電動公車,以電池拯救地球?

作者:馮郁容

為因應石油耗竭及全球暖化等能源和環境問題,電動汽車正逐步取代傳統柴油車,及昂貴又無法避免排放廢氣的油電混合車(Hybrid),躍居世界車壇的主流。由於從研發到換購都需要龐大資本,又事涉國家環境、經濟和安全及國民健康,以各種優惠獎勵措施,鼓勵研發和推動普及電動公車,已成各國中央及地方政府重要的大眾運輸政策。

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圖片來源:車輛安全資訊網

1. 柴油VS. 電力
世界衛生組織在2012年6月將柴油引擎廢氣明列為最高風險的第一類致癌物,又在隔年10月將戶外空氣污染及空氣中的懸浮粒子,列為第一類致癌物質。而不同於柴油車以燃燒燃料為動力,電動車捨去內燃機引擎,純粹以電池驅動電動馬達,保證了零廢氣,也降低了噪音。

電池及電動馬達,是電動車發展的關鍵。電動馬達相當於內燃機引擎,提供驅動能力,而電池正如柴油供給馬達運轉的能量。電動車的扭力和馬力仰賴的是馬達性能,續航力則取決於電池的電能容量。

現況來說,電動馬達的技術已相當成熟,電動車要普及的關鍵,在於電池的電能、充電時間、效能、成本、安全性、穩定性和使用壽命。

2. 充電VS. 換電
解決電池續航力的方式,主要有兩種。

一種是直充式充電,上海世博會的接駁公車,就是在乘客上下車的時間內,靠站快速充電。這種充電方式的缺點在於,若以大電流快速充足電量,會減損電池的壽命。但是,隨著充電效能的改良及充電設施的完備,電動巴士的行駛距離正不斷延長。

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在義大利、荷蘭、德國、南韓、英國……等國家,都已有類似的無線充電系統,能在乘客上下車時,快速補充電量。
圖片來源:BBC

而交換式充電,顧名思義就是評估好需用電量,屆時再更換已充好電的電池,或是到電池交換站更換。不過電動車所用鋰電池中活性強的鋰元素,仍是安全的隱憂;各家廠商不一的電池交換系統規格,也需要統合。

3.廢氣VS. 廢金屬
許多人預言,在充電科技快速成長、設備快速鋪展以及油價上漲的不變趨勢下,電動巴士的成本,不久就會與現仍較便宜的柴油巴士,出現黃金交叉線。環保又兼顧節能、高效、經濟、方便、穩定、耐用的電動公車,將往來於接駁據點、熱門景點乃至於長途路線間。

然而省下柴油的廢氣,所用電池在製程、使用當中乃至廢棄之後,是否反而為地球帶來其他汙染,永遠是和追求效能同等重要、同等迫切需要解決的問題。

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美國電動車商Tesla Motors 計畫在2015年設置快速充電站的版圖。圖片來源:engineering.com

資料來源:http://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0002-2406201317063900

http://e-info.org.tw/node/76853

http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/7673/Electric-Bus-Breaks-EV-Mileage-Record.aspx