充電連接器標準化將完成 電動機車市場商機蓄勢待發
電動機車充電連接器規格總算將塵埃落地。由於現今電動機車充電站設置仍過少，造成使用者相當不便，不但降低民眾購買的動機，亦影響台灣電動機車市場在過去幾年無法進一步擴大。
所幸，目前工研院與各大電動機車製造商已積極展開充電連接器規格標準制定工作，預計今年底即可完成。屆時將可解決不同廠牌電動機車充電連接器規格無法相容的問題，並消弭消費者對電動機車充電不便的疑慮，提高購買意願。
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| 電動機車若價格能夠更親民，其免保養、低噪音以及無廢氣的特性將可吸引許多消費者青睞。 |
加速電動機車普及 連接器標準年底出爐
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| 圖1 工研院產業經濟與趨勢研究中心分析師陳志洋表示，統一各車廠充電連接器規格，是電動機車產業當務之急。 |
工研院產業經濟與趨勢研究中心分析師陳志洋(圖1)表示，目前市面上電動機車的充電連接器規格多達數十種，若依各廠商標準而重複建置充電站將浪費社會資源。然而，充電站若無法持續廣布，亦會造成使用者在中、長途騎乘時極大的不便，進而大幅降低電動機車的購買意願。
事實上，為消除電動機車使用者外出無法快速充電的不便，以及彌補電池交換站數量過少的問題，廣布大量充電站已是產業界的共識。
台灣電能車輛發展協會常務理事顏鳳湄(圖2)也認為，電動機車產業發展與充電站能否普及於使用者生活圈周遭環境相當密切。一般民眾普遍對於電動機車無法隨時隨地充電感到疑慮，尤其是住在大樓或公寓的使用者，若需要在自家充電時，必須移動笨重的電池，造成許多不便。
陳志洋進一步指出，由於連接器規格繁雜會造成充電站設備成本增加，且規格日新月異亦不利充電站設備量產，因此在連接器規格未標準化前，即使政府已有提供充電站業者每台五萬元的補助方案，仍不足以提升業者廣布的意願，造成電動機車產業發展呈現惡性循環。
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| 圖2 台灣電能車輛發展協會常務理事顏鳳湄認為，政府須撥出預算於公家單位先建置充電站，才能擴大產業市場。 |
為突破此一瓶頸，經濟部已於今年3月底和光陽、中華、三陽、東庚以及維易特等五家國內主要車廠進行溝通協調，以統一國內電動車充電連接器規格。目前相關規格經各方商討後，較傾向採七支接腳(Pin)的設計，預估年底時可於全台布建五十座標準化規格的充電站。
除充電連接器規格須標準化以外，電池與充電站之間的通訊協定也要統一。陳志洋補充，在通訊協定方面目前各家車廠已有共識將採用控制區域網路匯流排(CAN Bus)通訊協定，藉此實現電池與充電站間的電源傳輸。
然而，充電站普及的關鍵除了連接器規格與通訊協定須盡快統一外，充電站建置的地點以及本身的商業營運模式亦相當重要。
刺激電動機車買氣 充電站廣設箭在弦上
顏鳳湄進一步表示，充電站廣布應分階段逐步完成，初期應以公家停車場、公家單位為首先興建地點；中期則以學校、廟宇以及菜市場等地點為主；最後則是大量廣布於便利商店、大型量販店、咖啡屋以及紅綠燈下的路邊停車格旁。
根據經濟部統計資料顯示，目前全台電池交換站共六十站，簡易充電站則有三百三十五站，快速充電站則還在設置中。顏鳳湄認為，電池交換站雖然快速方便，但容易有新舊電池交換糾紛，且各家車廠電池規格不一，對市場幫助不大；而簡易充電站雖數量較多，但充電時間較久，對趕時間的使用者而言相當不便。相形之下，快速充電站則較能夠滿足使用者真正的需求。
另一方面，建置充電站亦可帶來許多周邊商機。顏鳳湄分析，若充電站營運只單純賣電給使用者，在現今電動機車電力消耗量較低的狀況下，對充電站業者而言獲利肯定較慢。因此，勢必得經由異業結盟的方式，增加收入來源。例如與便利商店、量販店或廣告業者進行合作，皆可增加充電站獲利來源，以提升充電站業者廣布的意願。
事實上，在經濟部以及各級縣市政府補助下(表1)，目前通過經濟部TES認證的電動機車，最高可補助新台幣2萬1,000千元，且騎乘電動機車僅需花費1元電費，即可跑15公里，相較於汽油機車1元僅能跑2公里而言，確實相當經濟划算。未來在各式的充電站大量建置後，亦將有機會帶動電動機車的整體市場需求。
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根據工研院最新資料統計(表2)，台灣2010年電動機車銷售量為三千零五十一台，2011年則攀升為七千五百七十九台，現今累積總銷售量為一萬零六百六十七台，與行政院核定的「電動機車產業發展推動計畫」中2011年目標一萬九千台尚有一段不小差距。
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陳志洋分析，未來電動機車若要普及化，除基礎建設要做好外，電動機車本身的性價比(表3)亦得持續提升。尤其是電動機車的電池在成本結構中即占近40%，未來若能透過各廠商技術研發進一步壓低電池成本，將有機會使電動機車目前的售價下降三成，以利滲透傳統50cc、100cc的機車市場。
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有鑑於此，已有必翔、達振以及蘭陽能源等廠商積極研發並生產鋰電池芯，期望為車廠帶來更低的成本優勢，以利電動機車能及早於市場上普及。其中，蘭陽能源正於台灣、中國大陸兩地擴大鋰鐵電池芯產能。
插旗電動車市場 蘭陽能源擴產鋰鐵電池芯
插旗電動車市場 蘭陽能源擴產鋰鐵電池芯
蘭陽能源為鎖定電動汽車、電動機車、電動船以及充電站等目標市場，已於中國大陸東菀以及台灣楊梅等地擴大生產鋰鐵電池芯，因應全球快速增加的需求。
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| 圖3 蘭陽能源總經理張偉禮指出，車廠須朝向上游原料技術發展，並擴大生產規模，才能降低鋰電池芯成本。 |
蘭陽能源總經理張偉禮(圖3)表示，蘭陽能源透過與台塑長園能源進行策略合作，將鋰電池的粉材生產一致性進行強化，奠定好電池芯的品質後，再透過粉材製程環控，進一步提升製程水準以及自動化程度。在生產規模方面，則是透過東菀一廠以及楊梅二廠每個月60萬安時(Ah)的產能，持續擴大產量，提供車廠高品質以及低成本的鋰鐵電池芯以及鋰鐵電池模組。
據了解，蘭陽能源為少數台灣有能力製造鋰鐵電池芯的廠商，該公司主力產品為方型金屬外殼的鋰鐵電池芯與模組，電芯產品線涵蓋2安時30安時，目前正計畫發展60安時單體電芯。現今已有中華電動機車、日月潭油電雙動力船以及冬山河電動船導入該公司的鋰鐵電池芯與模組，而電動汽車方面則與裕隆、納智捷等公司進行策略合作。
張偉禮指出，鋰鐵電池具備電池結構小、循環壽命長，且能抗氧化、抗酸蝕，可滿足電動汽、機車與動電船市場對電池可靠度、使用壽命以及低成本的要求。但相較於其他電動機車的零組件，鋰電池模組仍占電動汽、機車近45%的成本，使得終端產品的售價居高不下，未來車廠亟須朝向上游原料技術發展，並擴大生產規模，以量制價，才有機會降低鋰電池芯價格。
張偉禮認為，台灣電動車廠對於電池芯、馬達等關鍵零組件投資意願低落，導致在整車成本控制的掌握度不夠高，讓終端產品造價高昂。未來電動車廠勢必要與鋰電池廠進行合縱連橫的策略聯盟，並加碼投資上游鋰電池芯的材料研發，才能提升成本控制能力。
除充電站和鋰電池芯外，電動機車本身的動力性能亦是消費者採購的考量重點之一。尤其現今電動機車普遍扭力不足，導致爬坡性能不佳，為補足此一缺陷，導入減速機構已勢在必行。
事實上，電動機車製造商已開始在輪轂馬達系統設計，加入更多諸如行星齒輪等減速機構，期增加電動機車爬坡時的扭力，刺激消費者購買欲望。
提升電動機車扭力 車廠將導入減速機構
國立虎尾科技大學電機工程系副教授劉煥彩表示，由於輪轂馬達可簡化車輛機械零件數目，加上因為直接裝置在車輪上，可直接驅動，因此車輛在加速上的表現更好，目前已廣受電動機車採用。不過，市場上現有的輪轂馬達卻往往扭力不足，導致電動機車在爬坡時，力道不若傳統化油機車，因而降低消費者購買意願。
劉煥彩進一步指出，為使電動機車效能與實用度能夠與傳統化油機車比擬(表4)，目前電動機車製造商已考慮在輪轂馬達中加入高精密度的行星齒輪，以此減速機構來增加電動機車扭力，打造最佳化輕型扭力馬達。
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然而，電動機車導入減速機構雖然可以提升扭力，卻也同時降低馬達轉速。因此，如何讓輪轂馬達系統在加入減速機構後，既不影響轉速又可同時提升扭力，已是產、學界目前正努力的研發目標。
另一方面，目前國立台灣大學也已針對整合電控化輪轂馬達系統進行相關研究；利用電子開關裝置、改變電池串並聯以及改變馬達繞線串並聯來完成電子式變速裝置，使電動機車可更精準地發揮馬達效能。
劉煥彩補充，整合電控化的輪轂馬達具備許多過去輪轂馬達做不到的功能。首先是具回生充電能力，藉由超級電容的高功率密度與高速充放電特性，將電動機車煞車時的能量儲存於超級電容中；其次是具備永磁同步馬達直接轉矩控制驅動能力；最後是可維持輸出電壓振幅與頻率的穩定性。三項特性可強化電動機車馬達系統的效能與安全性。
然而，儘管動力系統已較過往升級，但是輕型電動機車車速與續航力仍無法滿足消費市場日益嚴苛的效能要求，因此全球電動機車品牌廠已開始轉向高功率電動機車研發，搶食傳統100125cc機車市場的商機大餅。
跨足125cc市場 高功率電動機車後市可期
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| 圖4 台灣動能系統營運副總經理嚴琮傑分析，中國廠商現在非常欠缺電池、電機及電控等開發電動汽、機車的相關核心技術，是台廠切入的機會點。 |
台灣動能系統營運副總經理嚴琮傑(圖4)表示，根據經濟部資料統計顯示，100125cc車款占台灣整體機車市場數量的82%，在中國大陸市場的占比則是74%；而50cc機車占比則均不到10%，顯見100125cc的車種性價比最符合消費者期待，且市場規模也最大。因而成為眾家電動車廠積極想切入的主要市場。
嚴琮傑進一步指出，電動機車朝向高功率發展將面臨技術與價格兩大問題。在技術方面，為使電動機車車速至少達7080公里以取代125cc燃油機車，須將額定功率與最大功率大幅提升，但同時亦會造成馬達控制器的設計難度增加；而在價格方面，則只能比現今噴射引擎燃油車高新台幣11萬5,000元左右，否則難以吸引消費者購買。
為克服這些挑戰，台灣動能系統以系統模組化的整合設計概念，為車廠提供電動動力系統產品設計、開發與測試等完整產品及服務方案。以TEPSC動力系統控制器為中樞，並整合永磁同步輪內馬達、馬達控制器、4812伏特(V)直流電源轉換器、1kW車載充電器及電池管理系統(BMS)於一體，設計成適用於多數市售款12吋或13吋速克達車架的系統模組。
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| 高功率的動力系統可提升電動機車馬達的效能，但相對的馬達控制器的設計難度也會隨之提升。 |
嚴琮傑補充表示，TEPSC動力系統控制器採用數位訊號處理器(DSP)，可執行磁場導向控制(Field-Oriented Control, FOC)法則，並以空間向量脈寬調變(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)方式驅動馬達，除能將馬達輸出效能提升至90%，保持強勁性能及駕馭順暢特性外，價格更可優於市售直流無刷馬達電動機車。
據了解，目前台灣動能系統已與中國大陸、台灣以及東南亞等車廠合作，預計2013上半年將可看到此一系統導入125cc的電動機車市場中。
未來在充電連接器標準底定與鋰電池芯價格下降後，電動機車充電站及價格過高等問題將可望陸續解決，進而刺激市場需求，為產業帶來更大商機。
