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智慧電動車輛產業
- 1. 1 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。
- 2. 2 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 ElectricVehicle, 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
- 3. 3 等著名廠牌；插電式混合動力車則有 Toyota Prius、Mitsubishi Outlander、VolvoV60、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
- 4. 4 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
- 5. 5 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
- 6. 6 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
- 7. 7 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。
- 8. 8 資料來源：HEV, P-HEV andEV 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。