上一篇我們談到特斯拉電動車開創新局,帶來一場交通工具的革命,迫使傳統汽車大廠放棄他們的主將(內燃機)引擎。其實早在18世紀,第一台用直流電機驅動的電動車就已經製造出來,並且橫行了半個世紀後,才因當時電池技術的瓶頸,以及競爭對手(內燃機)引擎效能的提升而逐漸敗陣,換來近一個世紀的沉寂。
是不是覺得這個故事很熟悉?我們之前曾經講過胖子鈉電池輸給鋰電池40年後捲土重來、敗部復活的勵志故事,電動車也是因為時空背景、條件不允許,當時沒有成功罷了。太陽底下沒有新鮮事,已有的事,後必再有,要不是因為電池技術的瓶頸,人類開一台沒效率的汽油車一百年還真是沒有道理。
「得三電系統者得天下」,三電系統是哪三電?
過去的汽車產業是「得引擎、變速箱者得天下」,如今則是「得三電系統者得天下」,所謂的三電系統是指哪三電?
● 電動車的手腳:電機
電動車捨棄引擎、變速箱,改由馬達直接驅動,負責提供車子的直接動力轉動車輪,然後根據驅動方式的不同,再區分成永磁馬達與感應馬達兩大類。馬達的地位等同於引擎,三電中的第一電,就是電機。
● 電動車的大腦:電控
三電中的第二電,則是電控。電控是車子的大腦,負責所有指揮所有車子的運作,包含前述的電機控制,什麼時候快、什麼時候慢,對應快或慢時背後的各元件配合,都是電控負責的範疇。
● 電動車的心臟:電池
電機跟電控都已廣泛應用在家電、各種工業或是數位產業,也是臺灣產業的強項,許多媒體所點名的電動車概念股,講的都是供應電動車電機和電控零組件的公司。然而,電動車的心臟在電池,三電中的第三電,電池占電動車近一半的成本,是電動車中最關鍵的零組件,也是最重要的兵家必爭之地,但臺灣多年前卻因短視近利及路線選擇錯誤,而將此龐大的商機拱手讓人。
什麼是電動車動力電池系統(Powertrain)?
三電系統為電機、電控、電池,分別是電動車的手腳、大腦、心臟,我們今天要談的是轉職電動車產業必備的面試問題,也就是電動車的心臟:動力電池。綠學院的讀者較為熟悉儲能電池(註一),也參加小聚,電動車及儲能系統是電池的前兩大應用場景,因此動力電池的用詞主要是為了與儲能電池區隔,兩者需要的技術特性稍有不同。我們文章使用動力電池,特別指用在電動車上的鋰電池,除一般鋰電池特性外,通常還具有快速充放電的特性。目前動力電池已經超過鋰電池出貨量一半以上,而電動車現階段還不過只是萌芽階段,預期未來動力電池將會主宰電池市場。
● 電動車動力電池系統如同人體的心臟,由電池模組、電池管理系統、熱管理系統、電氣及機械系統所組成