电动自行车(EB)发展现况:业界人士普遍认为电动自行车是短距离的重要代步工具,前景乐观。电动自行车可在助动方式下工作,时速可达20公里,平均续航力在30公里以上,已能满足城市代步需求。且其重量较轻,价格也具竞争力;再者由于电动自行车时速并不高、操作简单,驾驶者不需考照;且其电力属于助动性质,即使半途没电,亦能象像自行一样骑回家。根据AVICENNE Development的调查(图2),2001年全球EB的市场需求量约为100万台,预测每年将以20%左右的幅度持续成长;中国大陆为最大市场,需求量可达30万辆以上,日本约30万辆、欧美市场和其它地区各有25万辆的规模,以每辆EB平均单价500美元计算,全球EB市场潜藏6亿美元商机。
在技术研发与生产方面,日本是全球最早开发EB并将之商品化的国家,日本Yamaha、Hoada等厂掌握日本EB的技术与市场,分别占2001年全球销售量(约百万辆)的20%与10%。欧洲德国Mercedes Benz和意大利Aprilia,虽然同样非来自传统自行车产业,但亦在今日的EB市场占有一席之地。我国电动自行车异军突起,投入生产EB的厂商有好几百家,年产量达20万辆以上,制造实力强,但多数品质仍不及日、欧大厂,价位较低。
四、电动车用电池发展趋势
电动车发展的关键在电池,而电池亦需借电动车的发展再创活力。目前全球电动车电池技术发展的两大方向:现有二次电池的改进;开发新的燃料电池。不过从低耗电量的可携式3C产品,要跨入高电能带动的电动车辆领域,镍氢与锂电等先进二次电池确实有不足之处,因此电动车用电池多数仍停留在价格相对便宜的铅酸电池等传统产品上;然而随着技术突破和生产成本有效控制,锂电池和镍氢电池因质轻、续航里程长,以及高能量密度和高输出功率的优势,在电动车产业中会获得有效发挥。另一方面,燃料电池虽说从实验室到低成本量产可能还需要一段时间,但因其具有洁净发电、不需充电时间、行驶距离远,其发展前途看好。
以具体发展趋势来看,电动汽车所需工作电压(200~350V)和电容量(10~20kWh)最大,因而面临的挑战也最巨,目前无论技术或市场都尚未成熟,中短期(2005~2010年)将以油电混合动力车(HEV)为过渡,长期(2010~2040年)则以燃料电池电动汽车为发展主轴商品化的电动摩托车性能不断提升,所用电池也由第一代的铅酸电池,到第二代的镍氢电池和第三代的锂电池,整车重量降至90公斤以内,续航力由原先的40~50公里提升为60~80公里,大致符合使用需求。由于市场规模小、无法量产的前提下,生产成本偏高。
电动自行车因重量轻,充电方便,耗电量小,而成为低价位的电动代步工具,近期内已成为效益较高的新兴市场。EB用电池技术同样可分为铅酸、镍镉、镍氢和锂电池,各具不同特性与优缺点(见表3)。EB所需工作电压为24V,上述四种电池皆无法以单体电池加以满足,,均须串、并联组成电池模块。铅酸电池模块重量为12公斤左右,整车重达50公斤左右,续航力约在 20公里左右,重量大及续航力短是铅酸电池最大缺点。EB镍镉电池将电池模块重量减至5~6公斤,续航力提升至30公里左右,不过电池的记忆效应与镉污染问题是其缺点。至于EB镍氢电池模块重量约为3~5公斤,续航力为30~40公里,但高温时自放电率高,易造成电容量下降。此外,单就电池性能而言,锂电池为首选,模块电池重量可控制在3公斤以下,续航力预期将可达50公里以上;然而现阶段价格偏高为为其弱点。在亚洲地区受经济条件影响,EB普遍使用相对便宜和瞬间放电能力大的铅酸电池。
全球EB用电池市场,在1999年时已由续航能力较佳的镍镉电池取得优势,市场占有率超过50%,但铅酸电池仍因亚洲市场的广泛使用而保有27%的市场。不过自2001年起,因欧盟陆续禁用铅酸和镍镉电池的规定,间接带动镍氢和锂电池兴起。先期具有价格优势的镍氢电池,可望迅速发展,年产值达可1.8亿美元;而铅酸电池将逐步退出EB市场,为其它(镍氢、镍镉与锂)电池所取代。
锂电池由于重量轻、续航能力佳、没有记忆效应等优点,成为EB产品下一代的发展目标。已有搭载锂电池EB上市。虽然目前锂电池产品价位普遍偏高,但若考虑电池使用寿命、每次充电续航里程及电池购置成本之后,发现锂电池每公里单位电池成本为0.54美分,只为镍氢电池0.45美分的1.2倍,颇具竞争力。在规模效应下,有效控制生产成本,估计镍氢电池降价空间为14%,而锂电池则有40%以上降幅。因此长期而言,EB用锂电池可望脱颖而出。同时,各大电池厂和研发机构已从电池新材料开发着手,试图寻找能取代昂贵电池材料(钴)的替代品(如锰),以进一步降低成本并提高电池性能。可以乐观地认为,EB用锂电池凭借其优越性能与合理价位,将来可取得EB用电池的领先地位。
五、结语
电动车产品为近年来新兴绿色工业,前景看好。电动车除了其商业价值外,环保更是重要一环,必需有政府政策引导,以促成产业的定位;现阶段来看电动车电池技术突破与市场规模的扩大是关键。面对此新兴市场,应整合资源和电池厂制造实力,选择合理的市场切入点,导入阶段性产品,以适应不断发展的市场需要。(华寿南)
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