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电动车普及的突破与瓶颈
市场起飞的关键

【作者: 廖家宜】2017年09月07日 星期四

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电动车以电能取代燃油驱动,能达到零排放、零污染,我们时常将电动车与环境保护画上等号,但除此之外,行人也是受惠者之一。举例来说,夏季艳阳高照,拥挤的都市高楼林立、车水马龙,一波波热浪迎面袭来,除了艳阳高温,这些热气可能来自冷气机或是燃油引擎的排放,当被这样的环境包围,想必多半令人感到窒息。


不过,随着电动车上路,逐渐可以发现,电动车的电动马达并不像内燃机引擎有明显的运转声浪,在行驶过程中,几??没有任何声音,这大大降低了传统燃油车对环境所产生的噪音,且因不会排放废气与热气,更能减少路面热浪。


发展电动车大势所趋


图一 : 电动车整车成本中,往往电池比重最大,若欲降低电动车价格,得先从电池成本下手。(Source:GM-Volt.com)
图一 : 电动车整车成本中,往往电池比重最大,若欲降低电动车价格,得先从电池成本下手。(Source:GM-Volt.com)

为追求一个舒适零污染的环境,发展电动车势在必行。虽然电动车技术已具有一定水准,但目前市场仍处於一个萌芽期,有部分国家相继颁布禁售燃油车政策,无疑是推动市场的庞大助力,但政府如何在背後持续扮演协助角色,是电动车产业发展中占据极为重要的部分。此外,当前电动车价格与基础建设因还未能达到消费者期??值,间接影响购买意愿,也让市场难以如期??推动。不过,当这些问题有了解决之道,相信全电动车时代也必定不远。


价格甜蜜点

首先面对的是价格问题,这是最直接影响消费者是否买单的关键因素。电动车至今仍然无法快速起飞,普遍被认为是因其售价太高,即便主打「平价」市场的特斯拉Model 3,要价仍然突破百万台币,更何况那些超跑厂牌所推出的电动超跑。


造成电动车价格昂贵的主因来自於其能量来源电池,依据各种类型的能源车,电池占据整车成本的比例大约20%不等,若是纯电动车,甚至可达50%。台达电能源基础解决方案事业群总经理张育铭指出,现阶段的电池市场分别由韩国三星、LG,以及日本Panasonic三分天下,但随着中国比亚迪急起直追,以及德国戴姆勒与特斯拉相继建造大型电池工厂等越来越多厂商投入,张育铭认为,未来汽车制造商将会是生产电池的主力,市场一向物以稀为贵,但当未来投入越多,量产也越多时,电池价格就会大幅下降。


J.P. Morgan进一步从单电池芯成本分析,目前的价格约为每度电231美元,而该价格亦将逐年递减,预计2022年将低於100美元,来到96美元。众多报告分析,一旦该成本低於100美元,将使电动车成本平均价格大幅下降,预估在2022年至2024年,电动车整体价格就会比燃油车更便宜。


不只电动车价格有所变化,燃油车也是如此。张育铭也指出,未来许多国家政策开始对排放废气实施严格要求,这也将导致燃油引擎驱动系统成本攀升而间接增加燃油车成本。当燃油车成本攀升而电动车成本逐年下降的同时,消费者还怕会买到一辆昂贵的电动车吗?


无??的充电环境

为了提高大众对电动车的接受度,积极布建相关基础充电设施是当务之急,毕竟,谁都不希??买了一辆电动车,却陷入无处可充电的的困境,这对消费者来说,恐怕也是个棘手的问题。



图二 : 台达电能源基础解决方案事业群总经理张育铭认为,现阶段市场上的电动车续航力大多符合一般使用需求,加上充电站持续布建与快充技术的发展,未来驾驶可不用再为充电苦恼。(摄影/廖家宜)
图二 : 台达电能源基础解决方案事业群总经理张育铭认为,现阶段市场上的电动车续航力大多符合一般使用需求,加上充电站持续布建与快充技术的发展,未来驾驶可不用再为充电苦恼。(摄影/廖家宜)

以特斯拉举例,购车虽附赠家用式充电座,理应可让用户在家用停车场为电动车充饱电,但在台湾,却受限法规。张育铭指出,目前电动车主普遍会受到大楼管委会的限制,在安装前必须经过其审核,但多数情况却是不易的。地下停车场一旦无法安装充电座,车主只能仰赖公有充电站,大大影响用车便利性,恐怕在买辆电动车之前,你可能还得先买楝房子呢!


但同样的情形在中国,则是另一番情景,张育铭举例,若当地住户要求安装家用充电座,管委会无权阻拦,即便整楝大楼只有一个住户要安装也得全力配合。相较之下,台湾的充电环境仍有改善空间,「而政府应当想好配套措施做适度的开放。」张育铭说。


不过,随着电动车技术不断精进,目前市面上大多数电动车的续航力都在理想状态内,例如全台密集度最高的特斯拉,旗下Model S车款若选择搭载最低的75kwh锂电池,在充饱电的状态下可开到480公里,若以一天市区通勤来回约50公里的需求来说,几??仅周间充一次电即可,甚至可十天充一次电也没有问题。张育铭观察未来电动车续航力,将介於300至400公里间,豪华车款甚至可达500公里以上,若无特殊用途,未来不用太过频繁充电也可达到一般行驶需求,电动车提升其本身的续航力也可????解车主对於充电站的依赖。


但若在长途行驶的状态下,恐怕就非常需要超级充电站的布建了。特斯拉今年将在台布建八座超级充电站,含已完成的台北站,以及早前正式启用的台南站,未来包括新竹、台中、高雄、台东、花莲等主要县市干道上,都会建立超级充电站,与一般目的及家用充电座不同,後者每小时充电效率约50至80公里,充饱电需花费六至八小时,但超级充电站每十分钟即可达到80至100公里。特斯拉方面也表示,目前台湾充电站的密集度,已算是亚洲名列前茅,对於基础设施的布建,台湾使用者可免除不少疑虑。



图三 : 位於挪威高速公路上的台达电电动车超快充电机。(Source:台达电提供)
图三 : 位於挪威高速公路上的台达电电动车超快充电机。(Source:台达电提供)

张育铭表示,电动车是台达电未来相当重视的产业之一。近期台达电便划分两个新事业群主攻电动车,从车体零件设备到外部充电站设施相关等,都是其未来积极拓展的目标之一。目前台达电与欧洲车厂的合作,已然大幅提升快速充电的可能性,仅充电17分钟就可提供高达400多公里的续航力,张育铭笑说,「只要喝杯咖啡的时间,你的电动车就可以再度上路了!」


纯电动车一枝独秀?

对於新能源车的定义,虽然多数会直接联想到如特斯拉的纯电动车,但除此之外,混合动力(Hybrid Electric Vehicle,HEV)、??电式混和动力(Plug-In Hybrid Electric Vehicle,PHEV)以及燃料电池(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)等也为目前新能源车常见的类型。差别在於,纯电动车与HEV、PHEV皆藉由充电电池组直接将电能转化为动能驱动,而目前市场上的燃料电池车则是以氢燃料为主流,其电池组则有别於一般所采用的锂电池。


市场上,普遍会将HEV与PHEV视作汰换燃油车成电动车之间过渡期的产品,对於一时之间还未能习惯没有引擎呼啸声的驾驶来说,或是在充电设施还未完全友善的环境下,也不失为另一种选择,但这也表示,新能源车市场并非只有纯电动车一种选择。


HEV的出现,将内燃引擎与电池驱动混和,虽拥有更好的燃油效率与加速表现,但其电池容量较小,无外接充电囗,而随後发展的PHEV,除了电池容量大於HEV外,亦可使用外部电源充电,相较之下,PHEV似??更接近纯电动车的模式。


目前市场上最具代表性的HEV车款当属丰田Prius,而丰田亦成为致力发展HEV最深的汽车集团。在PHEV市场则有通用汽车、比亚迪、丰田以及BMW等多厂牌竞争。不过随着未来电池价格下滑,张育铭看好未来纯电动车市场比重将会大幅提升,内部多了燃油引擎系统的PHEV价格降幅恐不如电动车,而HEV市场也可能因此受到压缩。


氢燃料车或将成劲敌?


图四 : 未来纯电动车市场比重将会大幅提升,内部多了燃油引擎系统的PHEV价格降幅恐不如电动车,而HEV市场也可能因此受到压缩。(Source:Gigaom)
图四 : 未来纯电动车市场比重将会大幅提升,内部多了燃油引擎系统的PHEV价格降幅恐不如电动车,而HEV市场也可能因此受到压缩。(Source:Gigaom)

然而,也并非所有汽车厂商都对纯电动车买单。丰田是目前全球市值最大的汽车公司,其一直致力发展HEV或PHEV,对纯电动车着墨较少,虽然该公司去年已宣布将在2019年量产纯电动车,但做为全球最大汽车制造商,脚步还是稍慢了点。不过在此之前,丰田却宁可将重心放在氢燃料电池车上。


虽然最终仍以电能驱动,但氢燃料电池在转化电能的过程中却有别於锂电池。其原理为燃料电池透过氢与氧的化学反应产生电能与水,电能转为动能驱动车辆,最终车辆只会排放纯净水,几??和电动车一样达到零污染。


但氢燃料在某些方面却更胜一筹,例如,氢燃料电池的续航里程远大於锂电池、氢燃料电池的耗电速度比锂电池慢、又或者将燃油汽车改装氢燃料电池车的过程中,对汽车基础结构的改装要求比较小等,但对於使用者而言,最有感的应该会是充电速度,若用家用充电座充电,纯电动车至少要花上数小时才能充饱电,但「充氢气」却只要短短3至5分钟,就跟上加油站加油的时间差不多。


这是不是代表氢燃料电池车可以轻松解决目前纯电动车令人苦恼的充电与续航力问题?氢燃料电池车是否又将与纯电动车在新能源车市场一拚高下?丰田做为日本汽车工业的代表,一举一动都牵动着日本汽车产业的未来,正当全球押注电动车市场的同时,丰田却把希??投注在使用氢燃料电池的MIRAI(未来)车系,有人形容,这是日本汽车工业最大的赌注。


日本政府和丰田对氢燃料电池车的期待,希??未来在2020年东京奥运期间,运用这种车做为选手往返选手村与赛场的定点接驳,日本首相安倍晋三更期盼日本能成为领先全球的「氢能社会」。在目前日本的新能源车市场里,HEV一直被视为主力,日本静冈理工科大学教授朱宁指出,日本政府一方面出自於对内燃引擎生产关联企业的保护,一方面对氢燃料电池车的「幻想」,纯电动车在日本的市占比例一直不太高,丰田至2050年的发展计划中,也是以HEV与PHEV为主,即便现在纯电动车技术比氢燃料技术纯熟,其纯电动车的发展比重仍垫底。



图五 : 氢燃料车或许在某些方面略胜一筹,但若要实际推行,门槛相当高,技术、基础建设成本等都将是一个挑战。图为位于美国加州的Shell充氢站。 (Source:Insideevs)
图五 : 氢燃料车或许在某些方面略胜一筹,但若要实际推行,门槛相当高,技术、基础建设成本等都将是一个挑战。图为位于美国加州的Shell充氢站。 (Source:Insideevs)

如果氢燃料电池车在上述众多效能表现中都比纯电动车来得好,纯电动车恐怕难敌氢燃料车的来袭,但事实是,要将氢燃料电池车普及化的代价实在是太高了。张育铭指出,最大的问题在於充氢站,完整的充氢建设包括负责产氢的工厂、负责运输氢的设备以及定点的充氢站,不管那一个部分,建构成本都相当高,一座充氢站的成本可能是传统加油站的四倍,要价数百万美元。


资料显示,目前全球运转中的充氢站只有214座,在致力发展的日本地区也只有不到100座,与纯电动车充电站布及全球超过30万座相比,氢燃料电池车的基础充电设施实在是少的可怜,再者,民众对於氢燃料电池车相对更加陌生,接受度还不大,推广更不易。至少在未来短时间内,氢燃料电池车恐怕还难以取代纯电动车。


**刊头图(Source:Sun Valley Solar Solutions)


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