再生能源成後盾 電動車節能減碳更勝一籌

2010-04-19
在全球斤斤計較於碳足跡與電源效率的同時,消費者對電動車的接受度亦隨之水漲船高。看好此一商機,不但吸引車商陸續投入,半導體業者也汲汲營營於相關零組件或解決方案之提供,期望透過新技術之問世,促進電動車輛之快速實現。
在金融風暴稍歇之際,近期全球又再吹起一股「減碳風暴」。各國政府與民間企業有感於過去為追求經濟成長而忽略了環境保護,陸續透過各種手段大力減碳。而由於燃油車在全球擁有逾六十億輛的驚人數字,因此也被視為首要的改善目標。  

政府/企業力拱 電動車輛起飛有望  

近年各國政府與民間企業無不將二氧化碳視為大敵,並期望將其除之而後快。在實際的作法中,透過以電動車逐步取代燃油車輛,便是有效降低二氧化碳的方式之一。如國內在經濟部的規畫下,將研擬5年的電動車補助方案,分別以3年內補助新台幣30億元、發展至少三千輛電動車上路為第一階段;至於提供一般民眾電動車補貼則為第二階段,期望提高民眾購買意願。而行政院經濟建設委員會亦於2010年2月初時向行政院提出智慧電動車發展策略與行動方案,並將由交通部設計電動車的專屬牌照。經濟部透露,為積極推動節能減碳,希望未來5年內國內電動車市場可達四萬五千輛。  

行政院經濟建設委員會表示,隨著各國電動車產業持續成長,車用電池之需求亦將增加,該會預計電動車之電池至2015年時,市場規模可達123億美元,潛在商機頗為驚人。  

其他地區如中國大陸,則於2009年2月公布節能與新能源汽車示範推廣財政補助資金管理暫行辦法,提供人民幣6萬元予購買純電動汽車之消費大眾。更期望當地在2012年新出廠的汽車中,至少有10%為節能或新能源汽車,新能源汽車產值可望達到人民幣5,000億元。  

看準電動車與其蘊藏之商機,近年來多家車商紛紛大加推廣。如裕隆子品牌納智捷儘管甫發表首款車輛,便已積極進行自有電動車的布局。而中國大陸車廠包括長安、奇瑞、吉利、比亞迪、第一汽車與東風集團等,亦已先後投入電動車之開發。奇瑞汽車更計畫在2010年推出售價低達人民幣5萬元之電動車款,其雄心可見一斑。據悉,目前當地參與電動車開發之汽車製造商已超過五十家,其他產業鏈企業則達數百家。  

火力發電顧此失彼 再生能源才是王道  

圖1 漢能移動式電能研發中心太陽能電動車計畫主持人宋廉永表示,若能順利採用太陽能為車用能源,對於節能減碳的效果將更為明顯。

而若欲實現低價格、高效能與耐用之電動車,則更需要整體技術之配合,如高效能電能技術就是左右電動車表現的重要關鍵,部分業者更認為,電動車之電能來源若仍來自傳統發電廠,對於節能減碳實無助益。  

日前電動車業者漢能在台成立移動式電能研發中心,並專責開發電動車電池與相關技術。該中心太陽能電動車計畫主持人宋廉永(圖1)指出,儘管電動車的出現似乎為節能減碳帶來一絲曙光,但由於今日之電能多半仍以火力發電為主要來源,並未從根本上解決問題,因此他認為再生能源才是最終的解決方案。  

宋廉永透露,該公司目前已成功研發出相關技術,其中包括正向美國申請專利之儲電即跑充電平台(PnR),可供鉛酸、矽電、鎳氫、鎳鋅與鋰電五種充電電池使用,能源恢復系統(ERSO)可在3分鐘內為電力耗盡的電動車動力驅動電池組完成儲電,太陽能薄膜發電模組則可將太陽光之光能轉換成電能,並為電動車提供電能來源。  

圖2 漢能董事總經理陳自創認為,在全球業者有志一同的氛圍下,投入電動車之發展已是大勢所趨。

漢能董事總經理陳自創(圖2)則說,近期減緩氣候變遷與支持低碳經濟是全球一致的目標,而光是2010年全球各國政府投入綠能產業之總值,便可達約2,300億美元,潛在商機不容小覷。  

也因為看好電動車市場,漢能對於未來之研發更是頗有定見。除了將在2010年第二季成立其移動式電力研發中心外,亦預計結合電能、太陽能、中文智能與隔熱、隔冷系統,進一步提高電動車之運作效能。  

漢能之原型車款(圖3)已於日前問世,其相關規格包括可產生50千瓦(kW)馬力、最高時速達90~110公里、時速60公里下可跑160公里。漢能電動車亦預計在2012年底前可將續航力拓展至500公里、電池蓄電量衝高至50千瓦小時(kWh)、馬力則上看250千瓦。  

圖3 漢能電動車之原型車款已經問世。

雖然漢能對於電動車之市場發展動作頻頻,卻對公司之技術演進與發展三緘其口。針對漢能電動車採用何項技術以達成上述規格與目標,陳自創與宋廉永等人均以「正在申請專利」為由,不願針對技術細節詳談。  

投身電動車市場 成本/效能/彈性/可靠性至為關鍵  

然而,由於電動車發展時間仍短,相關技術亦頗稚嫩,要如何打造令使用者驚豔的再生能源電動車,將更需要適當之零組件與線上設計工具。  

圖4 美國國家半導體業務處長林漢恭認為,在電動車的研究過程中,電源效率的高低極為重要。

類比元件業者美國國家半導體(NS)業務處長林漢恭(圖4)指出,該公司相當看好節能浪潮下的全新商機,認為2010年最具發展潛力的應用將在「再生能源」、「能源效率」等市場,而美國國家半導體也提出相應的市場策略,諸如簡易設計步驟(Design Made Easy)計畫、PowerWise可適性電壓定比(AVS)技術或是SolarMagic電源優化器等,都可在此領域大展身手。  

林漢恭說,目前太陽能的成本已經非常接近傳統發電成本,預計太陽能發電裝置將更普及,發展前景會更為璀璨。但若欲在電動車上安置太陽能或其他再生能源之模組,其能源效率至關緊要。因此林漢恭認為,半導體或系統廠商能否成功整合多種電源管理技術,進而開發再生能源之優化器,將決定終端產品之勝負。  

另外,為解決客戶面臨有限資源、欠缺關鍵技術,設計時間遭到壓縮等問題,美國國家半導體亦推動簡易設計步驟計畫,讓客戶可以充分利用美國國家半導體種類繁多的類比晶片及WEBENCH線上設計工具。林漢恭相信,透過線上設計工具,設計人員將可順利挑選及比較不同的類比晶片,以開發適合之創新產品。  

隨著這個計畫,美國國家半導體也推出全新SIMPLE SWITCHER電源模組,其優點是可以精簡電源供應系統的設計,並確保供電系統可為現場可編程閘陣列(FPGA)晶片、微處理器(MPU)、數位訊號處理器(DSP)及其他負載點電源轉換系統提供穩壓供電,同時為電源效率之實現助上一臂之力。

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