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20171031-SMG0035-快訊小紅條兒

沒噪音又不會產生廢氣,為何台灣人不愛開電動車?專家道出電動車發展3大困境

2019-03-04 16:15

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特斯拉(Tesla)在過去二年多來在國內車界刮起一陣旋風,我們這幾篇文章在談電動車白話文運動,也反覆用特斯拉做為案例,為什麼呢?我們在意的可不只是周末的車聚,我們更關注的,是其背後所代表的一場交通工具的革命,一個從傳統內燃機轉換成電動馬達的革命。

革命就代表改變,而改變代表著商機

其實早在18世紀,第一台用直流電機驅動的電動車就已經製造出來,並且橫行了半個世紀後,才因當時電池技術的瓶頸,以及競爭對手內燃機引擎效能的提升而逐漸敗陣,換來近一個世紀的沉寂。

20世紀末,日本索尼(Sony)發表了第一款商品化的可充電鋰離子電池後,商用鋰電池技術浮上檯面並經過不斷地改良,終於在2009年特斯拉發表了全世界第一款量產純電動車,並且引發後續一連串電動車的狂潮,迫使傳統汽車大廠如奧迪(Audi)、賓士(Mercedes-Benz)等轉向投入電動車產業。

要不是因為電池技術的瓶頸,人類開一台沒效率的汽油車一百年還真是沒有道理。電動車捨棄內燃機引擎、變速箱改由馬達直接驅動,而馬達體積小可以放置在車輪附近,並透過電流輸出調整相對應的功率,因此在能量上面的傳輸更為簡潔,整體能量轉換率可以高達80%,而同期汽油車的轉換率大概是20%,根本就只能在旁邊玩沙。

綠學院很愛談熱力學第一定律—能量守恆,電動車當然也遵守這個物理學定律。上述80%的能量被用來移動(動能),沒有太多額外的能量被用在他處,自然少了汽油車會有的震動(震動能)、少了噪音(震動能)、少了廢熱(熱能),也少了廢氣(化學能)。環工人把車子形容成「移動式污染源」,那是汽油車才有的毛病,只要開電動車,那個詞根本就用不上了。

而且你看,相比起汽油車,電動車少了用來調整轉速與扭矩的變速箱、少了連結前後置引擎所需要的複雜機械結構等,因此零件數得以大幅減少,不用花時間做什麼5,000公里汽車保養與維修,這省的都是白花花的銀子。

如果你是懂得駕馭汽車樂趣的人,你開過電動車就會發現,電動車加速時反應線性,不會有傳統汽油車的頓挫感。此外,受益於主要電池模組都被置放在底盤處,整體車輛重心較低(鋰電池重約400-600公斤),因此在高速巡航上車身穩定性也大大地提升。前後均勻的電池布局,也讓電動車的動態反應不會拖泥帶水,先天在操控性上的優勢也是汽油車所不能比的。

(圖/綠學院提供)
汽油車與電動車驅動系統的比較(圖/綠學院提供)資料來源:電動車成本結構分析及對傳統汽車產業之影響/吳念祺、陳彥豪

臺灣電動車發展的三大困境

電動車明明完勝汽油車,而且我國政府也有訂出電動車的目標:2030年新購公務車全面電動化、2040年新售汽車全面電動化,但是只要是綠色產業內的人都知道,這其中有三大困境,導致臺灣電動車還是發展不起來:

充電樁規格混亂
充電車位與一般車位劃分不清
充電樁安裝困難重重​

要讓電動車普及,充電樁絕對是最關鍵的要角,沒有之一。然而電動車是個新興產業,新興產業的特色就是人人都想趁機建立新的遊戲規則,後果就是遊戲規則亂成一團,誰都普及不起來。最明顯的例子就是充電連接器的規格,光是充電連接器就有數種版本包含:美國SAE的J1772(CCS1/Type1)、國際電工協會的IEC 62196(CCS2/Type2)、日本的CHAdeMO、中國大陸的GB/T以及Tesla推行的SC。

目前台灣比較常見的是J1772以及SC,主要是因現行國內九成掛牌的電動車以特斯拉為主,雖然目前透過轉接器連結J1772使用沒有太大問題,但未來車款種類攀升,政府作為基礎建設的提供者,明確訂出國內推行的充電連接器的種類有其必要,才能讓車商或是系統商做產品規劃時能有所依循。

(圖/綠學院提供)
主流充電連接器種類(圖/綠學院提供)   資料來源:路透社

規格的困境還不只是充電連接器,充電分級也需要標準化,因為這牽涉到消費者的恐懼心理。《Tesla車主第一手報導!特斯拉道路實測一年報告大公開》文章中談到,消費者擔心的三大原因之一就是充電問題。我們之前提到專用充電與特用充電,專用充電一般使用220V電源,其電流在32~72A不等,每小時充電量為7.0~15.8度電;特用充電使用380V以上的電壓進行充電,充電功率視電池狀況最高可以達每小時100度電甚至更高,這兩種充電速度相差可到14倍,對應的等待時間和續航里程有很大的區別,但消費者無法從設備外觀上了解真正的供電電流有多大,因此我們建議政府應該要明確地區分充電樁的等級

(圖/綠學院提供)
專用充電,台達電220V/32A充電車位(圖/綠學院提供)資料來源:顏文群

 

(圖/綠學院提供)
特用充電,特斯拉超級充電站(圖/綠學院提供)資料來源:顏文群

充電分級之所以重要,是因為它會影響停車位的翻桌率。在電動車的世界,充電停車跟一般停車不應混為一談,應結合適當的充電分級來界定。我們建議可以將充電分成紅燈、黃燈、綠燈,並分別對應100KW、10KW與1KW充電,便可以定義出可接受的滯留時間比如0.5小時、5小時以及24小時(分別對應補充里程為300公里、300公里與100公里),超出的時間建議額外收取滯留費,藉此提升充電樁的翻桌率。如果電動車充電車位被汽油車佔據,也可以收取懲罰性的滯留費,把機會成本轉出去,用市場機制解決問題。

將充電車位同時結合充電與停車兩種概念,政府可主動公布公營充電停車的收費標準,如紅燈停車位為停車費+300元/小時(每度電以3元計)、黃燈停車位為停車費+30元/小時、綠燈停車位則視同一般車位收取等等。

此外,由於充電停車位無法像加油站如此顯眼,再加上其高度分散的特性,要能讓使用者掌握分散的充電車位位置,充電車位資料勢必要上傳到雲端APP供使用者查詢、做旅程規規劃。因此政府也要同步建置軟體的基礎建設,包括指標的導引、雲端資料庫的建立、APP的設計等。

解決完規格和車位混亂的困境之後,下一篇,我們來談牽涉工程更大、更棘手的充電樁安裝困境。

作者介紹|顏文群

從小夢想要擁有一台大排氣量、開起來轟隆轟隆的車子。為了完成夢想,每天努力餵飽小豬。長大後,好不容易小豬也吃飽了,才赫然發現,搞什麼啊現在汽油車變成了電動車,開起來都沒聲音也沒排氣量!為了親手終結自己從小的夢想,善用自己在電池材料的專業,努力提升鋰電池效率,現擔任台灣碩禾電材總經理特助,也是綠學院的綠色帶路人。

本文經授權轉自綠學院(原標題:Tesla電動車大降價車主被當盤子,都這麼便宜了為什麼我們還是預言台灣發展不起來?)

責任編輯/林安儒

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