และ Chevrolet Volt ^{[ 9 ] [ 10 ]}

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2554 NHTSA และ EPA ได้ออกกฎขั้นสุดท้ายร่วมกัน โดยกำหนดข้อกำหนดใหม่สำหรับฉลากประหยัดเชื้อเพลิงและสิ่งแวดล้อมซึ่งเป็นข้อบังคับสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถบรรทุกใหม่ทุกคัน เริ่มตั้งแต่รุ่นปี พ.ศ. 2556 กฎดังกล่าวรวมถึงฉลากใหม่สำหรับ ยาน พาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือกและ ระบบ ขับเคลื่อนทางเลือกที่มีจำหน่ายในตลาดสหรัฐฯ เช่น รถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก รถยนต์ไฟฟ้า รถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงได้หลากหลาย รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน และรถยนต์ก๊าซธรรมชาติ^{[ 11 ] [ 12 ]}ตัวชี้วัดการประหยัดเชื้อเพลิงทั่วไปที่ใช้ในการเปรียบเทียบยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือกและเทคโนโลยีขั้นสูงกับยานพาหนะเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิม คือไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน (MPGe) หนึ่งแกลลอนเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน หมายถึง จำนวนกิโลวัตต์ชั่วโมงของไฟฟ้า ลูกบาศก์ฟุตของก๊าซธรรมชาติอัด (CNG) หรือกิโลกรัมของไฮโดรเจนที่เท่ากับพลังงานในน้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอน^{[ 11 ]}

ฉลากใหม่ยังแสดงการประมาณการใช้เชื้อเพลิงหรือไฟฟ้าในการขับขี่ 100 ไมล์ (160 กม.) เป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นการแนะนำการใช้เชื้อเพลิงต่อระยะทางที่เดินทางให้กับผู้บริโภคในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นหน่วยวัดที่ใช้กันทั่วไปในประเทศอื่นๆ EPA อธิบายว่าวัตถุประสงค์คือเพื่อหลีกเลี่ยงหน่วยวัดไมล์ต่อแกลลอนแบบดั้งเดิม ซึ่งอาจทำให้เข้าใจผิดได้เมื่อผู้บริโภคเปรียบเทียบการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง และเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "ภาพลวงตา MPG" ^{[ 11 ]}

ดังที่กล่าวมาข้างต้น ความสับสนและการตีความผิดเป็นเรื่องปกติในหมู่ประชาชนระหว่าง " ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง " สองประเภท การประหยัดเชื้อเพลิงวัดระยะทางที่รถจะวิ่งได้ต่อปริมาณเชื้อเพลิง (หน่วยเป็น MPGe) การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเป็นส่วนกลับของการประหยัดเชื้อเพลิง และวัดปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ในการขับขี่ในระยะทางที่กำหนด (หน่วยเป็นแกลลอน/100 ไมล์ หรือ kWh/100 ไมล์) ^{[ 36 ]}หน่วยแกลลอน/100 ไมล์ได้รับการอธิบายอย่างถูกต้องว่าเป็นการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงในโบรชัวร์ของ EPA บางฉบับ แต่หน่วยนี้ปรากฏในส่วนการประหยัดเชื้อเพลิงของฉลาก Monroney (ซึ่งไม่ได้ใช้คำว่าการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง) ^{[ 37 ] [ 38 ]}

ระยะทางเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซินต่อแกลลอนนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานของน้ำมันเบนซิน พลังงานที่ได้จากการเผาไหม้น้ำมันเบนซิน 1 แกลลอนของสหรัฐฯ คือ 115,000 BTU, 33.70 kWh หรือ 121.3 MJ ^{[ 8 ]}

ในการแปลงค่าระยะทางต่อหน่วยพลังงาน (ไมล์ต่อแกลลอน) ไปเป็นหน่วยอื่นๆ สามารถนำค่าไมล์ต่อแกลลอนไปคูณด้วยตัวคูณต่อไปนี้ เพื่อให้ได้หน่วยอื่นๆ:

1 MPGe	≈ 1 ไมล์/(33.70  กิโลวัตต์·ชั่วโมง )
	≈ 8.696 ไมล์/(ล้าน  บีทียู )
	≈ 0.02967 ไมล์/ กิโลวัตต์·ชั่วโมง
	≈ 0.04775 กม./กิโลวัตต์ชั่วโมง
	≈ 0.013 กม./เมกะจูล

ค่า MPGe คำนวณได้จากการแปลงปริมาณการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์ต่อหน่วยระยะทาง ซึ่งคำนวณได้จากแบบจำลองคอมพิวเตอร์หรือการขับขี่ จริง จากหน่วยดั้งเดิมไปเป็นพลังงานเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน ตัวอย่างหน่วยดั้งเดิม ได้แก่ วัตต์-ชั่วโมง สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า และกิโลกรัม- ชั่วโมงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า₂สำหรับรถยนต์ที่ใช้ไฮโดรเจน หน่วยเป็นแกลลอน สำหรับ รถยนต์ที่ใช้ ไบโอดีเซลหรือก๊าซธรรมชาติเหลว หน่วยเป็นลูกบาศก์ฟุตสำหรับรถยนต์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติอัด และหน่วยเป็นปอนด์สำหรับ รถยนต์ที่ ใช้โพรเพนหรือก๊าซปิโตรเลียมเหลว กรณีพิเศษสำหรับเชื้อเพลิงทางเลือกเฉพาะจะกล่าวถึงด้านล่าง แต่สูตรทั่วไปสำหรับ MPGe คือ:

${\displaystyle {\text{MPGe}}={\frac {\text{ระยะทางรวมที่ขับ}}{\left[{\frac {\text{พลังงานรวมของเชื้อเพลิงทุกชนิดที่ใช้ไป}}{\text{พลังงานของน้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอน}}}\right]}}={\frac {({\text{ระยะทางรวมที่ขับ}})\times ({\text{พลังงานของน้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอน}})}{\text{พลังงานรวมของเชื้อเพลิงทุกชนิดที่ใช้ไป}}}}$

สำหรับ EPA การพิจารณานี้จะคำนึงถึงการใช้พลังงานจากถังถึงล้อสำหรับของเหลว และการใช้พลังงานจากผนังถึงล้อสำหรับไฟฟ้า กล่าวคือ จะวัดพลังงานที่เจ้าของมักจะจ่าย สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ต้นทุนพลังงานจะรวมถึงการแปลงจากกระแสสลับเพื่อชาร์จแบตเตอรี่^{[ 39 ]}ค่า MPGe ของ EPA ที่แสดงในสติกเกอร์ติดกระจกไม่ได้คำนึงถึงการใช้พลังงานต้นน้ำ ซึ่งรวมถึงพลังงานหรือเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการผลิตไฟฟ้าหรือสกัดและผลิตเชื้อเพลิงเหลว การสูญเสียพลังงานเนื่องจากการส่งกำลัง หรือพลังงานที่ใช้ในการขนส่งเชื้อเพลิงจากบ่อไปยังสถานี^{[ 14 ] [ 40 ]}

ค่าพื้นฐานสำหรับปริมาณพลังงานของเชื้อเพลิงต่างๆ จะได้รับจากค่าเริ่มต้นที่ใช้ในแบบจำลอง GREET (ก๊าซเรือนกระจก การปล่อยมลพิษที่ถูกควบคุม และพลังงานที่ใช้ในการขนส่ง) ของกระทรวงพลังงาน^{[ 41 ]}ดังต่อไปนี้:

หมายเหตุ: 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง เท่ากับ 3,412 บีทียู

ปริมาณพลังงานของเชื้อเพลิงชนิดใดชนิดหนึ่งอาจแตกต่างกันไปบ้าง ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและวิธีการผลิต ตัวอย่างเช่น ในการจัดอันดับประสิทธิภาพใหม่ที่พัฒนาโดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV) และรถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก (PHEV) – ดูด้านล่าง – ถือว่าปริมาณพลังงานของน้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอนเท่ากับ 114,989.12 BTU หรือ 33.7 kWh ^{[ 8 ]}

ต้นทุนเทียบเท่าไมล์ต่อแกลลอนของยานพาหนะเชื้อเพลิงทางเลือกสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรง่ายๆ เพื่อเปรียบเทียบต้นทุนการดำเนินงาน MPG โดยตรง (แทนที่จะเป็นการบริโภคพลังงาน MPGe ^{[ 7 ]} ) กับยานพาหนะแบบดั้งเดิม เนื่องจากต้นทุนของทรัพยากรแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละภูมิภาค^{[ 5 ] [ 4 ]}สำหรับการอ้างอิง สมการที่สมบูรณ์คือ:

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

สำหรับผู้ที่ต้องการทราบอัตราการใช้พลังงานต่อ 100 ไมล์ (kWh/100 mi) สามารถคำนวณได้ง่ายๆ ดังนี้:

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

สมการนี้ลดทอนลงเหลือสูตรอย่างง่ายที่ใช้ได้เฉพาะความจุของแหล่งเชื้อเพลิงและระยะทางที่ใช้งานได้เพื่อเปรียบเทียบยานพาหนะ ด้วยราคาน้ำมันเบนซินในพื้นที่ของคุณและแหล่งเชื้อเพลิงที่คุณเลือก คุณสามารถเปรียบเทียบต้นทุนการใช้งานของยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือกกับยานพาหนะที่ใช้เครื่องยนต์เบนซินได้โดยตรงโดยใช้ข้อมูลต่อไปนี้:

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

สูตรนี้รวมถึงประสิทธิภาพโดยธรรมชาติของรถยนต์ เนื่องจากระยะทางที่วิ่งได้ด้วยเชื้อเพลิงปริมาณที่กำหนดนั้นแสดงถึงผลการทดสอบของ EPA โดยตรง ดังนั้นจึงสามารถใช้ได้กับรถยนต์ทุกคันโดยไม่คำนึงถึงน้ำหนัก ขนาดรถ ค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านอากาศ และแรงต้านการกลิ้งเนื่องจากปัจจัยเหล่านี้มีผลโดยตรงต่อระยะทางที่วิ่งได้และถูกนำมาพิจารณาด้วย รูปแบบการขับขี่และสภาพอากาศสามารถนำมาพิจารณาได้โดยใช้ระยะทางที่วิ่งได้จริงแทนระยะทางที่โฆษณาไว้ในการคำนวณ

สูตรนี้ทำงานโดยการคำนวณว่าสามารถซื้อเชื้อเพลิงทางเลือกได้มากแค่ไหนในราคาเท่ากับน้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอน จากนั้นนำปริมาณนี้มาหารด้วยความจุในการจัดเก็บของรถ และคูณอัตราส่วนนี้ด้วยระยะทางที่รถสามารถวิ่งได้ ผลลัพธ์ที่ได้คือจำนวนไมล์ที่รถสามารถวิ่งได้ด้วยเชื้อเพลิงทางเลือกในราคาเท่ากับน้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอน

ผลลัพธ์สุดท้ายจากการคำนวณจะแสดงเป็นหน่วย MPG และสามารถนำไปเปรียบเทียบโดยตรงกับค่าใช้จ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงของรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในมาตรฐานตามอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงที่ระบุไว้

สูตรคำนวณพร้อมหน่วยที่ถูกต้องสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV) หรือรถยนต์ปลั๊กอินไฮบริด (PHEV) ในโหมดไฟฟ้าล้วน มีดังนี้

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

โดยใช้สมมติฐานของคู่มือประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง EPA ปี 2018 สำหรับราคาน้ำมันเบนซินธรรมดาเฉลี่ยทั่วประเทศที่ 2.56 ดอลลาร์/แกลลอน และ 0.13 ดอลลาร์/kWh ^{[ 42 ]}เราสามารถคำนวณรถยนต์ที่มีอัตราประสิทธิภาพ 84 MPGe หรือ 40 kW/100 Mi และมีแบตเตอรี่ EV ขนาด 16.5 kW ซึ่ง 13.5 kWh สามารถใช้งานสำหรับการขับขี่ด้วยไฟฟ้าได้ โดยมีระยะทางที่โฆษณาไว้ที่ 33 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

หมายเหตุ: การใช้ขนาดแบตเตอรี่แทนปริมาณประจุที่ใช้งานได้จะให้ค่าที่ต่ำกว่าความเป็นจริง การใช้ปริมาณประจุที่ใช้งานได้จริงและระยะทางที่ขับขี่จริงจะให้ค่าความประหยัดที่แท้จริง

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

คำนวณว่าใช้พลังงานกี่กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อแกลลอน

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

ทีนี้ลองนึกถึงรถคันเดียวกัน ที่ราคาน้ำมันเบนซินอยู่ที่ 3.20 ดอลลาร์ต่อแกลลอน และค่าไฟฟ้าอยู่ที่ 0.085 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง

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

คำนวณว่าใช้พลังงานกี่กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อแกลลอน

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

ระหว่างปี 2008 ถึง 2010 ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่หลายรายเริ่มนำรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV) ซึ่งขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว และรถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก (PHEV) ซึ่งใช้ไฟฟ้าควบคู่กับเชื้อเพลิงเหลวที่เก็บไว้ในถังเชื้อเพลิงภายในรถ โดยปกติจะเป็นน้ำมันเบนซิน แต่ก็อาจเป็นเครื่องยนต์ดีเซลเอทานอล หรือเครื่องยนต์ เชื้อเพลิงแบบยืดหยุ่น ได้เช่นกัน

สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ สูตรของ สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาในการคำนวณ MPGe จากแหล่งผลิตถึงล้อนั้นอิงตามมาตรฐานพลังงานที่กำหนดโดยกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาในปี 2543: ^{[ 2 ] [ 13 ] [ 14 ]}การแปลงจากแหล่งผลิตถึงล้อใช้ในการคำนวณอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเฉลี่ยขององค์กร (CAFE) แต่ไม่ได้ใช้สำหรับอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงตามสติกเกอร์ติดกระจก (Monroney) สำหรับอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงแบบ Monroney สมการคือ

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

ที่ไหน

${\displaystyle MPGe}$แสดงเป็นไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน (ตามที่ระบุในฉลาก Monroney)

${\displaystyle E_{G}=}$ปริมาณพลังงานต่อแกลลอนของน้ำมันเบนซิน = 115,000  บีทียู /แกลลอน ตามที่กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ กำหนดและรายงานโดยศูนย์ข้อมูลเชื้อเพลิงทางเลือก^{[ 14 ]}

${\displaystyle E_{M}=}$พลังงานไฟฟ้าจากผนังถึงล้อที่ใช้ต่อไมล์ ( Wh /mi) ตามที่วัดผ่านการทดสอบวงจรการขับขี่มาตรฐานห้ารอบของ EPAสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและขั้นตอนการทดสอบ SAE ^{[ 13 ] [ 39 ]}

${\displaystyle E_{E}=}$ปัจจัยการแปลงหน่วยพลังงาน (ปัดเศษ) = 3.412 Btu/Wh ^{[ 14 ]}

สูตรที่ EPA ใช้ในการคำนวณค่า MPGe ที่กำหนดไว้ ไม่ได้คำนึงถึงเชื้อเพลิงหรือพลังงานที่ใช้ไปในขั้นตอนต้นน้ำ เช่น การผลิตและการส่งกระแสไฟฟ้า หรือวงจรชีวิตตั้งแต่ต้นน้ำถึงล้อ เนื่องจาก EPA เปรียบเทียบ รถยนต์ที่ ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในโดยใช้ เกณฑ์ จากถังน้ำมันถึงล้อแทนที่จะเป็นจากแบตเตอรี่ถึงล้อ

คณะกรรมการทรัพยากรทางอากาศแห่งแคลิฟอร์เนียใช้ การทดสอบ ไดนาโมมิเตอร์ ที่แตกต่าง จาก EPA และพิจารณาถึงน้ำมันเบนซินที่ปรับปรุงสูตรใหม่ที่จำหน่ายในรัฐนั้น สำหรับการประมาณการของ CARB สูตรจะเป็นดังนี้: ^{[ 13 ]}

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

มาตรฐาน SAE J1711 ใหม่สำหรับการวัดการปล่อยไอเสียและอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงของรถยนต์ไฮบริดไฟฟ้าและรถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊กได้รับการอนุมัติในเดือนกรกฎาคม 2553 ขั้นตอนที่แนะนำสำหรับ PHEV ได้รับการแก้ไขที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติอาร์กอนและคาดว่ากฎระเบียบใหม่ของ EPA ในการกำหนดโปรโตคอลการรายงานอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงของ PHEV จะอิงตาม SAE J1711 ^{[ 43 ] [ 44 ]}ในเดือนพฤศจิกายน 2553 EPA ได้ตัดสินใจให้คะแนนโหมดไฟฟ้าและโหมดใช้น้ำมันเบนซินแยกกัน และตัวเลขทั้งสองนี้แสดงอย่างเด่นชัดในสติกเกอร์ติดกระจกของ Chevrolet Volt ปี 2011 ในโหมดไฟฟ้า การให้คะแนนของ Volt จะถูกประมาณด้วยสูตรเดียวกับรถยนต์ไฟฟ้า^{[ 10 ] [ 13 ]}คะแนนการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงโดยรวมหรือแบบผสมที่รวมพลังงานไฟฟ้าและน้ำมันเบนซินจะแสดงในฉลาก Monroney ด้วยตัวอักษรที่เล็กกว่ามาก และเป็นส่วนหนึ่งของการเปรียบเทียบการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงของ Volt ในบรรดารถยนต์ทั้งหมดและในกลุ่มรถยนต์ขนาดกะทัดรัด^{[ 45 ]} EPA ได้พิจารณาวิธีการหลายวิธีในการจัดอันดับประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงโดยรวมของ PHEV แต่ ณ เดือนกุมภาพันธ์ 2554 EPA ยังไม่ได้ประกาศวิธีการสุดท้ายที่จะนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการประมาณเครดิต Corporate Average Fuel Economy (CAFE) ของผู้ผลิตรายใหม่ในปี 2555–2559 สำหรับรถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก^{[ 13 ] [ 46 ]}

ในเดือนพฤศจิกายน 2010 EPA เริ่มรวม "MPGe" ไว้ในสติกเกอร์ใหม่สำหรับการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและสิ่งแวดล้อม EPA ให้คะแนนรถยนต์ไฟฟ้า Nissan Leaf ว่ามีประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง รวม 99 MPGe ^{[ 9 ]}และให้คะแนนรถยนต์ปลั๊กอินไฮบริด Chevrolet Volt ว่ามีประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงรวม 93 MPGe ในโหมดไฟฟ้าล้วน 37 MPG เมื่อใช้งานด้วยน้ำมันเบนซินเพียงอย่างเดียว และอัตราการประหยัดเชื้อเพลิงโดยรวม 60 mpg-US (3.9 ลิตร/100 กม.) เมื่อรวมพลังงานจากไฟฟ้าและน้ำมันเบนซิน^{[ 10 ] [ 45 ] [ 47 ]}สำหรับรถทั้งสองคัน EPA คำนวณคะแนน MPGe ภายใต้การทดสอบห้าวัฏจักรโดยใช้สูตรที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้ โดยมีปัจจัยการแปลง 33.7 kWh ของไฟฟ้าเทียบเท่ากับพลังงานของน้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอน^{[ 10 ]}

ตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบการจัดอันดับอย่างเป็นทางการของ EPAสำหรับอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง (ในหน่วยไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่าน้ำมันเบนซิน , mpg-e หรือ MPGe สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าแบบเสียบปลั๊ก ) สำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลไฟฟ้าทั้งหมดที่ผลิตเป็นซีรีส์ซึ่งได้รับการจัดอันดับโดย EPA สำหรับรุ่นปี 2015, ^{[ 48 ]} 2016, ^{[ 49 ]} 2017, ^{[ 50 ]}และ 2023 ^{[ 51 ]}เทียบกับรถยนต์รุ่นปี 2016 ที่ได้รับการจัดอันดับว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดโดย EPA ด้วย ระบบขับเคลื่อน ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก ( Chevrolet Volt – รุ่นที่สอง ), ระบบขับเคลื่อน ไฮบริดเบนซิน-ไฟฟ้า ( Toyota Prius Eco – รุ่นที่สี่ ) ^{[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]}และรถยนต์ใหม่โดยเฉลี่ยสำหรับรุ่นปีนั้น ซึ่งมีอัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง 25 mpg _‑US (9.4 ลิตร/100 กม.; 30 mpg _‑imp ) ^{[ 49 ] [ 52 ]}

ข้อมูลการจัดอันดับของ EPA มาจากการทดสอบของผู้ผลิตกับยานพาหนะของตนเองโดยใช้ชุดการทดสอบที่กำหนดโดยกฎหมายของรัฐบาลกลาง ผู้ผลิตมักจะทำการทดสอบโดยใช้ต้นแบบก่อนการผลิต ผู้ผลิตรายงานผลลัพธ์ไปยัง EPA จากนั้น EPA จะตรวจสอบผลลัพธ์และเลือกประมาณ 15%–20% เพื่อยืนยันผ่านการทดสอบของตนเองที่ห้องปฏิบัติการยานยนต์และการปล่อยมลพิษเชื้อเพลิงแห่งชาติ^{[ 55 ]}

ประสิทธิภาพการใช้งานจริงของรถยนต์ไฟฟ้ายังสามารถแสดงเป็นไมล์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (mi/kWh) ซึ่งแปลงค่า MPGe ของ EPA เป็นการใช้พลังงานไฟฟ้าโดยตรง ทำให้สามารถเปรียบเทียบระหว่างรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์เบนซินได้^{[ 56 ]}

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก

ตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบอัตราการประหยัดเชื้อเพลิงของ EPA ซึ่งแสดงเป็นไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน (MPGe) สำหรับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง ไฮโดรเจนสองรุ่นที่ EPA จัดอันดับ ณ เดือนกันยายน 2021 และมีจำหน่ายในแคลิฟอร์เนีย^{[ 87 ]}

สามารถใช้วิธีเดียวกันนี้กับยานพาหนะเชื้อเพลิงทางเลือกอื่นๆ ได้เมื่อทราบปริมาณการใช้พลังงานของยานพาหนะนั้น โดยทั่วไปปริมาณการใช้พลังงานของยานพาหนะจะแสดงในหน่วยอื่นที่ไม่ใช่ W·h/mile หรือ Btu/mile ดังนั้นจึงต้องมีการคำนวณเพิ่มเติมเพื่อแปลงเป็นเทียบเท่าแกลลอนน้ำมันเบนซิน (GGE) โดยใช้ 33.7 kWh/แกลลอน = 114989.17 btu/แกลลอน^{[ 8 ]}

รถยนต์ Honda FCX Clarityปี 2008 มีการโฆษณาว่ามีอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงอยู่ที่ 72 ไมล์ต่อกิโลกรัม₂[ ^{88 ] ไฮโดรเจนที่ความ ดัน}บรรยากาศมีความหนาแน่นพลังงาน 120 MJ /กก. (113,738 BTU/กก.) ^{[ 89 ]}เมื่อแปลงความหนาแน่นพลังงานนี้เป็น GGE พบว่า ต้องใช้ ไฮโดรเจน 1.011 กก. เพื่อให้ได้พลังงานเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน 1 แกลลอน ตอนนี้สามารถใช้ปัจจัยการแปลงนี้ในการคำนวณ MPGe สำหรับยานพาหนะคันนี้ได้

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

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

ค่าเทียบเท่าไมล์ต่อแกลลอน (MPGe) ของ EPA ที่แสดงในสติกเกอร์ติดกระจกไม่ได้วัดประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ตลอดวงจรชีวิตของรถยนต์ หรือวงจรชีวิตตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทาง แต่ EPA นำเสนอ MPGe ในลักษณะเดียวกับ MPG สำหรับ รถยนต์ เครื่องยนต์สันดาปภายใน ทั่วไป ที่แสดงในสติกเกอร์ Monroneyและในทั้งสองกรณี การจัดอันดับจะพิจารณาเฉพาะการใช้พลังงานตั้งแต่ปั๊มถึงปลายทางหรือจากผนังถึงปลายทางเท่านั้น กล่าวคือ วัดพลังงานที่เจ้าของรถมักจะจ่าย สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ต้นทุนพลังงานรวมถึงการแปลงจากไฟฟ้ากระแสสลับจากผนังที่ใช้ชาร์จแบตเตอรี่^{[ 39 ]}การจัดอันดับของ EPA ที่แสดงในสติกเกอร์ติดกระจกไม่ได้คำนึงถึงการใช้พลังงานต้นทาง ซึ่งรวมถึงพลังงานหรือเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการผลิตไฟฟ้าหรือสกัดและผลิตเชื้อเพลิงเหลว การสูญเสียพลังงานเนื่องจากการส่งกำลัง หรือพลังงานที่ใช้ในการขนส่งเชื้อเพลิงจากบ่อไปยังสถานี^{[ 14 ] [ 40 ]}

ในปี พ.ศ. 2543 กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (DOE) ได้กำหนดวิธีการคำนวณประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงเทียบเท่าปิโตรเลียมของรถยนต์ไฟฟ้าโดยอิงจากปริมาณพลังงานเทียบเท่าเบนซินจากแหล่งผลิตถึงล้อ (WTW) ของไฟฟ้า ( ) วิธีการนี้พิจารณาประสิทธิภาพต้นน้ำของกระบวนการที่เกี่ยวข้องในวงจรเชื้อเพลิงทั้งสอง และพิจารณาประสิทธิภาพการผลิตและการส่งกระแสไฟฟ้าเฉลี่ยของประเทศ เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้าแบบใช้แบตเตอรี่เผาไหม้เชื้อเพลิง (ส่วนใหญ่เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล) นอกตัวรถที่โรงไฟฟ้า^{[ 14 ]}วิธีการนี้ถูกใช้โดยผู้ผลิตรถยนต์เพื่อประเมินเครดิตในค่าประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงเฉลี่ยขององค์กร (CAFE) โดยรวมสำหรับการผลิตรถยนต์ไฟฟ้า^{[ 13 ]}${\displaystyle E_{g}}$

อัตราการประหยัดเชื้อเพลิงเทียบเท่าปิโตรเลียมของรถยนต์ไฟฟ้าถูกกำหนดโดยสมการต่อไปนี้: ^{[ 14 ]}

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

ที่ไหน:

${\displaystyle PEF}$= อัตราการประหยัดเชื้อเพลิงเทียบเท่าปิโตรเลียม

${\displaystyle E_{g}}$= ปัจจัยปริมาณพลังงานเทียบเท่าเบนซินของไฟฟ้า

${\displaystyle FCF}$= ปัจจัย "ปริมาณเชื้อเพลิง" หรือปัจจัยจูงใจ DoE เลือกค่า1 ⁄ 0.15เพื่อรักษาความสอดคล้องกับขั้นตอนการกำกับดูแลและกฎหมายที่มีอยู่ และเพื่อให้การปฏิบัติที่คล้ายคลึงกันแก่ผู้ผลิตรถยนต์เชื้อเพลิงทางเลือกทุกประเภท^{[ 90 ]}

${\displaystyle AF}$= ปัจจัยอุปกรณ์เสริมที่ใช้เชื้อเพลิงปิโตรเลียม; ค่านี้จะเท่ากับ 1 หากรถยนต์ไฟฟ้าไม่มีอุปกรณ์เสริมที่ใช้เชื้อเพลิงปิโตรเลียมติดตั้งอยู่ และเท่ากับ 0.90 หากมีการติดตั้งอุปกรณ์เสริมดังกล่าว

${\displaystyle DPF}$= ปัจจัยรูปแบบการขับขี่; ค่านี้เท่ากับ 1 เนื่องจากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ พิจารณาว่ารถยนต์ไฟฟ้าที่เข้าเกณฑ์ตามมาตรฐาน CAFE จะมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับรถยนต์ทั่วไป อาจยกเว้นระยะทางการขับขี่

ค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณพลังงานเทียบเท่าน้ำมันเบนซินของไฟฟ้า ซึ่งย่อว่าถูกกำหนดดังนี้: ${\displaystyle E_{g}}$

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

ที่ไหน:

${\displaystyle T_{g}}$= ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิลโดยเฉลี่ยของสหรัฐฯ = 0.328 ^{[ 91 ]}

${\displaystyle T_{t}}$= ประสิทธิภาพการส่งกระแสไฟฟ้าเฉลี่ยของสหรัฐฯ = 0.924 ^{[ 91 ]}

${\displaystyle T_{p}}$= ประสิทธิภาพการกลั่นและจำหน่ายปิโตรเลียม = 0.830 ^{[ 91 ]}

${\displaystyle C}$= ปัจจัยการแปลงวัตต์ชั่วโมงของพลังงานต่อแกลลอนน้ำมันเบนซิน = 33,705 Wh/US gal (115,006 BTU/US gal) ^{[ 91 ]}

${\displaystyle E_{g}}$คำนวณได้ดังนี้:

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

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

การคำนวณนี้คำนึงถึงการสูญเสีย จากบ่อสู่ผนังที่เกิดจากการสกัดน้ำมันดิบและการกลั่นเป็นน้ำมันเบนซิน ( Tp ) การแปลงเป็นไฟฟ้า ( _{Tg )}และโครงข่ายส่งไฟฟ้า ( Tt ₎โดยสรุปแล้ว ปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่มีประโยชน์ทั้งหมดที่สามารถสกัดได้จากน้ำมันเบนซินมีเพียง 36.5% ของพลังงานที่เก็บไว้ตามทฤษฎีทั้งหมด^{[ 91 ]}เมื่อแทนค่าตัวเลขลงในสมการแรก

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

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

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

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เมื่อและมีค่าเท่ากับ 1 เช่นเดียวกับรถยนต์ไฟฟ้าล้วน ${\displaystyle AF}$${\displaystyle DPF}$${\displaystyle PEF=82049{\frac {Wh}{gal}}}$

ตัวอย่าง

ในตัวอย่างที่กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ระบุไว้ในกฎขั้นสุดท้าย รถยนต์ไฟฟ้าที่มีการใช้พลังงาน 265 วัตต์ชั่วโมงต่อไมล์ในการขับขี่ในเมือง และ 220 วัตต์ชั่วโมงต่อไมล์ในการขับขี่บนทางหลวง ส่งผลให้ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเทียบเท่าปิโตรเลียมได้ 335.24 ไมล์ต่อแกลลอน โดยอิงจากปัจจัยตารางการขับขี่ที่ 55 เปอร์เซ็นต์ในเมือง และ 45 เปอร์เซ็นต์บนทางหลวง และใช้ปัจจัยเทียบเท่าปิโตรเลียมที่ 82,049 วัตต์ชั่วโมงต่อแกลลอน^{[ 14 ]}

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

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

ในปี 2552 สติกเกอร์ Monroney สำหรับ Mini E ระบุว่าการใช้พลังงานจากผนังถึงล้ออยู่ที่ 33 / 36 kWh/100 ไมล์ (102.1 / 93.6 mpg‑e) สำหรับรอบการขับขี่ในเมืองและบนทางหลวงตามลำดับ^{[ 91 ]}อัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเทียบเท่าปิโตรเลียมอยู่ที่ 239 MPG _PEโดยสมมติว่ามีการแบ่งการขับขี่ในเมือง/บนทางหลวงเป็น 55%/45%

เพื่อเป็นการเปรียบเทียบChevrolet Bolt EV ปี 2017 มีอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง (จากผนังถึงล้อ) ที่ระบุไว้บนสติกเกอร์ Monroney ว่า 128 / 110 mpg‑e (263 / 306 Wh/mi) สำหรับรอบการขับขี่ในเมือง/บนทางหลวง ตามลำดับ^{[ 64 ]}อัตราการประหยัดเชื้อเพลิงเทียบเท่าปิโตรเลียมสำหรับ Bolt โดยใช้กฎ DoE เพื่อพิจารณาการสูญเสียพลังงานจากบ่อถึงผนัง คือ 284 MPG _PEซึ่งคำนวณโดยใช้การแบ่งการขับขี่ในเมือง/บนทางหลวง 55%/45% เช่นเดียวกัน

• ระบบขับเคลื่อนทางเลือก
• อัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเฉลี่ยขององค์กร (CAFE)
• ประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน
• ความหนาแน่นของพลังงาน
• ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงในการขนส่ง
• ปริมาณเทียบเท่าแกลลอนน้ำมันเบนซิน (GGE)
• รายชื่อหน่วยวัดที่ไม่ธรรมดา

• คู่มือการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์รุ่นปี 2014 จัดทำโดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาและกระทรวงพลังงานแห่งสหรัฐอเมริกา เมษายน 2557