電動車高速發展勢不可逆 2022須關注3大面向

雖然電動車因安全問題考量而召回的事件時有所聞,如去年8月通用汽車(GM)旗下的雪佛蘭Bolt、12月底特斯拉(Tesla)的Model 3和Model S等,仍不影響全球電動車的高速發展。

高速發展趨勢不可逆

根據工研院(ITRI)預估,由於疫苗逐漸普及帶動經濟回溫,全球2021年汽車銷量約成長11.5%,其中電動車(包含混合動力及純電動車)銷量成長預估近90%,可望突破900萬輛。彭博新能源財經(BNEF)的預測報告也指出,2021年全球電動車銷量和2020年相比大幅成長80%以上。

隨著全球暖化議題受到關注,世界各國為達到碳排目標也紛紛祭出相關脫碳政策,已有超過20個國家制訂在2025~2050年間全面汰換傳統燃油車為電動車,而歐盟、中國和美國等也針對車廠訂定二氧化碳排放法規,若未達標將面臨巨額罰款,迫使車廠積極轉型。此外,各國政府也積極提供相關補助措施,如電動車購車補助、廣設充電樁等。

而有了各國政府綠能政策加持、電池等關鍵原料價格下降等利多因素,將有利於提升消費者購買電動車的意願,全球電動車普及速度將比之前預想的還要快。ITRI估計,2021~2023年全球電動車年複合成長(CAGR)將高達31.6%;BNEF則預估,到2040年全球乘用和商用電動車的數量將上看6.77億輛。

2022須關注3大面向

站在發展勢頭如此強勁的電動車風頭浪尖上,2022年有哪些面向值得我們關注呢?

一、半導體與電子控制元件

電動車帶動半導體使用種類及需求量大增,其中第三代半導體-氮化鎵(GaN)與碳化矽(SiC)值得關注。碳化矽具耐高溫、高壓、高頻率、大功率等特性,特斯拉電動車之所以續航力領先的一個因素在於大膽採用碳化矽零件,減少能源在零組件之間傳遞的流失。而全球電動車陸續朝向800V高壓架構升級,也將推升對碳化矽的需求,市調機構TrendForce預估,2022年全球電動車市場對6吋碳化矽晶圓的需求,將從2021年的12萬片翻倍成長為23萬片,也將一路維持這樣的成長態勢將於2025年達到169萬片。

而電子控制的功率元件中,以二極體最為重要,目前車廠已紛紛從傳統二極體(STD)改換成高效二極體(LLD)。在考量安全性及駕駛空間舒適性的要求下,除既有的低功耗元件、穩壓器等,車電系統導入如導航、溫度、影像監控、安全偵測等感測器或設備,皆帶動車用二極體需求數量大幅增加。

二、續航力及快速充電

電動車的續航力一直是各界關注的焦點,根據外媒報導,在兩次充電之間的行駛距離為250英哩(約402.3公里)將是2022年的基本要求,低於這個標準的電動車將難以在市場上競爭。

除了續航力愈長愈好,儘可能縮短充電時間、加快充電速度,也是2022年各車廠著力競爭的重點。目前最快的充電器工作電壓為800伏特,能夠提供高達350千瓦的充電,但各車廠必須在平衡充電速度、電池穩定性、電池使用壽命各種技術考量下找到更好的解決方案。

三、電池及充電樁

2022年車用電池這塊也將成為兵家必爭之地,有報導指出電動車可望全面使用磷酸鋰鐵電池(LFP),讓電池材料、功率元件等紛紛嶄露頭角。而豐田(Toyota)在甫落幕的CES 2022中證實,第一款配備固態電池的豐田汽車(油電混合車)可望在2025年登場,也宣告要在2030年量產固態電池純電動車。

而氫燃料電池(fuel cell)雖因成本、基礎建設、原料價格等因素較難普及,但其擁有高續航力及快速補充能源的優點,很適合路線單純的大型車輛,例如長途客運及連結式卡車。

此外,充電樁亦可望於2022年飛速發展。以美國來說,預計在2030年達到新車銷售中有一半以上為電動車的目標,因此提出高達1,740億美元的電動車購買及充電樁設置相關補助,其中將投入150億美元在高速公路沿線和地方社區設立50萬個快速充電樁。

結語

未來,在軟體(平台)、5G網路、材料等技術日新月異地不斷精進下,電動汽車也將持續朝模組化、智慧化與輕量化發展,快速落實車聯網V2X的美好藍圖。