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          PHEV可望取代HEV 建設充電站成當務之急

          作者: 時間:2010-04-02 來源:電子工業(yè)報 收藏

            當務之急 解決電池與充電問題

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/107596.htm

            受油價飚漲、環(huán)保意識抬頭等因素影響,雖已成為許多汽車大廠重點發(fā)展的方向,但由于不同的背景及技術專長,同樣是,在技術上卻有很多的差別,加上各國規(guī)定及補助的政策不同,也影響各車廠在推動銷售策略上的不同。

            市場先驅(qū)

            所謂的電動車(EV,Electric Vehicles ),其實還可以細分為油電混合車(,Hybrid Electric Vehicles )、插電式油電混合車(P,Plug-in Hybrid Electric Vehicle)及純電動車(BEV,Battery Electric Vehicles)等三大類。

            目前電動車市場的主流,最有代表性的車款就是豐田(TOYOTA)在1997年推出的Prius(2009年已推出第三代)。全球市占率超過8成,不但已成維電動車的代名詞,更成為其他有意跨入電動車市場的廠商眼中最大的假想敵。

            的運作原理主要是以電力驅(qū)動車輛,同時搭配汽油或柴油傳統(tǒng)引擎。在車輛處于滑行或低速狀態(tài)時(一般為40公里/小時以下),車輛完全是以電力驅(qū)動,但在加速或爬坡的行駛狀態(tài)時,車內(nèi)電腦會自動啟動傳統(tǒng)引擎,提供額外動力以維持車輛續(xù)航力。

            HEV成功的關鍵在于電池電壓下降時,車內(nèi)電腦會啟動傳統(tǒng)引擎,并且對電池進行充電。而且剎車時,馬達也會自動將摩擦的熱能轉(zhuǎn)換成電力儲存在電池中,雖然無法達到「零排放」的要求,但車主完全不需煩惱充電問題,油耗表現(xiàn)相對于傳統(tǒng)汽車又好上許多,而需要高速效能時,車主也可手動切換至傳統(tǒng)引擎,實用性完全不輸傳統(tǒng)汽車。

            HEV主要是以北美、西歐、日本三大市場為重心。主力廠商為豐田及本田(Honda),其他還有北美三大車廠、日產(chǎn)(Nissan)、法國標致(Peugeot)、中國大陸比亞迪等。

            HEV在2005年的全球銷售量僅38萬輛左右,但到了2007年已達51萬輛,市占率約1.1%。其中在美國的總銷售達35.2萬輛,占全球車輛總銷售的70%,是全球汽車銷售數(shù)量最高的國家,在其中更有高達97%是來自TOYOTA。而2008年的HEV全球銷售市場,仍以美國占62%最高,其他依次為日本18%,加拿大4%,英國4%,荷蘭2%。

            可望取代HEV

            的運作原理與HEV相同,但所配備的電池容量更大,因此光靠電池可以行駛更遠的距離,不但可以節(jié)省更多燃油,溫室氣體排放量也更低。至于電池的電力回充方式,除了以引擎進行充電之外,也可以家用的外接電源充電,已被視為取代HEV的下一代油電混合車。

            目前的續(xù)航力約在20至60英里(32.2至96.6公里),乘載的馬達約為50至80千瓦,使用的電池容量則視車輛續(xù)航力而定,約為6至20千瓦小時不等。

            根據(jù)通用汽車公布的資料,旗下PHEV車款中的Chevy Volt,每公升汽油可行駛約21公里,與2007年美國轎車平均值相比,每公升汽油可行駛的距離,足足增加了64%(依照CAFE計算的平均值為每公升12.8公里)。

            以一年行駛兩萬公里,每公升汽油新臺幣30元計算,每年僅油費就可節(jié)省將近新臺幣2萬元,該引擎除可使用汽油外,還可使用85燃油與生物燃料,預計于2010年量產(chǎn)上市。

            但也因為PHEV對電池的效能要求,遠比HEV來得高,即使是在TOYOTA Prius上有過杰出表現(xiàn)的鎳氫電池,由于存在記憶效應而導致使用壽命短,以及制造成本居高不下等問題,目前也已有逐漸被取代的趨勢,其中,又以磷酸鋰電池是最被看好的產(chǎn)品。

            中央大學化學工程與材料工程系費定國指出,目前適用于發(fā)展電動車的鋰電池陰極材料主要有3種:錳酸鋰(LiMn2O4),鎳鈷錳酸鋰(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2),與磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)。其中以磷酸亞鐵鋰屬綠色能源材料,最具應用潛力,因它具有放電功率大、循環(huán)壽命長、使用安全佳、充電時間短、原料成本低等優(yōu)點,非常符合車用電池的要求。

            但他也指出,磷酸亞鐵鋰的電子導電度差、粉體振實密度低、鋰離子擴散慢與量產(chǎn)批次再現(xiàn)性低等問題,造成量產(chǎn)困難,也讓成本居高不下,導致應用在電動車上會造成銷售上的困難。

            ▲ 油電混合車主要以北美、西歐、日本三大市場為重心。目前,主力廠商為豐田、本田、日產(chǎn)、標致、比亞迪等。

            BEV歐洲市場發(fā)展機會大

            BEV的起步最晚,而且與一樣要面對鋰電池成本過高的問題。且由于北美市場已經(jīng)HEV是的天下,未來也可能是由PHEV接手,因此BEV未來的發(fā)展重點,應該會是以中國大陸、印度或歐洲市場為主。

            工研院IEK的研究報告也指出,相對于美國,歐洲人對于可達到「零排放」要求的BEV接受度較高,許多車廠在歐洲地區(qū)推電動車時,通常也直接以BEV為主力行銷車系。

            根據(jù)Frost & Sullivan的統(tǒng)計,2008年歐洲純電動車銷售量總數(shù)為2,565輛,僅占整體汽車銷售量非常小的比例。主因在于許多大廠都是在2009年才推出BEV,如雷諾日產(chǎn)(Renault-Nissan)在2009年8月才發(fā)布純電動車Leaf,售價1.5萬美元(約新臺幣50萬元),預計2010年下半年會在美、日、歐上市。同樣是在2009年6月才推出電動迷你車I MiEV的三菱汽車,售價4.7萬美元(約新臺幣156萬元),最快也是在2010年才會量產(chǎn)。

            因此,目前主導BEV歐洲市場的車廠多半以小廠為主,如印度制造商,年銷售量大約1,400輛;挪威公司則銷售了約500輛??赡芤劝ǜK?VW)、BMW等大廠也投入的量產(chǎn)陣容,歐洲市場才會有比較明顯的變化。

            不過,由于歐洲各國不但在降低環(huán)境污染的要求遠較其他地區(qū)高,在交通政策上面,也對電動車較友善。英國自2003年開征的交通擁擠稅(Congestion Tax ),電動車不但免繳,且也不用繳路邊停車費,可望增加消費者購車意愿,讓英國成為目前歐洲最大的電動車市場,約占總銷售量的87%。

            Frost & Sullivan預估,歐洲市場年銷售量到2015年時可望成長至27萬輛。其中,Renault-Nissan預估銷售數(shù)量達8萬輛,其他依序為法國汽車制造商寶獅雪鐵龍集團(PSA)的1萬9,000輛、VW的1萬2,000輛等,主力銷售區(qū)域則是以斯堪地那維亞半島、英國、西班牙、意大利,以及法國為主。

            ▲ 不管是PHEV或BEV,都面臨充電站等充電基礎設施建設不足問題,各國政府及相關企業(yè)都正努力克服。

            充電站建設 需加快腳步

            不管是PHEV或BEV,其實還面臨充電站等充電基礎設施建設不足的問題,目前各國政府及相關企業(yè),都正在努力克服相關問題。如美國 Better Place與以色列、丹麥及日本等國政府合作,正在積極準備建設電動汽車用充電基礎設施。在以色列就預定建設50萬座充電站,日產(chǎn)、三菱等汽車廠商也與地方政府合作,一起著手準備建設充電基礎設施。

            日產(chǎn)汽車常務董事篠原稔指出,根據(jù)各國車主的日平均行駛距離調(diào)查結果顯示,幾乎全部不超過200公里。即使是平均行駛距離較遠的美國和中國大陸,80%的車主也不超過100公里。而且許多車主的充電地點為家庭或辦公室,這些地方都可才用時間較長的普通充電方式,因此設立充電站的目標,必須能滿足車主在短時間內(nèi)快速充電的要求。

            除了增加充電站外,充電時間和充電方式也都備受關注,如能否運用IT技術,在車載導航儀上顯示可行駛距離、附近的充電站位置,以及塞車情況等資訊,可讓車主更能放心駕駛電動車,而舍棄傳統(tǒng)使用電纜充電的非接觸充電系統(tǒng),也備受期待。

            非接觸充電系統(tǒng)技術一旦成熟,未來的電動車可以在通過收費站、護欄或其他交通設施時,就會視需要自動充電,相信更有助于電動車的推廣,雖然非接觸充電系統(tǒng)技術目前尚未成熟,但只要電動車數(shù)量持續(xù)成長,類似需求必然涌現(xiàn),可望加速技術研發(fā)的腳步。

            嚴格說起來,HEV因為仍相當依賴汽柴油引擎來驅(qū)動車輛,電池只是扮演輔助角色,因此各國如果持續(xù)調(diào)高二氧化碳排放標準,未來的發(fā)展勢必會遭遇瓶頸。日產(chǎn)汽車常務董事篠原稔就指出,僅僅改進汽油引擎或靠混合動力,很難實現(xiàn)二氧化碳長期減排的目標,電動車已是無法回避的解決方案。

            但不管是PHEV或BEV,最主要面對的問題,就是電池及充電的問題。但博世(Bosch)專務董事押澤秀和指出,目前多數(shù)用戶希望一次充電行駛距離能夠達到200公里以上,只要這一目標能在2020年之前得以實現(xiàn),電動車市場「也許就能開花結果」。



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