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2022.02.05 05:58 臺北時間

【全文】解決電動車里程焦慮 無線充電革命來襲

在電動車終將普及的未來,電動車和手機一樣也可以無線充電,已悄悄掀起一場業界電力革命。(翻攝WiTricity臉書)
在電動車終將普及的未來,電動車和手機一樣也可以無線充電,已悄悄掀起一場業界電力革命。(翻攝WiTricity臉書)
電動車時代來臨,受到充電樁等基礎設施不足影響,開車出門擔心電不夠、充不到電的「里程焦慮」,已成為電動車普及的最大罩門之一。本刊調查,包括BMW、福斯與保時捷在內的一線大車廠已與科技業者聯手,準備效法手機無線充電模式,讓車主一邊開、一邊就能充電,讓里程焦慮迎刃而解。
義大利北部小鎮布雷西亞附近,有一條A35高速公路,可一路暢通無阻地開往103公里外的時尚之都米蘭,2020年末A35旁出現一條看似普通、總長約1.05公里的連結道路,一台義大利電動車Fiat 500飛駛而過,儀表板上的所剩電力卻不減反增,回魂般地提升了好幾個百分點。
全球第4大車廠Stellantis在義大利建置的無線充電公路(右圖),現已進入第三階段測試。左圖為Stellantis集團執行長Carlos Tavares。(STELLANTIS提供/翻攝維基百科)

無線車充 5年內成真

這個場景得以實現,全靠去年才與台灣鴻海集團合資智駕座艙公司,並簽訂電動車合作協議的全球第四大車廠Stellantis支持,在柏油路下鋪滿電力輸出功率達一MW的無線充電板,透過Fiat 500底盤的接收器,就算不臨停、不插線,也能邊開邊充電,不僅把人類對電動車未來的無窮想像化為現實,更被《時代》(TIME)雜誌評為2021年最重要的百項發明之一。
暢想未來,一般道路、高速公路地底都鋪滿充電面板,電動車一邊開車就能一邊充電。(翻攝Contintntal官網)
隨著全球各國大力推動淨零碳排,「燃油車禁令」時間點逼近,已加速電動車時代來臨。根據DIGITIMES Research預估,2025年全球電動車市場滲透率將超過30%,也就是說車商每賣出三台車就有一台是電動車。
特斯拉創辦人馬斯克(Elon Musk)相當驕傲的暢銷車款Model Y,經過不斷改良,目前續航力已達近600公里,與一般燃油車加滿油後能行駛的里程數相差不遠,但電動車主們最擔心的「里程焦慮」依舊無法解決,因為現實的充電環境仍跟不上電動車的銷售腳步,「充電樁那麼少,要是半路沒電,找得到地方充電嗎?」是許多電動車主最常出現的擔憂。
特斯拉創辦人馬斯克對自家車款續航力頗具信心,但充電樁不夠、電力焦慮仍是一大障礙。(達志影像)
「美國目前電動車銷量和充電樁建置比例是14比1、歐洲為11比1,中國則是6比1,不僅有分配不均的問題,也全都還沒有達到理想目標!」DIGITIMES Research研究經理林芬卉向我們直言。
盤點市面上已有的充電系統,除了現有6到8小時才能充飽的慢充AC(交流電)充電樁,以及只要30分鐘就能充到80%的快充DC(直流電)充電樁之外,本刊調查,如同科幻片般的電動車無線充電,在BMW、福斯、Stellantis等一線車廠積極投入下,極可能在3到5年內實現。「不過無線充電,未來比較像有線充電的『補充包』,兩者互補,而非完全取代。」林芬卉觀察。

政府車廠 開啟競逐賽

到底電動車無線充電有何優勢?林芬卉表示,相較有線充電,無線充電可以直接安裝在馬路、停車格的地底,對人口密集區域來說,不僅省去架設充電樁的空間,也可避免電線老化、纏繞的風險和麻煩,車主還能維持過去開燃油車的習慣,不需另外手動或花時間為電動車充電,停車、開車都能充電。「就跟手機充電一樣,逮到機會就充一下,不無小補、比較安心。」聽到車子未來也能無線充電,一位電動車主就對本刊直言。
不僅車主們關心無線充電的未來,就連各國政府都願意大力投入。以全球電動車發展最快的美國來說,政府投入無線充電的意願愈發明顯,甚至展開州與州間的競逐賽。
BMW堪稱布局無線充電最積極的車廠,6年前就嘗試把技術導入量產車上。(BMW提供)
去年7月,美國印第安納州交通部宣布和無線感應充電廠商Magment合作,開發全球第一條無線充電磁化混凝土的高速公路,預計先鋪400公尺封閉道路進行測試,成功即導入到一般路面。2個月後,密西根州長也表示要開發美國公共道路史上第一個無線充電基礎設施,並要求在1.6公里的道路上測試,成為美國首例為電動車進行無線充電的專案。
一線大車廠也不遑多讓,捷豹路虎(Jaguar Land Rover)和北歐著名的計程車營運商Cabonline、最大的充電站營運商Fortum Recharge,以及美國技術開發商Momentum Dynamics合作,研擬打造挪威第一支可以無線充電的計程車隊。
「目前全球主要大車廠都已經開始投入研發,畢竟一項產品正式導入到車上需要滿長週期,短期內宣示意味比較大,會不會量產還是未知數。」光寶科技動力儲能事業部處長李明修指出。
讓電動車邊開變充,政府車廠早投入。
其實,BMW 2019年推出的電動車款530e,在美國市場已可加裝無線充電系統,福斯(Volkswagen)、保時捷(Porsche)、賓士、現代(HYUNDAI)等車廠,都計畫在2026年左右推出相關產品。
「這是關乎數億美元的研發,車廠資金多,一定是投入無線充電的重要角色。電動車無線充電功率非常高,現有做手機無線充電的廠商可能不會是投入的那群!」林芬卉直言。

光寶深耕 九成能自製

綜觀全球電動車無線充電市場,現由美國新創公司WiTricity獨大,尤其3年前收購高通汽車無線充電技術部門Halo之後,如今握有高達1,500多個無線充電相關專利,就連中國汽車廠都搶著跟WiTricity合作,希望共同制定充電標準。
「全球的晶片設計商、無線充電解決方案商、電子零組件與汽車代工廠也都已紛紛投入,大家都鴨子划水。」林芬卉預估,未來有三類角色會是加入這場賽局的主要選手,包括掌握無線充電專利的廠商、參與無線充電標準聯盟的業者、以及一線車廠合作的新創及研發公司。
由麻省理工學院催生的美國新創WiTricity已是業界最大,主攻解決方案,與眾多車廠都有合作。(翻攝WiTricity臉書)
然而,一位業界人士向本刊透露,台灣涉獵的公司雖不多,但有兩家代工廠已積極投入,像是國內零組件大廠光寶科技,去年12月就高調地把自家無線充電成品搬到國際智慧移動展上,首度秀出自家開發的系統,「我們看到國外有這樣的需求,雖然產品還在研發階段,但跟車廠合作需要時間cook(運作籌劃),得先讓外界知道光寶有這樣的能力跟技術!」李明修說道。
事實上,多角經營、涵蓋業務廣泛的光寶,數十年前就已投入車用領域,靠著車燈、鏡頭、螢幕等產品,打進不少車廠的第二階供應商(Tire 2);4年前,開始布局電動車動力儲能業務,成為電動車車廠的代工夥伴,靠著客製充電樁成功躍升第一階供應商(Tire 1)。
光寶董事長宋明峰(前右)上任後,車用電子成為集團最重要的事業體之一,並大力布局動力儲能領域。
李明修表示,一台充電樁從硬體到軟體,90%以上皆由光寶自製,「無線充電這一個產品大概已經研發近2年,預計再過2年就會看到導入光寶系統的產品推出。」

致茂挺進 獲日韓採用

此外,投入電動車領域已經超過10年,也是特斯拉第一款電動車模組代工操刀者的量測儀器大廠致茂電子,1、2年前由中國客戶起頭,開始進行測試充電設備,如今陸續被日韓車廠採用。
致茂對本刊透露,車廠得先決定設計何種無線充電裝置在車上,之後才會委由代工廠商生產,目前致茂兩方皆有客戶,但大多還在研發階段,距離商用仍有一大段距離。
市場預估,電動車無線充電將於巴士等路線固定或有專用道路的商用車上先推行。(翻攝IVECO官網)
令人好奇的是,未來無線充電會設在哪些地點呢?「目前率先採用靜止無線充電的會是商用車,如計程車、巴士、貨車,當停在固定休息點時,短時間內進行充電。」李明修說。
除了定點式的無線充電外,學研單位與車廠們都在研發邊走邊開的「行駛中充電」,像是日本精工與東京大學就曾聯手,分析在長約215公里的神奈川線公路上的各種車輛行駛數據,發現車子停在紅綠燈前30公尺的時間,占整體行駛時間25%,進一步估算,倘若在紅綠燈前30公尺內裝載無線充電,電動車幾乎可在不使用到自身電力下開完全程。
2021國際智慧移動展上,光寶高調亮相自家的電動車無線充電產品,引發市場關注。
光寶科技也曾對此做過研究,「未來在高速公路上,或許可鋪設特殊充電車道,當電動車沒電時就開進該車道充電。至於付費方面,當車道識別車輛後,充完電便可直接向車主發送帳單或扣款。」李明修笑著說。

發展關鍵 涵蓋官商民

然而,談起無線充電未來發展,李明修表示,政府願不願意投資進行基礎建設無疑是最大關鍵,其次為車廠是否願意投入開發產品,最後才是經過一番便利性比較考量後,車主願不願意加購使用。
綜觀電動車的無線充電,仍有不少問題得靠時間摸索解決:充電慢、效率低、異物偵測、成本比有線充電貴5倍…但上述問題終究會被解決。對於無線充電的未來發展,業界異口同聲直指,自駕車最終會是和無線充電最完美結合。試想:當你開車到台北信義區的百貨公司門口,便下車讓車子自己定位、自己找停車位,再精準對位充電,將能省下多少時間?
「未來若有一天,百分之百都是自駕車,無線充電的普及率一定會高過一切,因為人都是懶惰的!」林芬卉笑著說道。
實現電動車無線充電夢的參與者。
更新時間|2023.09.12 20:41 臺北時間

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