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庞大商机触动设计巧思 电动车充电环境渐趋完整
 

【作者: 王明德】2020年12月30日 星期三

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电动车市场前景看好,各大汽车与科技大厂的布局动作也开始加速,在充电站领域,更已出现多种俱实用性的创意想法。


电动车被视为汽车产业的未来,各国政府与车厂都将之视为重点发展目标,根据Cairn Energy Research Advisors报告预测,预计2021年全球电动车销售量将跃升36%,并首次突破300万辆的大关。不过,电动车如果要如官方与产业预期,要在2030年取代燃油车,西门子智慧基础建设产品与系统业务处技术应用工程师钱昱达指出,除了车辆本身技术的进化外,充电技术也是关键。


Tesla建构完善充电体系

就全球电动车的充电技术现况来看,由於Tesla仍是最大的电动车业者,因此充电建设也最普及,目前该公司的充电方式有四种,包括超级充电站(Super Charger)、目的地充电站、通用移动式充电与家用充电等四种。超级充电站的效率最高,仅需20分钟就能充满一半的电能,40分钟可冲到80%,Tesla目前已在全球设置超过2千个超级充电站与2万个以上超级充电座。



图1 : 西门子智慧基础建设产品与系统业务处技术应用工程师钱昱达指出,除了车辆本身技术的进化外,充电技术也是电动车的普及关键。(摄影/王明德)
图1 : 西门子智慧基础建设产品与系统业务处技术应用工程师钱昱达指出,除了车辆本身技术的进化外,充电技术也是电动车的普及关键。(摄影/王明德)

超级充电站通常是旅程前特地前往充电,目的地充电站则是在工作或旅程中途,过夜或停留时间稍长时顺道充电,这类型充电桩的电流为40A、电压为240V,每充一小时,续航里程可增加50~100公里。移动式充电为Tesla购车时所配备的设备,让车主利用工业或家用??座充电,其充电速度较慢,主要为应急之用。至於家用充电是在家中有停车场者所设置,这类充电桩与目的地充电桩一样,都使用高功率壁挂式充电器(High Power Wall Connector),其充电效率相同。


对车主而言,钱昱达认为上述四种充电方式中,家用充电的成本最隹,尤其是Tesla未来打算收取超级充电站的超时收费後,在家充电更是好选择。他建议家中有充电站的车主,可与台电重谈电量契约,并在离峰时间进行充电,如此可让电动车的电费低至原有的1/4,1kW仅需新台币0.64元,若以行驶里程数计算,已与95汽油相当,再加上无机油与少刹车皮的损耗,持车成本可大幅降低。


三大未来电动车充电趋势

Tesla固然是现在电动车领域的领头羊,但在市场前景看好之下,各大汽车与科技大厂的布局动作也开始加速,在充电站领域,更已出现多种具实用性的创意想法。钱昱达表示,除了既有得固定充电桩之外,目前充电站的开发趋势还有无线、隐藏与充电机器人等三种。


无线充电目前多应用於消费性电子产品,在电动车领域一般被认为充电速度较慢,因此投入者较少,不过近期由汽车大厂JAGUAR LAND ROVER与无线充电厂商Momentum Dynamics携手开发的车用无线充电技术,功率可达50~75kW,已接近直流充电。此一方式可解决电动计程车的充电问题,驾驶无须下车就可在排班时,将车停在有充电器的停车位充电,以目前电动车电池40~95kW的容量估算,大约30分钟即可充电80%,Momentum Dynamics执行长Andy Daga认为,如果是采换班作业,此一运作方式可以让计程车持续运作24小时,让电动车的应用更多元。


第二种充电趋势是隐藏式充电桩,此一设计是由英国新创公司Trojan Energy提出,构想是在街道上设置弹出式充电桩,车主将车开到定点後,地面会弹出充电桩,设计用意是希??让街道平整美观。此类型充电系统的供电来源可一次供应18组充电桩同时使用,每一充电桩的充电效率最高可达22kW。


第三种充电方式是由福斯汽车提出的充电机器人,目前仍停留在概念阶段。此一构想的运作方式,是在停车场设置充电站与充电机器人,机器人一般时刻停留在充电站中蓄电,车主如有需求时,再透过停车场软体平台呼叫机器人前来车旁充电。相较於现行作法,充电机器人不必在停车场中设置专用的电动车停车位,仅需辟一充电站,就可供全面性的充电服务,藉此降低车电基础建设成本,并让停车空间的应用更具弹性。此技术虽有成本与弹性优势,不过钱昱达指出,机器人的定位与眼手协调问题,仍是待解难题。


电动公车发展潜力雄厚


图2 : 现在欧美国家已有公车业者利用集电弓方式,在停靠站为公车充电。(source:西门子)
图2 : 现在欧美国家已有公车业者利用集电弓方式,在停靠站为公车充电。(source:西门子)

上述三种充电方式都未商品化,因此电动车的自用车充电方式仍以现行充电桩方式为主,至於商用车则有车厂采用类似铁路系统的集电弓方式,集电弓充电功率可分为300 kW、400 kW、600kW,欧美厂商多采用300W,目前已有公车业者在总站停车场与公车停靠站,以此方式为旗下公车充电。


与一般自用车相比,电动公车的需求明确,且有政府补助,因此成为电动车厂商近年来的重点市场,台湾多数县市就已开始推动电动公车。目前台湾电动公车的充电方式多在夜间充电,以避开电费高峰期,不过如果所有公车都集中在夜间充电,仍有可能超过契约电量,相较之下,集电弓在公车停靠站的短暂充电方式,则可平摊电量,对公车业者而言会是较隹选择。


西门子在2010年就曾推出电动车充电解决方案,不过当时市场规模有限,因此计画暂缓,一直到2015年市场成熟,才推出第二代产品,并於近期推出第三代。西门子的第三代产品强化了子机效能,一座主机可连结4座子机,在管理子机的同时,主机也会撷取、汇整子机的数据,再透过长距离无线通讯方式,将数据传至云端平台,此外,子机也多了RFID设计,可以识别车辆身分,兼做停车管理用途。


西门子的充电解决方案,目前已广泛应用於欧美地区,钱昱达表示,欧洲国家由於有减碳压力,电动公车的发展较快,前文提到的公车集电弓充电方式,就有多起成功案例。至於台湾,这几年中央与地方政府已全力推动,产业也全力配合,市场已出现荣景,西门子在台湾会以造价较低的AC充电产品为主,未来将视台湾车商需求,提供市场完整的解决方案。


**刊头图(source:西门子)


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