2010-01-03

電池技術大躍進 電動車起跑

【經濟日報╱記者陳信榮/專題報導】2009.12.22

早在汽柴油引擎車被發明前,電動車就已經問世,但何以到現在,才開始被廣泛注意與發展,動力電池(車用電池)的發展是關鍵因素。



▲經濟日報/提供

裕隆汽車總經理陳國榮說,目前電池占電動車的成本超過五成;電動車未來十年內能否順利普及,電池技術提升與成本下降,絕對是關鍵。他相信,這樣的一天絕對會來到。

也由於電池是推動電動車的最大關鍵,近年來各大車廠陸續與電池大廠結盟,除了雷諾、日產汽車與日本AESC,豐田汽車與松下、現代汽車與韓國樂金化學(LG Chem)結盟,已掌握電池核心技術,以及確保電池供應來源。

就連台灣的裕隆集團,也積極參與能元科技的增資,不排除未來電動車量產後,進一步與能元結盟。


▲必翔發展出電動車用的磷酸鋰鐵電池模組,積極在各大小發表會上宣傳。

金富田科技總經理張金鋒說,電池是讓馬達離開牆壁,可以隨意移動的關鍵。
金富田是知名的電動車馬達供應商,包括美國電動車廠Tesla、寶馬(BMW)集團的Mini E電動車、台灣裕隆集團開發的電動車等,都是採用金富田的馬達產品。

不過電動車所需要的電池,可不是一般的電池。試想,我們在行駛車輛的過程中,有時需要重踩油門急加速,有時行駛高速公路需要長時間高速運轉,有時需要載重爬陡坡,也需要大腳油門。

若轉換為電動車,對於電流的需求,也是不穩定的,有時需要瞬間大電流放電,驅動電動馬達加速,有時又要穩定放電,加上車輛的使用環境更嚴苛,需要克服高熱、高濕度、震動等因素。


▲台塑長園發展出的氧化鋰鐵磷正極材料,並已設廠量產,積極搶進電動車電池市場。台塑/提供

國內少數從事電動車、綠能產業研究的集邦科技指出,電動車對電池的要求極高,必須有高能量密度、高電力密度、快速充電與深度放電的特性,且要求成本儘量壓低、使用壽命儘量長。近幾年來,動力電池使用材料與技術有關鍵性突破,更是加速電動車推廣的關鍵。

電池材料種類很多,但如今有愈來愈多研究單位,考慮以鋰電池作為電動車用的動車動力電池。集邦科技研究發現,鋰電池具有工作電壓高(是鎳氫電池的三倍)、能量密度大、體積小、重量輕、使用壽命長、自放電率低、無記憶效應等特色,較能滿足電動車的嚴苛需求。


▲納智捷電動車Luxgen EV+的鋰電池模組,共採用了6,000顆鋰電池。納智捷汽車/提供

汽車畢竟是「安全第一」的產品;沒有安全,再好的科技、性能,也是惘然。目前電動車最大的安全疑慮,就是來自於電池,也是擋在電動車推廣道路上的最大障礙。

一般筆記型電腦的電池,不過是六顆鋰電池串聯,不時傳出有電池爆炸、電腦燒掉的新聞。


▲能元科技切入電動車用鋰電池市場有成,產品獲車廠採用。能元/提供

一輛電動車,動輒需要三、五千顆的鋰電池,同時大電流放電,產生的高熱難以想像的;高熱不僅可能造成鋰電池效能快速衰耗,更可能造成整輛車爆炸、燒掉的危險,是目前很多開發電動車的廠商,最頭痛的問題。

因此除了電池材料、製程技術之外,散熱系統設計,更重要的是電池管理系統(BMS)的技術,更是確保電池維持最佳工作效能、不會過熱,又兼顧安全性的關鍵。

現階段電池廠對於鋰電池多半只提供一年保固,與目前汽車廠提供產品三年以上保固的政策相左,也是電池廠切入動力電池領域必須面對的挑戰。

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