快速充電技術方案 決定EV/BEV使用便利性
- 洪千惠
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在發展電動車的推廣關鍵，即在於電動車EV/BEV在使用中必經的充電過程，因為EV/BEV在車體底盤、鈑金、車架與電池模組，導致車重動輒超過1,000Kg，要驅動這麼重的車體勢必也要搭配高蓄能的電池模組，而要將這些電池充飽電一點都不容易…
EV(electric vehicle)/BEV(Battery electric vehicle)車款在市場推廣與發展上，即便已有大車廠相繼投入研發，但關鍵的應用卻沒有因為石化燃料越來越少、環保要求越來越高而爆增，反而呈現停滯不前、市場擴展速度有限的狀況！其實EV純電動車最大的發展瓶頸，即在車主必須耗時為車輛充電，若充電站設置不夠普及，車主自然會因擔憂無後繼電力支援而影響購車意願。
廣設充電站與快速充電技術支援 增加EV車市場接受度
本文不會花太多篇幅討論充電站的設置問題，畢竟充電站設置必須有政策支援搭配車廠投入，問題複雜度較高。本文將討論重心放在各車廠的快速充電技術，討論快速充電技術方案對於EV/BEV的應用價值與目前發展現況。
為了改善EV/BEV車種在充電耗時過久影響使用便利性問題，全球車廠無不投入資源開發快速充電技術方案，目前已有幾大車廠推出自家的快速充電方案，技術架構與效益略有不同。例如，目前發展EV最成熟也有量產車型、自營充電站建置的Tesla Motors，即針對旗下Tesla不同車款自主發展專屬EV車型的Tesla Supercharger快速充電技術方案；不讓Tesla Motors快速充電技術專美於前，在日系業者與歐美業者也分別推出CHAdeMO(Toyota、Nissan日系業者)快速充電技術與SAE Combo(歐美八大車廠協同開發)快速充電技術方案。
三大EV快速充電技術競逐
觀察目前市場上的Tesla Supercharger、CHAdeMO與SAE Combo EV快速充電技術方案，由於汽車產品屬於地域性產品，即便不同技術出現差異，對於選用不同車廠集團的快速充電技術方案可能無法跨車廠使用，但實際上對於市場的影響不大，但為了掌握豐沛的汽車電子市場需求，三大技術仍不斷在技術與使用量方面互相競爭，並希望搶到相關技術標準的技術主導權。
以Tesla Motors自主開發的Tesla Supercharger為例，因為Tesla Motors本身即為以純電動車EV車種開發、銷售與生態系維運為主的EV車廠，不似其他車廠的產品主力仍放在使用石化燃料的車種生產、銷售，EV車反而只是試探市場與避免與市場發展趨勢脫節的過渡產品。Tesla Supercharger快速充電技術方案目前僅支援Tesla Motors Model S系列與後期新款車種充電應用，技術方案本身的封閉性相當高，尚未有競爭車廠使用Tesla Supercharger快速充電技術。
Tesla Motors積極推廣EV市場 Tesla Supercharger免費充電助推
Tesla Motors本身專營EV車種開發、銷售，其推出的EV車數量已具一定程度規模經濟，因此使用自家Tesla Supercharger快速充電技術並無使用效益不彰問題，同時更可解決EV車一直被詬病的充電速度慢、耗時久等相關充電問題。
Tesla Supercharger快速充電技術可接駁家庭、咖啡店、購物商場的市電進行轉換，提供Tesla Supercharger快速充電技術所需的電力來源，而使用者可以在逛街或是短暫停留下利用Tesla Supercharger快速充電技術標準，以90kW功率直流電為Tesla Motors系列車種進行快速充電，一般僅需30分鐘快速充電即可為EV車蓄存達到240km範圍的巡航距離。
為了讓Tesla Motors系列EV車種更容易被市場接受，Tesla Motors針對旗下EV車款提供Tesla Supercharger快速充電站的免費使用服務，Tesla Motors系列EV車主可以在車內電子地圖找到鄰近的Tesla Supercharger快速充電站點座標，只要驅車前往就能免費享用免費充電服務。而Tesla Supercharger快速充電站本身若是設置於賣場戶外，為利用太陽能充電板搭配蓄能設備與Tesla Supercharger快速充電設備，而Tesla Supercharger快速充電站未用完的電力則會轉售給電力公司，做為維持、補貼Tesla Supercharger快速充電站的運營成本。
Tesla Motors可以說是投入快速充電技術與令其對應的充電站服務能商業運轉的EV車廠，在Tesla Motor的服務擴展計畫中，已預計在2015年以前，在全美國主要道路設置100處Tesla Supercharger快速充電站。
日系車廠主推CHAdeMO快速充電方案
以日系車廠主導的CHAdeMO快速充電方案，可以說是目前三大快速充電技術方案中發展速度較快的一個技術方案。在2010年成立的CHAdeMO協會推動下，目前CHAdeMO協會會員多以日系車廠為主，技術方案已經在Nissan Leaf、Mitsubishi MIEV等EV車款導入CHAdeMO充電技術方案。
根據CHAdeMO Association官方網站指出，截至本文出刊前，目前全球採用CHAdeMO DC快速充電技術方案的充電站已有3,643座(其中日本有1,967座、歐洲有1,072座、美國設有592座，其他區域也有12座設施)，目前CHAdeMO快速充電方案導入進度以日本最積極，其次為歐洲與美國，雖然CHAdeMO快速充電技術方案所設置的充電站點數量，仍遠不如加油站普及，但也加速針對EV蓄能應用的快速充電技術方案成熟度與設置速度，使未來EV純電力車的使用更趨便利。
歐美車廠看準SAE Combo Connector規範效益
為了改善EV車種推廣停滯問題，美國自動機工程協會(Society of Automotive Engineering；SAE)在2012年10月正式釋出電動車快速充電系統的標準規格，進而底定了歐美車廠電動車的連接與技術標準，目前已有Daimler AG、Ford、GM、Audi、BMW、Porsche及Volkswagen等國際車廠加入，將在旗下EV車種使用SAE Combo Connector充電技術方案，電動車款也將遵循SAE的充電連接器介面設計規範。
以SAE Combo Connector規範來說，其實是解決了EV車一直以來充電介面各車廠各行其事的困境，對於充電介面、連接器不統一，其實會造成EV充電站的設置困擾，徒增充電站仍需準備不同車種連接器的問題，而使用共同的連接器標準，不僅可以讓車廠或是加油站、賣場設置的充電站可以服務更多品牌車種，也能增加充電站的商業運轉效能，一方面增加使用EV車車主的充電便利性，另一方面也能為EV充電站營運商創造更大商轉產值。
SAE提出的SAE Combo Connector規範的電動車快速充電連接器、線路標準，對EV車市場來說相當重要，因為此為SAE和協會汽車製造商針對EV未來使用需求與市場技術方案規畫的共同研議成果，SAE Combo Connector規範(又稱SAE J1772)也能提供快？慢速充電通用的複合式充電連接接頭。
建構快速充電站難度高 維持運作安全為設計前提
根據SAE的技術評估，SAE號稱使用SAE Combo Connector規範的快速充電站，可以將原本需要耗時8小時完成電力蓄能的EV充電時間，大幅縮短到僅需20分鐘就能完成相同電量的蓄能處理，雖然快速充電的目標是要將EV車的充電時間縮短到如同石化燃料車的油料裝填動作般快速，但能將8小時充電耗時縮短至僅需要20分鐘，也算是跨出劃時代的改善進步。若要達到DC直流快速充電在10分鐘內完成EV車蓄能，則必須充電站與對應充電連接器能達到500V高額電壓供應以進行充電，這一方面考量連接器、充電站的安全設計，也對快速充電機制全程蓄能監控的安全性掌控，增加更多設計難度。
對於發展EV車來說，充電是EV車主必須每天遭遇的用車大事，目前主流EV快速充電規格，Tesla Motors的Tesla Supercharger技術方案顯得較為封閉，目前也未能看到其他車廠使用；剩下的日系CHAdeMO與SAE提出的SAE Combo Connector規範，分成為歐美日車商各自擁護的快速充電技術方案；至於台灣EV發展，看起來發展EV車的車廠較青睞SAE提出的SAE Combo Connector規範。
隨著EV車的充電連接器規範朝標準化與快速充電方案逐漸明朗，在政策或車廠的助推之下，積極廣設充電站之後，或許能讓更潔淨、無汙染排放的EV車種，也能快速在市場上推展。
