【專題探索】電動車成本結構分析及對傳統汽車產業之影響
吳念祺、陳彥豪 (2011/11/07) 《台經月刊第34卷第11期》
電動車是一個高資本投入、高技術密集的整合性產業,從最上游的材料(Raw Materials)、中游的電池芯(Cell)、電池模組(Pack)、電池管理系統(Battery Management System)、馬達(Motors)、控制器(Motor Controllers)、到下游整車製造(Vehicle Manufacturers)、汽車電子(GPS/GSM)、電力基礎建設(Power and Infrastructure),需要大量跨領域的技術支持。由於電動車的動力來源來自於電池,從外部車身以至內部零件,均與傳統汽車迥然不同,進而影響全球汽車產業的結構變化。
因此,本文將先針對電動車與傳統汽車構造差異進行比較,進而觀察兩者之間成本結構的變化,並分析車輛電動化後對傳統汽車產業所造成的衝擊,最後將做一總結,作為國內推廣電動車產業之參考依據。
電動車與傳統汽車構造差異
依據動力來源之不同,車輛(Vehicle)可分為四種類型:(1)傳統內燃引擎車(Internal Combustion Engine Vehicle, ICEV):將燃油在汽缸內完全燃燒,並經由內燃引擎轉換後,作為動力推進之來源,並透過變速箱(transmission)內多組的傳動齒輪產生速度切換;(2)油電混合電動車(Hybrid Electric Vehicle, HEV):以燃油搭配電動馬達作為技術,高速時以汽油驅動引擎,低速時以電池為動力;(3)燃料電動車(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV):以氫氣為燃料,經由與氧氣化學反應後產生電能,作為車輛的主要動力來源;(4)純電動車(Battery Electric Vehicle, BEV):完全以電池作為驅動車輛行駛之動力,並用馬達和變流器(converter)取代原有變速箱的傳動功能(圖1)。為了降低石油依賴度、減少能源耗竭威脅,目前美國、歐盟、日本、中國等品牌車廠已開始進行HEV和BEV的量產,而FCEV由於技術不夠成熟、且運行成本高昂,故距離量產階段仍有一段時間。
圖1 電動車與傳統內燃引擎車構造之差異
以上四種汽車類型之中,從節能減碳角度來看,以ICEV對石油依賴度最高,二氧化碳排放量最大。相形之下,電動車對石油依賴度較低,BEV和FCEV甚至不需要石油作為動力來源(表1)。
表1 智慧電動車技術競合比較
再就綜合效率而言,因為ICEV的引擎並非一直維持高功率轉速,而電動車之運轉需經過發電、充電、放電等動力轉換過程,故BEV的35%能源使用效率,遠比ICEV的14%來得高。最後,在價格制定方面,由於電動車所涵蓋的動力電池,占整車成本結構一半以上,故迄今價格仍然居高不下。以本田汽車(Nissan)於2011年所推出純電動車Leaf為例,售價約400萬日圓(約新台幣132.3萬,注1),是傳統ICEV的兩倍。而燃料電池(Fuel Cell)的材料成本高昂,整車價格高達一億日圓左右(約新台幣3,307.9萬),成為FCEV實現普及化的最大瓶頸。
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