智慧電動車輛產業
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電動車及儲能系統產業
資料來源:勞動部校園電子報 105年 4月
一、 前言
從 1834年,美國托馬斯.達文波特造出世界上第一輛電動車,搭
載一組不可充電的乾電池,當時續航里程不超過 30公里;到 2011年,
第一輛特斯拉大賣的 Model S 量產車在美國加州下線,續航里程 480
公里。在接近兩個世紀的歷史演進中,電動車的相關技術已突飛猛進。
電動車發展的歷史其實早於引擎車輛,後來因為引擎技術的不斷突破,
使得引擎車輛成為現今市場的主流;近年來,因應石化燃料的汙染及
減緩溫室效應的議題,以及基礎設施和電池技術發展達到一定程度之
下,電動車及儲能系統產業逐步發展擴大,重要性已可視為國家戰略
性產業之一。
近年來各國政府推動新能源車政策不遺餘力,並相繼提出促進電
動車及儲能系統產業發展策略方案以推動產業發展,除了補助政策外,
各國也透過訂定加嚴的排放法規,期望以排放法規引領節能車輛的發
展。以歐盟為例,訂定 2015 年 130g CO2/km、2020 年 95g CO2/km 的
標準,並且已於 2012 年開始,以逐年漸進的方式導入,間接地刺激
車廠投入電動車及儲能系統的發展。
雖然目前全球電動車的銷量不高,但是快速成長的幅度及各車廠
積極的開發說明電動車的市場接受度正在逐步擴大。過去幾年,不少
企業皆創造出多項技術以克服電動車發展的障礙,如:利用內燃機技
術延長車輛續航力的增程式和插電式混合動力系統、以及同樣有助提
升續航力的剎車回充與車體輕量化應用;而快速充電、電池交換系統
與充電標準的統一,大幅降低了電能補充時間,加速了電動車相關運
營環境的發展。
我 國 具 領 先 全 球 ICT ( Information and communication
technologies)產業,無論是在資訊、通訊、半導體及光電產品等領
域,均有極佳之發展經驗,因此,憑藉著台灣具優勢之 ICT 產業技術,
將可以加值應用電動車成為更安全、節能、舒適的“智慧化”電動車。
此外,台灣地形區段具優勢,人口密集,城市間距適當,交通建設便
利,具備電力充足等核心價值,適合發展智慧電動車及儲能系統。
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二、台灣電動車輛及儲能系統產業發展現況
(一) 電動車輛簡介
電動車輛係指以電力作為動力源驅動之車輛,目前大致可
分為:油電混合車(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 、插電式
混合動力電動車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)、
純電動車(Battery Electric Vehicle, BEV)、增程式電動車
(Extended Range Electric Vehicle, EREV)與燃料電池電動車
(Fuel-Cell Electric Vehicle, FCEV)等 5種(如圖 1所示)。
資料來源:車輛中心整理
圖 1 各型式電動車簡介
目前國際上已有數十款電動車開始販售(如圖 2 所示),其
中純電動車有 Nissan Leaf、Tesla Model S、Ford Focus、Renault
ZOE、Mitsubishi i-MiEV、BMW i3、Chery QQ3 與 VW E-Golf
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等著名廠牌;插電式混合動力車則有 Toyota Prius、Mitsubishi
Outlander、Volvo V60、Ford C-MAX、Ford Fusion、Honda Accord
與 BYD QIN;增程式電動車則包括 Chevrolet Volt 與 BMW i3
Extender等。
資料來源:Marklines,車輛中心整理
圖 2 國際電動車商品化現況
電動車是近十年來各國車廠競相發展的新能源車,原本落
後的台灣也急起直追,近年已建立優異的電動車產業鏈整合環
境。目前已有電動車關鍵零組件供應商,切進國際知名電動車
廠商供應鏈(如:TESLA、TOYOTA),並在電動機車、電動大客車
及特用電動車輛等領域,有不少頗具特色的發展(如:華德動能、
東元),2015 年初台灣業者在美國消費性電子展(CES)推出換
電式的「智慧型電動機車 Gogoro」更驚豔全球,呈現台灣已具
打造電動車王國的潛力,對於成長前景可期的全球電動車市場,
我國電動車輛廠商具備不小的發展潛力。
國內智慧電動車產業鏈,從材料、零組件和模組、系統和
次系統、系統整合到整車,皆有相關廠商投入。相關業者布局
及發展現況如下表 1說明,產業區域聚落現況如圖 3所示。
表 1 我國智慧電動車廠商布局與發展現況
產業項目 廠商布局與發展現況
材料 正 極 材
料
國內在電動車相關產業鏈當中投入生產正極材料廠商
較多,包括台塑長園(2012 年更名為台塑鋰鐵)、立
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凱、尚志以磷酸鋰鐵系為主,都擁有相關研發專利授
權與量產能力:
‧ 台塑鋰鐵與中國大陸比克電池芯廠、萬向集團皆有
相關合作經驗
‧ 立凱、尚志則有供貨給奇瑞、比亞迪測試之合作經
驗
‧ 三元系方面亦有鋰科已有供貨經驗。
負 極 材
料
中鋼集團關係企業中鋼碳素公司生產
隔離膜
和電解
液
投入廠商較少,電解液目前有台塑化規劃發展,但目
前主要從國外進口。
銅箔 長春、南亞、金居等廠商投入。
馬 達 材
料
國內投入廠商有中鋼、大亞、台全、台達電,中鋼提
供動力馬達矽鋼片、定子材料;大亞則提供動力馬達
漆包線、定子材料;台全則提供動力馬達漆包線、轉
子材料;台達電供動力馬達漆包線。
零組件
和模組
電池芯 有能元、有量與必翔等廠商投入,國內電池芯廠商品
質及技術能力具備均一性、安全性,且有彈性化生產
能力。
電 池 模
組
有新普、統達、能元、台達電等。新普公司為世界NB 電
池模組主要供應商,正利用其經驗與知識進入電動車
動力電池模組技術研究開發,並與中國普天合資成立
「合普新能源公司」,主要針對車用電池模組與充電
系統進行合作;必翔則與法國MICROCAR 廠商有合作實
績。
馬達 國內生產工業馬達已累積相關經驗,其中聚焦在交流
馬達之設計與製造(如東元、富田、台達電等)。
‧ 富田電機有提供Tesla感應馬達之定子及轉子、BMW
Mini E感應馬達的定子與轉子矽鋼片等與國際車廠
合作之經驗;
‧ 東元電機與日本SIM-Drive 株式會社合作規劃量
產大功率乘用車的輪轂馬達,並有與必翔、納智捷
等車廠合作經驗。
電 流 轉
換模組
有致茂、東元、台達電、利佳等廠商,致茂曾供貨電
流轉換模組予Tesla,由於技術牽涉到馬達驅動控制與
電池電力系統輸出,需與車廠進行協調進行修改與設
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計,國內廠商目前較缺乏相關研發能量,廠商數較少。
次系統
電 池 系
統
有必翔、能元、新普、統達;電池管理系統有光寶動
力儲能、台達電、致茂等廠商。目前國內電池管理系
統主要應用於電動自行車、電動機車,電動汽車之大
型系統仍在開發研究階段。
動 力 管
理系統
‧ 台達電近來跨足電動車動力管理系統的設計製
造,已開發出純電動、串聯式、並聯式油電混合車
之動力管理系統,並有裝載至改裝車型上進行測試
以及與中國大陸自主車廠合作開發相關經驗。
‧ 裕隆集團下華創車電亦有純電動車與油電混合車
相關能量。
系統整合
需將電動車各項複雜的系統進行整合,難度與附加價
值較高,目前已有華創、必翔、台達電,以及由多家
研究法人所組成之臺灣車輛研發聯盟(Taiwan
Automotive Research Consortium, TARC)投入系統
整合。
整車
目前通過交通部安全測試可領牌上路的車型包含納智
捷汽車、酷比汽車、中華汽車、必翔電動車、華德動
能、皆盈綠動能、立凱、馨盛、日產、唐榮車輛等。
其中裕隆集團發表之自主品牌Luxgen EV+、為我國第
一輛通過碰撞測試和法規驗證之國產電動車,已正式
掛牌,然目前尚未正式對消費者販售,而華德動能、
立凱、馨盛、唐榮則生產電動大巴產品,目前在國內
各縣市公車已可見到。東元則投入電動三輪車的開
發,則以進入東南亞市場為目標。
充電系統
臺灣在充電設備相關之重電、電源供應產業實力強,
且配合先導運行計畫的展開,目前已有許多廠商投入
電動車充電系統開發與營運管理,包含臺達電、光寶、
鎰福、立德、奇美精密、裕隆電能等,此外維熹則提
供電動車充電耦合器,並傳出將進入Tesla 供應鏈的
消息。 資料來源:2015 汽機車產業年鑑,工研院IEK
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資料來源:工研院 IEK 整理(2014/05)
圖 3 我國智慧電動車產業區域聚落現況
(二) 儲能系統
儲能系統由儲能元件、能源管理(控制)系統、能源輸出入
管線等組成;但其主要成本為儲能元件(蓄電池、超電容、飛輪...
等),儲能系統產業可以儲能元件產業來代表,而儲能元件產業
產值又以蓄電池產業幾乎占絕大部分,故儲能系統產業主要可
由蓄電池產業來做說明。
2015 年蓄電池產業市場總產值約 640 億美元,其中鉛蓄電
池產業市場產值約 360 億美元,鎳鎘蓄電池產業市場產值約 10
億美元,鎳氫蓄電池產業市場產值約 25億美元,鋰蓄電池產業
市場產值約 225億美元,其他蓄電池(液流電池、鈉硫電池…等)
產業市場產值約 20 億美元。預估 2020 年蓄電池產業市場總產
值約 815 億美元,其中鉛蓄電池產業市場產值約 440 億美元,
鎳鎘及鎳氫蓄電池產業市場產值保持約 15 及 25 億美元,鋰蓄
電池產業由於電動車數量快速成長,產值也快速擴增至約 325
億美元,其他蓄電池(液流電池、鈉硫電池…等)產業市場產值
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保持約 20億美元(如圖 4)。
資料來源:HEV, P-HEV and EV Market – Impact on the Battery Business, Christophe Pillot,
Avicenne Energy.
圖 4 各種儲能電池產業市場產值
預估儲能電池市場總產值將由 2015年的約 640億美元,快
速擴增至 2020 年約 815 億美元(圖 5),主要原因為電動車數量
快速擴增由 2015年的 3百萬輛擴增至 2020年的 6.5百萬輛(圖
九),及再生能源儲能需求增加致產業用市場增加,兩者共增約
100億美元,其他應用市場則少量增加。
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資料來源:HEV, P-HEV and EV Market – Impact on the Battery Business, Christophe Pillot,
Avicenne Energy.
圖 5 蓄電池產業應用市場分析
三、結語
蘋果公司執行長庫克(Timothy Cook)曾這樣評價電動汽車產業:
「我確實認為電動汽車產業正處於巨大變革的臨界點,不只是漸進式
的變化。」當充電設施和電池儲能技術的發展達到一定程度之後,開
著電動車長途行駛將不再是夢想。相信不久的將來,在高速公路上看
到長途奔馳的電動車將變成再平常不過的事了。
為迎接智慧電動車新時代,除了有賴政府與業者的通力合作,以
規劃我國電動車及儲能系統相關產業的發展策略與目標,透過完整的
規劃及戰略方針,讓我國電動車相關產業將來能走出台灣,切入並布
局全球電動車市場外,亦需有興趣的青年學子投入電動車輛及儲能系
統的維修、設計、研發、測試等方面,成為優秀的頂尖人才,相信有
你(妳)的參與,台灣將成為全球智慧電動車輛產業發展之重鎮。