台湾电动车产业现状及分析(上)


  台当局积极推动电动车研发
  2011年,台湾车市创造5年最佳纪录,达到35万辆。但另一方面,全球能源危机的加剧,油价上涨,以及减缓全球气候变暖、节能减碳的压力也在倍增。为了解决这个矛盾,台湾相关部门制定了电动车产业发展政策,包括2010年4月出台的《智慧电动车发展策略与行动方案》,提出支持各类智慧电动车科技研发项目,至2013年推动10个智慧电动车先导运行建置专案,计划让3000辆智慧电动车上路示范运行;到2016年自主研发关键零组件核心技术,培育全球前十大智慧电动车旗舰厂商,智慧电动车生产量超过6万辆(含外销1.5万辆);2020年成为全球前5大智慧电动车输出地,创造百万辆外销产值。
  为推动智慧电动车正式上路及普及化,并带动智慧电动车产业升级,台当局2011年公布“电动车先导运行计划”,拟定了五大发展策略,包括:以环保节能减碳标准健全智慧电动车的发展环境,推动智慧电动车示范运行,提高消费者购车诱因,健全智慧电动车友善使用环境,辅导产业发展等。
  迄今,台当局已促成电动车辆产业投资金额达100.5亿元新台币,协助31 家厂商从事电动车整车及关键零组件的研发,台湾工研院、车辆中心、金属中心、中科院、裕隆集团华创车电技术中心等研究机构组成台湾电动车研发联盟,不但瞄准电动车国际大厂供应链,还正在岛内设立电动车测试场,开发电动摩托车、轻型电动车、电动公交车等。
  工研院机械所副所长王汉英认为:“过去,台湾从未真正打入全球汽车市场、也缺乏产业自主性。电动车热潮给了台湾百年良机。电动车的出现,汽车动力结构大转变,从引擎驱动,变成电池和马达主控,给擅长机电的台湾产业一个百年难得的良机。”台当局对前景充满期待,预估到2020年,有可能创造3000亿台币的产值。
  零部件方面较有实力
  借助岛内较强的资讯和通信技术积累,台湾各家研究机构在电动车技术研发方面已取得不少成就,研制出数种实验型电动车样车,如台湾财团法人金属研究中心已在“绿能智慧车辆产业成果展”上展示了“金工1号”电动概念车等。一些电动车零部件厂商甚至打进海外汽车制造企业的供应链,并提供客制化设计研发服务。同时,台湾各界还在汇集技术能量,促成电动车产业聚落,发展关键前瞻技术与创新事业,并完善电动车标准法规、建立电动车研发平台与验证能量,希望将电动车培育成为台湾下一个“兆元产业”明星。
  电动车的车架、底盘、内饰、行驶系统等与普通汽车相同,关键是车用动力电池、车用电动机和汽车电源控制系统。车用动力电池占整车成本的35%到40%,车用电动机和汽车电源控制系统各占10%左右,是电动车成本最高的三大核心部件。
  目前车用动力电池主要有镍氢、锂锰和锂铁三大技术路线。其中,镍氢电池因重量重,又有记忆效应的缺点,不适用于需要大容量电能的插电式油电混合车或纯电动车。锂锰电池虽然获得日本车厂力挺,但因有超过摄氏50度,循环寿命将衰减20%,且永远无法回复的缺点,因此包括北美以及中国大陆的车厂都转向开发锂铁电池,俗称“铁电池”。
  锂铁电池的安全性高,没有过热或爆炸等问题;与铅酸电池相比,锂铁电池可减少28%到40%的体积与重量,而且锂铁中不含钴等贵重元素,原料价格低,且磷、锂、铁在地球的资源含量丰富,不会有原料枯竭问题,未来克服一系列量产技术问题以后,成本可望降低到和铅酸电池差不多。
  车用锂铁电池按构造可分为:正极材料、负极材料、电池芯和电池模组。目前,台湾参与研制和生产正极材料的厂商有台塑集团旗下的长园科技、大同集团旗下的尚志精化和宏濑科技;研发和生产负极材料的厂商有中国碳素;研发和生产电池芯的厂商有必翔实业、能元科技、金山电能和台达电子公司旗下的有量科技;研发和生产电池模组的厂商有新普科技、能元科技、西胜电子和统振公司的子公司达振能源。其中,位于台南科学园区内的能元科技公司是台泥集团的转投资企业,开展锂电池研发生产已有10余年之久,曾参与美国福特公司合作开发插电式油电混合动力车,已打进德国BMW公司MiniE纯电动车的供应链,目前拥有至少1000万颗电池芯的产能。
  正极材料是车用电池的关键,决定着车用动力电池的储量、大电流放电、高温寿命等参数,锂铁电池最关键的部分是磷酸锂铁(简称锂铁)正极材料,占电池成本达40%之多。在台湾电池界,素有“北尚志、南长园”的说法,即长园科技和尚志精化是目前台湾最顶尖的锂铁正极材料厂商,它们研发生产的锂铁正极材料,性能并不比国际大厂差。特别是长园科技,是目前全世界唯一有能力批量生产锂铁正极材料的厂商。一台笔记型电脑需要6个电池芯,一辆电动车则需要1000多个电池芯。以每个电池芯需要250克正极材料计算,长园与尚志精化每个月有500吨的产量,仅能满足1000辆电动车的需求。
  长园科技的最大优势是生产成本低,因而可以量产。它拥有多国专利技术,采用废铁(氧化铁)合成锂铁,其他厂商目前只能以纯铁作为原料,生产时必须使用昂贵的氩气,不但成本高出许多,而且铁容易氧化,不易提升品质。
  锂和铁合成需要耗费大量电力。台塑与长园合资后,2009年在台塑漳化炼钢厂区内建立台塑长园新厂,可以利用炼钢厂的废铁作为原料,并可充分利用厂区内的汽电共生发电成本较便宜的优势,用电成本至少可节省50%。长园公司的产能是每月40吨,台塑长园能源科技公司的产能为每月400吨,居全球之首,两家公司的产品共同以“Formosa Energy”品牌行销。
  尚志精化研发生产的锂铁正极材料,由于采用亲水分散技术,粉末均匀度较佳,一般评价在电池容量、大电流放电和循环次数表现等性能方面比长园科技稍好,而且已争取到钾铁材料结构专利拥有者加拿大魁北克水电公司(Hydro Quebec)的专利授权,缺点是成本较高,量产技术问题有待克服。
  台湾在研制开发车用电动机和电源控制系统方面有一定技术优势,目前参与车用电动机研制开发的企业有台达电子、公准精密、六逸科技和富田电机;参与电源控制系统研究开发的厂商有台达电子、致茂电子、乾坤科技,都获得国际大厂的肯定,成为美国特斯拉(Tesla Motor)、德国宝马Mini-E等电动车制造商的车用电动机及动力控制模组等关键原件的供应商。