即使美國現任總統川普意欲撤銷前任總統歐巴馬推動的「乾淨能源計畫」，然而對於汽車產業而言，訴求綠能的電動車發展已是必然趨勢，不僅有如Tesla的新創品牌投入此領域，許多傳統一線車廠也早已積極布局。
就市場面來看，由於美國電動車銷量持續成長、中國大陸自有品牌車型積極投入，以及日本政府延長兩年環保車減稅措施並積極推動燃料電池車等因素下，電動車市場預期將繼續增加。
電池成本快速下降 電動車價格更親民
根據IEK報告，2016年全球電動車銷量達190萬輛以上，規模驚人。不過，電動車要快速普及，甚至是對傳統燃料引擎造成威脅，電池成本的下降是關鍵所在。
根據麥肯錫日前發布的研究報告指出，電動汽車的電池成本從2010年的1,000美元/kWh至2016年已下降到227美元/kWh，下降幅度近八成。麥肯錫更預測電池組成本到2020年將降至190美元/kWh，並在2030年達到100美元/kWh。然而，Tesla宣稱該公司推出的平價電動車種Model 3，其電池組成本已低於190美元/kWh，較麥肯錫的預測快了近三年。
更值得注意的是，透過與Panasonic合作開發的新型2170 電池(Model 3採用的電池組)，加上Tesla的GigaFactory大量生產計劃，Tesla甚至可能在2020年就能達到100美元/kWh的目標。若是如此，電動汽車的普及速度將加快。
另一方面，許多新興儲能技術的出現，也使得車廠在開發電動車時，可以根據不同需求情境進行混合搭配，不必受到鋰電池先天特性的制約。這對於電動車的發展，同樣是一大利多。
提供瞬間高功率 超級電容器應用廣
電動車市場的成長帶動電池需求增加，也吸引許多新型電池技術投入，超級電容器就是其中之一。
基本上，超級電容器屬於功率型的儲能設備，其特性包括效率高、壽命長，運作溫度範圍寬及可靠性高等。在電動車領域中，超級電容器主要用於混合動力公車的起步加速；電動車的啟停、電動渦輪增壓，主動懸掛等，此外，超級電容器還可以用於電動車的備用系統，這主要是利用其可靠性高、壽命長的特點，保證汽車性能的穩定性。
在電動車的應用方面，現階段以啟停最受看好。歐盟環保法規已規定未來汽車需搭載起停怠速啟停系統(Idle Stop&Start System, ISS)功能。搭載起停系統的車輛，發動機可在短暫停止期間，例如等待紅綠燈時關閉，如此能降低燃料消耗及二氧化碳排放量，而當車輛處於靜止狀態時，車內所需的電力改由蓄電池供應。超級電容器能供瞬間高功率，相當適合用於此應用。Maxwell的超級電容器已經用在歐洲和美國超過200萬輛小汽車的啟停系統。
Maxwell應用部門經理李毅夫博士(圖1)進一步說明，如果對儲能的能量要求不高，則超級電容器是非常理想的電源，如汽車的啟動、制動能量回收和再利用(包括汽車，軌道交通，港口吊車等)。他並指出，混合動力公車是現階段最多運用超級電容器的應用，公車主要是利用超級電容器來吸收制動能量，用於公車起步加速。此應用的功率需求大、迴圈壽命要求長、效率高，這些正是超級電容器的特長。
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| 圖1 Maxwell應用部門經理李毅夫表示， 超級電容與鋰電池有不同的特性，兩者結 合可形成優勢互補。 |
混合動力公車導入超級電容器效果佳
因此，採用超級電容器的混合動力公車具有節能效率高、減碳效果好等優點，有利於城市空氣的淨化。以中國為例，超過70%的混合動力客車採用超級電容系統，其中有九成的超級電容產品就是由Maxwell所提供，也就是目前市場上有超過兩萬輛混合動力公車使用Maxwell超級電容器，主要的大巴士廠商都是Maxwell的客戶。
Maxwell目前所提供的超級電容器產品包括單體和模組。以混合動力公車為例，主要的產品為48V/165F模組，儲能系統則為模組的串並聯。針對小型汽車的啟停系統，目前主要提供2.7V/1200F單體。
李毅夫強調，Maxwell於2014年推出2.85V/3,400F單體、2016年推出3V/3,000F單體，其功率密度較市場上主流的2.7V/3,000F單體分別高14%和31%，而能量密度則分別高26%和23%。此外鑑於公車的振動和衝擊要求高，Maxwell在2014年推出的Durablue抗振動和衝擊技術，較當時市場上主流的技術分別高出了300%和400%的能力。
李毅夫進一步說明，在實際應用中，Maxwell會根據客戶的系統要求，推薦不同的產品以及開發新的單體和模組，以滿足客戶不同的需求。如混合動力公車，其能量需求比小汽車大，抗振動和衝擊要求更嚴，並對超級電容器的監控有所要求，因此我們採用的是48V/165F模組。當然若客戶的需求發生變化，如電壓等級，能量要求，則我們也會開發相對應電壓和容值的模組(圖2)。
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| 圖2 針對交通載具應用，Maxwell推出一系列容易安裝與設計導入的超級電容模組。 |
此外，鋰電池和超級電容器的混合使用也頗受到矚目。相對於超級電容器，鋰電池為能量型的儲能設備，其能量密度較大，但功率密度則較超級電容器小。
此外，鋰電池的運作溫度範圍也較窄，不適用於某些寒冷或酷熱的地區，且壽命也較超級電容器短。因此在某些應用場合，針對插電式混合動力或甚至純電動車，就可以將鋰電池和超級電容器混合使用，這樣可以充分利用雙方的優點，提高整體的運行性能，包括能量、功率、回應速度、壽命及可靠性等。
日本積極推動氫燃料電池車 有優勢也有隱憂
除了採用鋰電池及超級電容器的純電動車外，氫燃料電池車(Fuel Cell Vehicle, FCV也是另一個觀察重點。我國車輛中心技術服務處引述日本燃料電池車產業研究報告指出，FCV價格預估將從每輛平均57,500美元(2015年)降至每輛平均40,946美元(2020年)，車輛生產總數預期從700輛(2015年)增加至81,380輛(2020年)，其中約四成(31,680輛)出口至歐美市場。
不同於純電動汽車，氫燃料電池車的架構可概分為燃料電池、氫氣供應、馬達控制與電源管理等四個主要系統。在全球各國中，日本為推動氫能經濟最為積極的國家，尤其日本燃料電池電動車輛安全標準已與聯合國歐洲經濟委員會的全球性技術規章(UNECE GTRo13)調合，此標準的整合將使日本FCV不用變更車輛規格，可直接輸出至UNECE簽署國家，更有利日本對於FCV的推動。
日本三大車廠豐田(Toyota)、日產(Nissan)、本田(Honda)推動FCV的主要策略，主要為透過與其他車廠的聯合開發來降低研發成本，進而達到大規模生產的目標。近期的熱門消息就是HONDA與GM簽屬合作協議，共同投入下一代燃料電池系統與氫氣儲存技術的開發，且預計將於2020年投入生產。
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| 圖3 豐田力推的氫燃料電池車Mirai。 |
事實上，本田已進行首批氫燃料電池汽車Clarity的交車事宜。雷諾(Renault)和日產的結盟則是加入Automotive Fuel Cell Cooperation(AFCC-DAIMLER/FORD)聯合開發。
至於豐田則宣布與BMW合作，預計2020年前共同開發下一代燃料電池動力系統。豐田此前已推出Mirai氫燃料電池車(圖3)。然而，值得注意的是，豐田在去年公布電動汽車新戰略，預計將於2020年進行純電動汽車的量產，也就是說豐田將採取雙管齊下的策略進行布局。
豐田之所以改弦易轍，主要是由於純電動車的車載電池性能在近幾年獲得極大改善，尤其是為人所詬病的充電一次行駛距離大幅增加，使得純電動車的普及更添優勢。
也因為鋰電池的續航能力大有改善，有日本產業人士憂心，由於目前全球僅日本大力推動氫燃料電池車，其他國家的電動車仍是以鋰電池或鋰電池搭配超級電容的混合架構為主，因此，日本的電動車產業發展，很有可能會步上該國手機產業的後塵，患上加拉巴哥群島症候群。
加拉巴哥群島症候群是日本產業內通行的比喻說法，該群島位於太平洋東部，屬於厄瓜多的領土，但與厄瓜多本土相距超過1,100公里。由於該群島與世隔絕，因此群島上生態系統演化方向與其他地方不盡相同，雖然獨具特色，但也跟世界其他地方的生態系統格格不入。
在智慧型手機問世前，日本的手機產業就已經獨立發展出許多相當先進的應用跟服務，但也因為是日本的手機業者和電信業者獨力打造出來的生態系統，因此很難進軍其他海外市場。當蘋果(Apple)、Google的智慧型手機平台進軍日本後，由於iOS跟Android平台具有世界級的市場規模支撐，因此創新速度與成本結構，遠非日本當地的手機業者所能抗衡，因而導致日本手機產業的衰落。
如今，日本政府傾全國之力，結合自家汽車業者發展氫能燃料電池車，也很可能面臨相同的考驗。畢竟，與氫能車搭配的基礎建設，和與鋰電池車搭配的基礎建設，是截然不同的。
此外，由於氫本身是易燃氣體，有一定程度的危險性，為確保安全，對加氫站等相關設施的安全要求跟規定，是相當嚴謹的。根據日本的法規規定，加氫站業者除了必須定期檢查儲存槽之外，還要有保全人員常駐在現場，因此其建置成本大約是一般加油站的4倍。目前全日本也僅有將近100座加氫站(圖4)。
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| 圖4 氫燃料電池車需要專門的加氫站與相關設備，其基礎建設的投資成本不容小看 |
儲能技術日益多元 電動車性能顯著提升
在電動載具領域，不管是純鋰電、純超級電容或兩者的混合架構，抑或是有其獨到優勢，但發展前景仍有疑慮的氫燃料電池，都有相當多業者投入發展，並因而促成技術飛快演進。儲能技術的成熟與多元化發展，已讓電動車從富人階級才買得起的時髦玩意，變成一般大眾也有能力負擔得起的交通代步工具，而且這些主打平價市場的新一代電動車，性能表現未必比前一代旗艦車種遜色太多。電動車電源管理與儲能相關業者，堪稱推動電動車快速改朝換代的幕後英雄。
