打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局
2020-07-11

    

眼下全球第一部「量产EV」-Mitsubishi i-Miev已在日本上市,而日产刚发表的「Leaf」纯电动车,更矢言要击败Toyota的油电混合车。俨然地,全球各大车厂已经把电动车的上市目标时程,瞄準于2010至2012年间,蓄势待发……。然而眼见为凭,当年台湾电动机车的惨痛记忆,纯电动车在眼前仍然只是一场骗局。

其实不需要等到电动车普及,在目前的Hybrid车型上就已经在进行一场「汽车零件革命」。为了降低引擎负荷,现在新车多採用「电动马达伺服方向机」而不再利用液压作为动力辅助,而大约4、5年前,Toyota SUV车型开始改配「电动马达辅助煞车总泵」替代了以往的「引擎真空助力」,这是为了确保万一车辆在off-road过程中熄火,驾驶人还能控制车辆而不致「煞车不停直直走」。

同样的,在少了引擎怠速运转、拉动「综合皮带」的条件下,停等红绿灯时如何维持车舱内的空调运作、保持宜人的温度,一人发一把扇子?那可真瞎!替代方案是改用「电动压缩机」,同样是利用电源驱动压缩机运转、压缩冷媒,除了压缩机转动的动力源不同之外,其他的原理都没变,喔!对了,R134a冷媒即将被淘汰,未来汽车空调系统内充填的将是「二氧化碳」!


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局除Prius全球热卖外,Toyota预计在2010年也将推出「FT-EV纯电动车」,空车售价15,000美元、电池与动力马达套装5,000美元,总价约折合台币65万元
价低者得、先抢先赢

现在的状况与12年前的「Hybrid革命」完全相同,当时主要汽车大厂对于Toyota砸下鉅资投产Prius的行为嗤之以鼻,但今天证明丰田是对的!目前所有消费者心目中已经建立了「Toyota = Hybrid」的概念,而该车厂也成功建立了「油电混合车就是省油也等于环保」消费理念,在次世代汽车销售战场上丰田已经立于不败之地。

为了抢得「电动车,EV」市场先机,这次没有一家车厂敢掉以轻心!最积极的车厂当属日本三菱汽车(Mitsubishi),其「i-MiEV」迷你电动车在7月已于日本上市,新车售价459.9万日圆,折合台币约154万元!这显然没啥市场竞争力,因为这个价格已经比第三代Prius贵了一倍!(入门的L版车型售价为205万日圆)


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Nissan不但狠而且聪明。在8月2日「全球初发表」的纯电动车-Leaf报价仅与Tiida差不多,也就是台币50万元上下!比起入门版Prius的68万元台币更具竞争力。这个价钱对于「自备停车位」的用车人显然更有吸引力,只要停车时将充电器插上,明天出门时至少可以开上个160公里,除业务人员之外,这对一般普罗大众已足敷使用,最棒的是,你再也不必担心国际原油价格的高低,因为你的电动车根本不需要进站加油。

三菱「i-MiEV」才刚在日本上市,Nissan就打出「Leaf」只卖50万台币的杀手金间!这当然对「i-MiEV」的销售造成严重的影响,但商场如战场,有了丰田成功卡位的教训之后,谁都不敢掉以轻心!这便是Nissan Leaf得在明年第一季才能上市贩售,却故意在此时放出风声的原因。


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局在委由Zytek公司改装的「Smart电动车」取得相当成功的数据后,M.Benz决定将其量产上市,售价同样也定在2万美元左右、上市时间暂定在2012年
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Mitsubishi i-MiEV马达永磁式同步马达最大功率47kW(相当64hp)最大扭力180Nm(相当18.4kgm)耗电量125Wh/km(10-15 mode)可行驶距离160km电池种类锂离子工作电压 330V蓄电容量 16kWh长/宽/高3395/1475/1600mm乘员数量 4人轴距   2550mm车重    1100kg上市日期 Jul-09售价     台币154万元高密度、低重量的实用电池标準

目前几乎所有的EV车用电池仍需使用「串并联」的方式来提高「端电压」与「增加容量」,例如i-MiEV便使用了88个端电压3.7伏特的锂电池,串联达到325.6伏特的端电压输出,进而推动代号「Y4F1」的驱动马达。而容量则牵涉到「可行驶距离」,i-MiEV的电池容量为16kWh,即16千瓦小时,在这种容量下可以行驶160公里,同理,如果再携带一组相同容量的电池,续航力将可突破300公里,但此时车舱可用容积将所剩无几。

BMW集团的「Mini E」就是最好的对照组,在牺牲了整个后座之后,整部Mini变成了「双座跑车」,重达280kg的电池能提供250公里的续航力!因此,目前与未来的电动车关键技术,将是看谁能早一步达到「高密度、低重量」的「实用电池」标準,以目前全球最大电池製造厂「日本三洋、Sanyo」所公布的数据为例,其「UR18650E」锂离子电池的「重量能量密度」为109Wh/kg,组合成1.5kWh容量重量为14kg,以i-MiEV车型的16kWh容量为例,电池重量则达到149kg。


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局与三菱「i-MiEV」相同,「Smart EV」也採「后置马达、后轮驱动」的设计,此举具有与驾驶人体重达成车身前后配重的作用

重量愈重、愈不利于续航力的表现,而这也是未来各位选购电动车时,除底盘悬吊设定、配备丰富度之外,新增的评分标準。Nissan也公布了他们自1992年便开始研究的「薄层电池,Laminated Li-ion battery」技术,其体积不但仅有传统电池的一半,其「重量能量密度」亦高达140Wh/kg!但由于Leaf车身採用可容纳五名成人的「五门掀背设计」,在车身重量较重的前提下,续航力仅维持在160km的水準。日产的「薄层电池」设计已具有相当实用性,预估在5年之内,各家车厂的EV相关技术将会到达一个成熟的境界,届时市售EV车款各部性能将与现行汽油车款无异。


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局Volvo目前并没有EV上市计画,但即将在法兰克福发表的「ReCharge Concept」车系可以视为强化版Hybrid,算是电动化程度较高的油电混合车型。
Mini E马达永磁式同步马达最大功率 150kW(相当201hp)最大扭力220Nm(相当22.4kgm)可行驶距离250km0∼100km/h8.5秒极速        152km/h电池种类锂离子电池重量    280kg乘员数量    2人上市日期    未上市马达结构有待改进

截至目前为止,所有的电动车都以「市区代步行驶」为设计範畴,除了充电站的考量外,更重要的是电动马达的特性是转愈快、愈耗电,以「Luxgen M7电动车」为例,以40km/h定速行驶可以跑上320公里,但若将速度提昇至60km/h,可行驶里程就只剩下298公里。从技术数据中也可以看出,当电动车以90km/h速度前进时,其耗电量几乎是40km/h定速行驶的3倍!因此EV并不适合「长途高速」行驶。这是推广电动车必须克服的技术门槛,而其中最主要的关键就是马达的结构问题。


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局ReCharge Concept」概念图

咦?前面说电池容量不足、车开不远,这下又说车速愈快、马达耗电愈兇!EV的「实用性」似乎不高啊?

现况就是如此,推广EV普及有三大问题,电池续航力、马达性能与充电站密度,前两者得靠业者自行解决,而充电站的设立则得「公部门」的大力支持。由于各国都想抢得EV产业先机,因此砸钱设立充电站、大规模试行电动车反倒成为最容易的事情。提昇电池性能一事,除车厂本身持续努力外,各大「汽车电池製造厂」也战战兢兢地研发新技术,就怕一个不小心,百年基业就这幺被「搓」掉、企业毁于一旦!


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局利用外接电源替电池充电

至于「驱动马达」的性能提昇,目前看起来也是Mitsubishi的「轮内马达」技术最先进!早在2007年,三菱汽车就已经一併发布了「i-MiEV」与「i-MiEV Sport」,而后者便是搭载「轮内马达」的小跑车。我们不得不说三菱工程师真的很聪明,他们知道人类追求「速度刺激」的慾望是不会变的,即便从内燃机换成电动马达,驾驶人还是想要操控好一点、加速快一点!而「轮内马达」正可以满足这样的需求。

顾名思义,「轮内马达」就是将马达的定子、转子与线圈给「轮圈化」,从图中可以清楚看出,轮胎与铝圈依然是透过螺丝固定在车身之上,且煞车卡钳与碟盘的设计也没变,换句话说,「轮内马达」为片状设计,它的固定位置就在轮圈与煞车卡钳之间。


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局平时利用电力行驶

这种设计最大的好处就是反应迅速直接,当四个轮子都安装了「轮内马达」,这部车当场就变成「i-4WD」的传动设计,需要动力时,ECU就让控制器送电、驱动车轮。当轮胎开始打滑,ECU就让电流小一点。而当车辆减速或是下坡行驶,四个马达就变成充电器、开始对电池充电。且由于其为「化整为零」的设计,车身不需再承载沉甸甸的马达,除车舱空间更大外,对于续航力也有相当的帮助。
 
「轮内马达」的缺点为何?为了减轻「簧下重量」以及提高耐冲击性能,它必须使用更好的材料。而车辆会涉水,此时马达就得泡在水里面,高标準的「耐候性」与安全性都是其成本高昂的原因。


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局电力不足时引擎才会发动充电
Plug-in设计成中继

除了前述日本车厂外,欧美车厂也纷纷投入EV的研发领域,等级可以这幺分类,从目前最普遍的内燃机设计,进阶到「油电混合Hybrid」,然后是可以外接电源充电的「Plug-in Hybrid」,最后才是纯电动的EV。

Toyota除在Hybrid科技领先群雄外,也準备在2010年推出「FT-EV纯电动车」抢占EV市场。以iQ为基础的FT-EV採双座设计,与Nissan Leaf相同,它也可能採用车身与电池分开卖的贩售方式。而来自德国的BMW集团同样也不落人后,纯电动的「Mini E」目前虽未上市,但正在世界各国紧锣密鼓地路试。但由于坚持车辆加速性能,再加上德国人严谨的本性,因此目前车辆续航力并不出色,但别忘记「德制功率」还是比较实在的,当BMW宣布「Mini E」续航力达到300公里时,那就代表不论你怎幺操、「Mini E」就一定可以跑上官方公布的行驶里程。


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局2007年,三菱汽车便已进入EV领域,当时就一併发布了「i-MiEV」与「i-MiEV Sport」两款电动车型

几乎所有的德国车厂都一样,因长时间注重柴油动力的发展,在EV领域几乎是「从零开始」!自2008年1月开始,共有100部由Zytek公司改装的「电动版Smart」在英国伦敦市区进行一项大型试验,在确定效果良好之后,M.Benz决定将「Smart EV」量产化,预计在2010年上市、售价则压低在65万台币以内。


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局三菱的「轮内马达」技术目前最为成熟,它具有减轻车重、增加续航力以及提高操控性的直接作用
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Smart EV最大功率 30kW(相当40hp)耗电量193Wh/mile可行驶距离110km充电时间   80%:4小时         100%:8小时0∼100km/h8.5秒极速 120km/h乘员数量 2人上市日期 未上市售价     2万美元以内未来车市闪亮新星

看到这里,读者应该发现了现行EV多是车身极小的「迷你车型」,这主要是因为现行电池续航力不足、充电次数频繁,而为了提高EV在城镇区的实用性,它当然就必须配上个小车身,且车重愈轻对于电池的负担也就愈小,这便是目前浮上檯面的EV多是迷你小车的主因。

即将在法兰克福发表的「All-electric C30」是一部纯电动车,但Volvo目前并没有将其量产的打算,该厂目前主推「ReCharge Concept,强化版油电混合概念」,包括V70、V50均将推出「ReCharge」车款。

以大家耳熟能详的Prius为例,它必须加油,当电池电力不足或是需要较大动力时,引擎将会发动、提供辅助动力。Volvo的「ReCharge Concept」则加入了「Plug-in,家中充电功能」,在「轮内马达」与发电机配合下,引擎仅作为发电机之用,平常并不发动,因此可将「ReCharge Concept」视为具备油电混合车硬体但驱动偏向电动车的设计。

如果行李厢内的电池电能充足,引擎将不会发动。驾驶人可以利用路边停车的机会或是晚上回家时将电池充饱,则引擎将永远没有发动的机会。与Prius相较下,「ReCharge Concept」拥有相同的机械结构但利用「电能行驶」的时间却较长,虽然尚无EV车款上市计画,但Volvo此一概念预料也将获得相当的市场支持。


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局目前EV车用电池仍是利用单一电池逐一「串并联」达到所需的端电压与容量,目前「重量能量密度」约为109Wh/kg,预计得提高至150Wh/kg的水準,EV才能具备足够实用性

目前的EV领域似乎是日本车厂独领风骚,但美国Ford、通用汽车的电动车技术也相当成熟,且前者最近才获得「美国能源部」的鉅额研发补助款(Nissan亦获得补助),预料将对其EV技术产生「爆炸性进步」的作用。总之,虽然目前EV技术尚未成熟,但日本当地已经开跑,而台湾预计在年底之前也会有「Tobe电动车」、「Luxgen M7」等EV面世,因此在「温室效应」危机没有解除前,电动车都会是市场焦点。

接下来这几部各车厂的首发电动车,就让我们先来一睹为快!


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打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局BMW集团的「Mini E」目前也卡在电池技术无法突破,重达280kg的电池佔据了后座,但续航力有250公里
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打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局8月2日的Leaf发表会上可说是冠盖云集,在自家的「薄层电池,Laminated Li-ion battery」加持下,Leaf不但车舱空间遥遥领先对手,充饱电后可连续行驶160km、最高时速可达140km/h的性能也相当出色,最重要的是它只卖50万台币!无怪乎日产汽车总裁Carlos Ghosn信心满满地表示,Leaf销售量即将超越Hybrid车型。
电池续航力

电动车以「串并联」方式提高「端电压」与「增加容量」。例如Mitsubishi i-MiEV便使用了88个端电压3.7伏特的锂电池,串联达到325.6伏特的端电压输出,进而推动驱动马达;而容量则牵涉到「可行驶距离」,i-MiEV的电池容量为16kWh,即16千瓦小时,在这种容量下可以行驶160公里。
未来电动车关键技术:「高密度、低重量」的「实用薄层电池」。以目前全球最大电池製造厂「日本三洋、Sanyo」的「UR18650E」锂离子电池,其「重量能量密度」为109Wh/kg,组合成1.5kWh容量重量为14kg,相较于i-MiEV车上的16kWh容量为例,电池重量则高达149kg。

马达性能与耗电量

电动马达的特性是转愈快、愈耗电。从技术数据中可以看出,当电动车以90km/h速度前进时,其耗电量几乎是40km/h定速行驶的3倍!因此目前EV并不适合「长途高速」行驶,而这其中最主要的关键就是马达的结构问题。
就「驱动马达」的性能提昇,以Mitsubishi的「轮内马达」技术为例,将马达的定子、转子与线圈给「轮圈化」,固定于轮圈与煞车卡钳之间,最大好处除反应迅速直接外,更具备了「i-4WD」的传动设计,而当车辆减速或是下坡行驶,四个马达就变成充电器、对电池充电;且由于「化整为零」的设计,车身不需再承载沉甸甸的马达,除车舱空间更大外,对于续航力也有相当的帮助。

充电站密度

目前在日本东京市区街头已可看见零星的「充电站」设置,而大规模充电站的设立、统一充电接头的规格等,都是EV的商机。国内包括台塑集团与中油已经开始评估在旗下加油站附设「充电站」的业务,电动车要普及就必须要有足够数量的充电站,除加油站转型外,各汽车维修厂亦可以「兼营」这项业务。
 


打绿色美好生活旗帜 电动车大骗局电动车(EV)普及速度的三大要素:「电池续航力」、「马达性能与耗电量」以及「充电站密度」


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