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【中部產業月報】軟硬整合打造智慧交通動脈 活化城市機能迎來龐大商機

電動車發展加速 多元充電機制滿足不同市場

目前已有歐洲電動公車業者採用集電弓模式為旗下車輛充電。西門子提供

在全球一片減碳浪潮中,訴求環保的電動車,被視為汽車產業的未來趨勢,除了在2020年成為股王的Tesla與近期牽動全球產業眼光的Apple Car之外,傳統車廠的動作也開始加速,不過西門子(Siemens)智慧基礎建設產品與系統業務處技術應用工程師錢昱達指出,車輛研發僅是電動車普及的因素之一,另一關鍵要素—充電技術,近幾年也出現各種創意與應用兼具的設計,這些設計分別針對不同車種的運行機制,提供便利且快速的充電服務。

錢昱達表示,在目前電動車的充電技術發展中,Tesla無疑是技術標竿。為了提供旗下龐大電動車服務,該公司已建立起完善充電機制。Tesla的充電方式分為超級充電站、目的地充電站、通用移動式充電站與家用充電站等四種。這四種充電服務中,超級充電站僅需20分鐘就可以充滿一部Tesla的一半電能,是效率最高的充電站,目前全球已有2,000個以上此類型的充電站與2萬個充電座。

目的地充電站是為了服務較長旅程的電動車而設計,車主在過夜或較長休息時間進行充電,這種方式的充電速度是一小時增加30~50公里的續航力;通用移動式充電站為應急之用,其充電設備在購車時會一併附上,車主可利用工業或家用插座充電;家用充電站則適用於家中有私人停車場的車主,車主可向Tesla提出申請,通過場勘後,該公司會指派原廠認證充電廠商到府安裝,這類型充電器的充電速度與目的地充電站相同。

在這四種充電方式中,錢昱達認為家用充電的成本效益最佳,如果車主可與台電重新議定電費契約,並讓電動車在離峰時間充電,則電費最多可降到正常費率水準的4分之1,每1元電費可行駛0.64公里的效益已與95汽油相去不遠,再將無機油與低剎車皮耗損等優勢納入後,持車成本更將低於燃油車。

龐大車輛數,雖然讓Tesla成為電動車與充電技術的標竿,但在市場發展潛力深厚的態勢下,多家車廠與新創業者也紛紛著手研發各類型充電機制,而且部分研發成果已然落地實用。就目前發展來看,固定式充電樁雖仍佔大宗,但不見得適用於公車、計程車⋯⋯等商用車輛,因此有業者研發出集電弓與無線兩種充電方式。

集電弓系統的創意源自於鐵路系統,現行的電氣化鐵路車輛是透過集電弓從鐵道上方的電纜取得電力,這套運作機制改良後,被移植到電動公車上,其作法是在路上的公車站中設置可伸縮的集電弓,利用公車停站上下乘客的空檔進行充電,這種做法雖然充電時間短,但如果在公車站密集的城市中,仍能取得一定程度的電量,而隨時保持充裕電能的公車,也可提升管理端的車輛調度彈性。這種集電弓充電功率有300kW、400kW與600kW,在歐洲公車業者主要採用600kW。

至於電動計程車所用的充電機制,則是由汽車大廠Jaguar Land Rover與無線充電廠商Momentum Dynamics合作開發的車用無線充電技術。這種充電機制是將充電器埋設於計程車排班處之類的特定區域地底,司機在排班時,無須下車就可充電,雖是無線方式,不過其充電功率仍有50~75kW,以目前電動車40~95kW的容量計算,30分鐘即可充電80%。

除了上述兩種商用電動車充電技術外,也有業者針對一般消費性電動車,開發出簡易可用的充電方式,福斯汽車(Volkswagen)提出的充電機器人概念就是其一。充電機器人是先在停車場一角設置機器人專用的充電站,機器人平時在站內蓄電,車主有充電需求時,再透過停車場的平台讓機器人移動至車旁充電,對停車場而言,這種方式的最大優勢是可降低充電基礎建設成本,並讓場內的空間應用更有彈性,不過機器人的眼手配合與車輛充電埠規格紛雜仍是目前待解的問題。

觀察各大廠商的投入狀況,電動車已成市場既定趨勢,因此機礎建設的需求非常明確。與可快速補滿充足油料的燃油車相較,電動車的蓄電時間偏長,因此其技術發展方向,除了強化充電效能外,透過不同創意發想,提升充電的便利性也成為業界目標之一,台灣在投入電動車車輛的同時,業者也可嘗試研發新型態的充電技術,進軍此一藍海市場。

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