電池技術、充電保護機制為電動車發展關鍵
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EV電動車的組成架構，分別由驅動馬達、動力控制模組、電池模組三大關鍵組構，其中電池與電池控制系統涉及用車安全性與汽車廢棄後的環保回收議題，同時電池管理系統也將直接影響EV車的動力表現、使用便利性與EV車電池壽命表現，是影響電動車整體表現最關鍵的部分…
電力驅動馬達、動力控制模組、電池模組一直是發展電動車產業關鍵的三大技術，尤其是在EV(Electric Vehicle)純電力驅動車種方面，電池模組相關技術也直接左右EV車的巡航範圍，尤其是當EV為了迎合市場延續傳統石化燃料汽車的使用體驗，不僅在單次充飽電的巡航範圍、或是每次快速充電後的增程範圍，都會被未來車主拿放大鏡仔細檢視、比較。
鋰電池能量密度高、活性強 高性能EV車種選用
而當EV要達到擴增續航範圍、加速單次充電效能，電池選材勢必需要選擇化學活性較強的鋰電池材料；而為了增加巡航距離，電池的容量勢必也需要大量擴充。整部EV車等於需要裝載幾乎與車身同重的電池模組數量，對於高容量、高活性的電池模組來說，若沒有搭配電池管理模組BMS(battery management system)，勢必在安全性、穩定性都會受到影響。而電池本身在防穿刺、破損或是電子電路故障對應處理與保護設計，都需要一併考量，才能使未來車主更有信心接納新穎無汙染的EV車款。
若要談電池設計安全，不得不提EV業界近來頗熱門的電池安全問題，就是2013年下半年Tesla Model S EV車款發生三起火燒車事件，以及2014年初在加拿大多倫多又出現一起Model S停放車庫發生火災。雖然最近一次Model S在車庫的火災經認定僅是車庫充電設備起火、並未波及Model S車輛，但頻繁的EV火燒車或周邊火災，的確也讓不少期待換用EV的車主望之卻步。
在EV車的安全性方面，基本上EV車款相較使用石化燃料車種還是相對安全許多。Tesla EV車款在發生多起火燒車或車庫火警後，Tesla對外宣稱，汽油車款碰撞失火是Tesla EV車款的5~10倍；Tesla表示，Model S失火事件從未造成任何傷亡！並強調Model S擁有全球最優秀的安全紀錄。
2013 Tesla火燒車事件 讓車廠更重視電池模組設計安全
觀察Tesla Model S EV車款起火事件會發現，車輛自體起火的原因在於電池組燃燒，主要是因為車輛在公路上高速碰撞到金屬物體，金屬物對設置底盤電池產生高達25頓的衝擊，進而在厚度達1/4吋的電池組隔間保護金屬板造成3吋大的破洞，導致了火燒車的結果。
觀察Tesla Model S車型性能規格，車主可以配置40~85kWh電池容量，該車型的極速可達177~210km/h，0~100km/h加速表現可在4.4秒內完成，這也代表著配製的高容量電池安全性要求也相對提高許多。Tesla Model S車型的另一項優點，是把電池平均配重平鋪設置於車底盤位置，使車室空間更寬敞、車輛重心穩定，這也是為何Tesla Model S車型在高速表現可以平穩舒適的關鍵。
但觀察2013年較嚴重的Tesla Model S車型火燒車事件，即是車輛被路上的拖車勾撞擊導致底盤電池出現3吋破洞，導致鋰電池內部短路起火造成火燒車。因此，為了配置更優異的車輛重心而設置於底盤的電池模組，除必須加固電池保護隔板，電池本身也必須透過主？被動安全保護機制，積極監控電池使用安全狀態，避免火燒車憾事再次發生。
電池室隔離加固改善有限 仍須搭配電池管理系統監控
除了電池模組、電池室的隔離加固設計外，一般EV車會利用蓄電池串接量增加來達到續航力增程與驅動力提升目的，這表示鋰電池數量也會增加許多，才能提升電池模組的能量輸出密度。
但採行高輸出的電池模組也表示電池管理系統需要搭配更多輔助設計措施，使用更高精度、高速回饋的電池監控管理電路，尤其高性能鋰電池在模組化串接之後，一方面電池化學活性高，另一方面是電池串接輸出大、安全疑慮更高，電池模組系統必須搭配即時監控，同步控制提升電能輸出的同時、電池模組是否還在安全範圍內運作。
EV車種除了驅動車輛前行的高能量電力系統外，其實EV車上也與一般石化燃料車種一樣，也會有內部一堆電裝配備，例如觸控面板、電子中控台、娛樂系統、導航系統等，這類小電力應用需求必須與車輛大電力驅動需求線路區隔；而車輛動力、操控與控制關鍵的電子電路，由於涉及整車行進的安全性，則必須再與非主要應用的電裝配件用電路進行再區隔，避免非主要核心設備出現電路故障，反倒造成車輛運行故障主因。
區隔電力與使用需求 增加電氣迴路設計安全性
一般不同用途的電力系統，在設計上會採用隔離線路設計，進而有效提升電力系統安全性，在EV車內電路設計中，驅動車輛的主要電力供應源，需在線路規劃與重要性較低的控制系統、娛樂系統區隔並配置獨立電路，搭配電流隔離設計相關線路，而車輛在每次啟動的快速自動檢查程序，需要針對不同電子線路快速進行安全檢核，除非是不影響用車安全的警示，否則都將把大電力的動力系統供應電源鎖死，避免強行行駛造成電力系統出現更嚴重的故障。
尤其針對EV車配載的電池模組本身，就如同石化燃料車種配置的燃料油箱一樣，具備高度不安全性，必須以更高度安全管理進行模組使用監控。以EV車種來說，雖然目前使用高性能鋰電池已成主流，但實際上不少車廠也在思考使用不同電池材料的可能性，而不同的電池芯(Cell)材料差異，也會直接改變電池模組的使用特性，安全監控的條件必須針對不同電池芯材料再進行設計優化。
EV電池使用效能 左右耐用度、性能表現
EV車要達到耐用、增加續航力、增加性能等要求，如何發揮電池模組性能即成為設計關鍵，先前也提及增加性能必須利用電池串接達到增加能量輸出密度，但若電池芯出現不一致，或在不同使用條件下造成電池芯殘存電力差異，在串接調配電池模組輸出上就會產生輸出動力不易掌控與影響電池壽命等問題，因為電池輸出在要求性能同時也需要注意使用壽命與安全性，若過度集中使用模組中的部分區塊電池槽，反而會導致電池模組因為部分電池槽過度使用而造成模組故障問題。
因此電池模組本身即須具備每個電池槽的過放電？過充電監測，以及過電流監測與過溫保護等監測需求。而EV為了增加續航力，電池串也會採用數量增加堆疊的方式增加電力蓄能水準，但電池串數量增加也代表著監控電池表現的相關電路也需要同步增加，必須全面監控與管理，才能使電池模組的電性表現達到最佳化。
但實際的設計條件其實相當嚴苛，因為電池串數增加表示整個輸出也會因此增大，對於監控保護電路而言，即可利用區塊電池以專屬晶片管理，而透過多管理晶片搭配光耦合隔離設計方式，避免過高電壓影響安全控制電路設計複雜度。
BMS設計複雜度高 維護車庫充電安全性更重要
對EV車電池安全應用設計來說，除了電池模組本身的BMS設計複雜度高之外，因應使用需求會產生的居家搭配充電器進行車輛蓄能，或是在外部充電站進行高速DC快速充電，這些EV車使用行為也會產生對應電池安全問題。例如本文先前也提到，在知名的Tesla Model S車型停放於車庫的火災事件中，其中一個肇災問題就在於用EV充電器設備自燃導致，家用充電器本身也需針對使用安全問題進行應用功能監控與警示，而在與EV車連接進行充電時需要同時監控電池蓄能狀況是否正常，避免出現車庫自燃問題。
而在對應EV車型支援的DC高性能充電應用型態，其實DC高效能充電站在設備投入更高，設施安全性會遠高於家庭用充電設備，疑慮可以略減，但也需要對其安全設計進行完善規劃。
