電動摩托車新世代

分享 文字／鄭榮和(台灣大學機械系FORMOSUN先進研究動力中心指導教授)

　這陣子全球的電動車產業似乎正在發燒，各大汽車廠相繼推出量產或即將量產的電動車參展，讓電動車的發展在沈寂了將近百年之後，突然間變成了非常夯的話題。台灣也不落人後，1月中旬新聞報導出現「3年補助30億 3千電動車上路」的吸睛標題，這項政策趕上了「世界潮流」，也讓很多投資人焦急得不得了，深恐已經錯失下一個「金磚」。
補貼電動車 台灣跟著瘋

　根據報導，台灣關於電動車的補助，內容主要為將由經濟部「研擬五年的電動車補助方案，第一階段將在三年內補助卅億元，發展至少三千輛電動車上路；第二階段則提供一般民眾購買電動車的補貼，包括直接補貼購車金、無息貸款和抵減所得稅三方案，提高民眾購買意願。」

　然而，幾天以後，《電子工程專輯》出現另一種聲音的標題－「豐田：電動車仍然不夠成熟，車企不要盲目發展電動車？」文章內容則提到：「豐田汽車公司負責替代能源研發工作的總監比爾•賴納特近日表示，美國的消費者還沒有做好準備來迎接電動車，而電動車本身仍然不夠成熟。目前對於汽車行業來說，最佳選擇就是不要盲目推動電動車走進千家萬戶，而是應當更為理性地看待消費者的需求。」

　關於電動車的真相，到底是什麼？

　載具是日常生活當中非常重要的必需品，雖然「行」在我們順口講的「食衣住行」日常生活最重要的活動中排行第四，但卻是人類全球化文明，之所以能夠達到今天水準的最重要功臣。

　其中，汽機車與消費大眾較為密切，在發展了一百多年之後，所有的使用者都已經被它的方便、可靠與負擔得起所寵壞。而這裡面最重要的關鍵是內燃機(包括汽油與柴油)引擎。若不是它們產生太多的污染、或可提煉出汽油與柴油的石油可能會在短短的三、四十年內用光或至少變得非常稀有，其他形式的動力是沒有任何機會的。

　只是，解決方案一定是電動車嗎？

　把一部汽油引擎車的引擎換成馬達，油箱換成蓄電池，就成了一部電動車，好像很簡單。事實上你真的可以在網站上買到套件，自行改裝電動車。只不過，這樣的車子，效率不會很高，也不可靠。由汽車製造公司特別研發設計的電動車，當然在性能上可比擬汽油引擎車，只是會很傷荷包(電池可能就佔了全車價格的三分之一以上，馬達含控制器也比非常成熟的引擎貴很多)。不過，電動車不只是貴而已，有兩個大問題是被寵壞的大眾仍無法接受的。

充電速度 仍為車主垢病

　其一當然是蓄電池的能量密度與充電速度。我所帶領的FPRMOSUN團隊從2007年底起在台達電子文教基金會的資助之下，從零開始設計打造一部電動車，就在今年初第一次落地試跑。然而，當它駛出戶外時，看到那一箱電池，我頓時心生「That is ridiculous! (太荒謬了！)」的感覺。

　當時，我們只裝了四分之一的容量，有60 kWh的電量(1 kWh=1度電)，約65公斤重，根據設計，大約可以行駛60公里。我們設計的目標，是朝全世界同級車最省電的電動車邁進，每跑一公里只要0.1度電。可是同樣重量的汽油，既使引擎效率僅約30～40%，較馬達的85～90%差很多，但是卻能跑約400～500公里！汽油的能量密度，是目前最輕的鋰電池的10倍；就算我們把所有的電池都裝上，充飽電後最遠也只能跑約240公里，實在很難跟汽油引擎車競爭。

　很多電池界人士認為只要充電速度夠快，電動車就能普及；因此所謂十分鐘甚至於三分鐘就能充電至80%的容量，而不至於影響電池壽命，就成為大家努力的目標。不過，一般人不瞭解的是，在那麼短的時間內要充入那麼多的電量，需要特殊且昂貴的充電裝置，直接使用家裡的電充車，通常需要至少八小時以上的充電時間。

　我常聽到的說法是：那麼，我們應該教育駕駛人。這句話若出自企業家的口中，常讓我啞口無言。我一直以為身為學者，不管我多注意時事，多接觸企業，多跑工廠，我還是象牙塔裡的人。我不懂群眾，我不懂廣大消費者想什麼。可是企業家們應該對群眾、消費者或流行趨勢非常敏銳才對吧？當你想教育消費者時，消費者只要拿出他最厲害的武器，也就是「不掏錢」，就狠狠地教訓了你。這就是賴納特「應當更為理性地看待消費者的需求」所指的意思吧？

低電量時 操控性打折

　另一個問題是油箱裡只要還有油，你可以隨時猛踩加速踏板，但是電動車的電池在快要見底時，當你猛踩踏板時可能放不出足夠的電讓你能隨心所欲的加速。這會是有關安全性的問題。想像你的電動車顯示電池容量剩下約20%，在超車時突然間對面來了一部卡車，這時你猛踩電門，結果呢，馬達不但沒有加速，反而好像沒力了，我想這個心驚膽跳的經驗，絕對足以讓大多數的消費者卻步。

　我並非要唱衰電動車，也沒有一顆水晶球來預測未來，只是對於目前突然間被炒得很熱的電動車議題抱持質疑態度。畢竟，除了中國大陸可以用規劃經濟(但是換了領導者可能就全盤翻案)的方式來帶動電動車的市場之外，如果可以自由選擇的話，我實在看不到這些過熱的報導中的消費者在哪裡。

　要找到一個或一些低污染、負擔得起且永續發展(不虞匱乏)的答案，絕非一蹴而就的事。為了能建立一個新的行動方式的社會或工業，我們需要考慮的細節實在太多了，包括以上討論的電池與馬達等的關鍵技術，一直到最源頭的材料與資源的豐度，不過最重要的仍是消費者的接受與否。我們還有很長的路要走，但是時間已經不多，也沒有太多的資源可以浪費，所以是否讓我們靜下心來，想清楚想透徹後再行動？

關於作者
鄭榮和，美國密西根大學博士，研究領域在有限元素法、金屬成型、超塑性成型、結構分析等，曾任職於美國奇異公司研發部門。回國後任教於台灣大學，並曾帶領台大太陽能車隊赴澳洲比賽，過程還拍成電影《夢想無限》。現任台灣大學機械工程學系固力組教授，兼任FORMOSUN先進動力研究中心指導教授，持續研發綠色運具。