电动车市场前景看好，各大汽车与科技大厂的布局动作也开始加速，在充电站领域，更已出现多种俱实用性的创意想法。


电动车被视为汽车产业的未来，各国政府与车厂都将之视为重点发展目标，根据Cairn Energy Research Advisors报告预测，预计2021年全球电动车销售量将跃升36%，并首次突破300万辆的大关。不过，电动车如果要如官方与产业预期，要在2030年取代燃油车，西门子智慧基础建设产品与系统业务处技术应用工程师钱昱达指出，除了车辆本身技术的进化外，充电技术也是关键。


Tesla建构完善充电体系

就全球电动车的充电技术现况来看，由于Tesla仍是最大的电动车业者，因此充电建设也最普及，目前该公司的充电方式有四种，包括超级充电站（Super Charger）、目的地充电站、通用移动式充电与家用充电等四种。超级充电站的效率最高，仅需20分钟就能充满一半的电能，40分钟可冲到80％，Tesla目前已在全球设置超过2千个超级充电站与2万个以上超级充电座。



图1 : 西门子智慧基础建设产品与系统业务处技术应用工程师钱昱达指出，除了车辆本身技术的进化外，充电技术也是电动车的普及关键。（摄影／王明德）
图1 : 西门子智慧基础建设产品与系统业务处技术应用工程师钱昱达指出，除了车辆本身技术的进化外，充电技术也是电动车的普及关键。（摄影／王明德）

超级充电站通常是旅程前特地前往充电，目的地充电站则是在工作或旅程中途，过夜或停留时间稍长时顺道充电，这类型充电桩的电流为40A、电压为220V，每充一小时，续航里程可增加30～50公里。移动式充电为Tesla购车时所配备的设备，让车主利用工业或家用插座充电，其充电速度较慢，主要为应急之用。至于家用充电是在家中有停车场者所设置，这类充电桩与目的地充电桩一样，都使用高功率壁挂式充电器（High Power Wall Connector），其充电效率相同。


对车主而言，钱昱达认为上述四种充电方式中，家用充电的成本最佳，尤其是Tesla未来打算收取超级充电站的超时收费后，在家充电更是好选择。他建议家中有充电站的车主，可与台电更改为时间议价，并在离峰时间进行充电，如此可让电动车的电费低至原有的1/4，若以特斯拉超充充电费用来看: 一元可行驶0.64公里，已与95汽油相当，再加上无机油与少剎车皮的损耗，持车成本可大幅降低。


三大未来电动车充电趋势

Tesla固然是现在电动车领域的领头羊，但在市场前景看好之下，各大汽车与科技大厂的布局动作也开始加速，在充电站领域，更已出现多种具实用性的创意想法。钱昱达表示，除了既有得固定充电桩之外，目前充电站的开发趋势还有无缐、隐藏与充电机器人等三种。


无缐充电目前多应用于消费性电子产品，在电动车领域一般被认为充电速度较慢，因此投入者较少，不过近期由汽车大厂JAGUAR LAND ROVER与无缐充电厂商Momentum Dynamics携手开发的车用无缐充电技术，功率可达50～75kW，已接近直流充电。此一方式可解决电动计程车的充电问题，驾驶无须下车就可在排班时，将车停在有充电器的停车位充电，以目前电动车电池40～95kW的容量估算，大约30分钟即可充电80%，Momentum Dynamics执行长Andy Daga认为，如果是採换班作业，此一运作方式可以让计程车持续运作24小时，让电动车的应用更多元。


第二种充电趋势是隐藏式充电桩，此一设计是由英国新创公司Trojan Energy提出，构想是在街道上设置弹出式充电桩，车主将车开到定点后，地面会弹出充电桩，设计用意是希望让街道平整美观。此类型充电系统的供电来源可一次供应18组充电桩同时使用，每一充电桩的充电效率最高可达22kW。


第三种充电方式是由福斯汽车提出的充电机器人，目前仍停留在概念阶段。此一构想的运作方式，是在停车场设置充电站与充电机器人，机器人一般时刻停留在充电站中蓄电，车主如有需求时，再透过停车场软体平台呼叫机器人前来车旁充电。相较于现行作法，充电机器人不必在停车场中设置专用的电动车停车位，仅需闢一充电站，就可供全面性的充电服务，藉此降低车电基础建设成本，并让停车空间的应用更具弹性。此技术虽有成本与弹性优势，不过钱昱达指出，机器人的定位与眼手协调问题，仍是待解难题。


电动公车发展潜力雄厚


图2 : 现在欧美国家已有公车业者利用集电弓方式，在停靠站为公车充电。（source：西门子）
图2 : 现在欧美国家已有公车业者利用集电弓方式，在停靠站为公车充电。（source：西门子）

上述三种充电方式都未商品化，因此电动车的自用车充电方式仍以现行充电桩方式为主，至于商用车则有车厂採用类似铁路系统的集电弓方式，集电弓充电功率可分为300 kW、400 kW、600kW，欧美厂商多採用300W，目前已有公车业者在总站停车场与公车停靠站，以此方式为旗下公车充电。


与一般自用车相比，电动公车的需求明确，且有政府补助，因此成为电动车厂商近年来的重点市场，台湾多数县市就已开始推动电动公车。目前台湾电动公车的充电方式多在夜间充电，以避开电费高峰期，不过如果所有公车都集中在夜间充电，仍有可能超过契约电量，相较之下，集电弓在公车停靠站的短暂充电方式，则可平摊电量，对公车业者而言会是较佳选择。


西门子在2010年就曾推出电动车充电解决方案，不过当时市场规模有限，因此计画暂缓，一直到2015年市场成熟，才推出第二代产品，并于近期推出第三代。西门子的第三代产品强化了子机效能，一座主机可透过 Wi-Fi 连结10台子机，在管理子机的同时，主机也会撷取、汇整子机的数据，再透过长距离无缐通讯方式，将数据传至云端平台，此外，子机也多了RFID设计，可以识別车辆身分，兼做停车管理用途。


西门子的充电解决方案，目前已广泛应用于欧美地区，钱昱达表示，欧洲国家由于有减碳压力，电动公车的发展较快，前文提到的公车集电弓充电方式，就有多起成功案例。至于台湾，这几年中央与地方政府已全力推动，产业也全力配合，市场已出现荣景，西门子在台湾会以造价较低的AC充电产品为主，未来将视台湾车商需求，提供市场完整的解决方案。


**刊头图（source：西门子）