 [預測]
未來十年內, 機車將全數轉變為電動機車.
[重要依據]
1. 英國將起草後京都議定書.
- 地球暖化已經被經濟學家與科學家聯合計算出會在五到十年內造成地球大災難, GDP損失將在5%以上, 經濟大消條會擊垮文明社會.
- 最早污染地球的英國現在已經覺醒, 要負起收尾的動作, 而前次京都議定書因美國的不合作也會因為英美關係不同而獲得改善. 二氧化碳排放必須強力抑止.
2. 電動機車的市場與商機已經存在.
- 大陸的環保政策規定, 燃油機車不得在主要城市掛牌, 所以, 大陸現在都市內是禁行燃油機車的, 而大量的電動機車, 則充斥於大街小巷,以此發展下來, 以大陸的人口來說, 全世界電動機車的數量已經要追上燃油機車. 商機越來越大. 除了本土品牌外, Yamaha, BridgeStone, 均已在大陸量產電動機車了.
3. 電動機車技術門檻低, 未來後京都協議下來後, 各國會先立法禁燃油機車.
- 機車的 馬力/車重 比高, 所以電動化的技術門檻很低, 以大陸目前的狀況, 廉價(賣價約台幣4000~8000)電動機車已經可以滿足所有都會區(大陸城市的大小遠大於台灣呀!)通勤與載貨的要求了. 這五年來,使用者反映十分良好, 技術也不斷進步. 所以, 未來歐美更高科技加入後, 機車能帶來的滿意度會更高.
- 不論是使用噴射, 或是燒甲醇, 機車都會排出二氧化碳, 所以未來將燃油機車推到歷史灰燼的, 不是環保, 而是地球暖化的防止行動.
4. Yamaha 已經將社內菁英移往電動機車設計
- 這個趨勢最早嗅到的大廠是 Yamaha. 該社已經陸續將菁英研發人員轉往電動機車研究, 因而這三年來有點顧不太到傳統機車的市場與GP賽事. 目前該社研發的初期目標是造出尾速120以上並且續航150公里以上之電動機車.(交給我做就好了啦...)
- 不過Yamaha 早期分了一些人力在燃料電池的研發, 燃料電池仍會排放大量CO2, 所以這個方向應該要被停止.
[電動機車的架構]
1. 車架懸吊與煞車 - 和一般機車差不多.
2. 燈系與喇叭 - 和一般機車差不多.
3. 引擎
- 使用電動馬達為引擎, 並聯緩衝電容或是回充器, 以及電子或機械出力緩衝器(控制性與手感考量)再行輸出.
- 目前最新設計是無電刷3,000瓦(4匹馬力)馬達, 此馬力約等於或略大於目前50cc速克達, 但是請注意, 馬達到達最高扭力的時間遠短於燃油引擎, 而且又沒有CVT與離合器損耗, 所以這車出力已經比目前的50cc速克達還猛了.
- 未來引進較好的合金技術與後,相同體機重量與大小可達10,000瓦(13.4匹馬力). 這代表不考慮續航力的話, 100cc~125cc車可以被取代了.
4. 減速器 - 就是齒輪箱.
- 由於電動馬達扭力大, 齒輪箱為一般減速齒輪. 對於馬力較大的電動車, 設計上可延用相同減速比, 但使用較大車輪.
5. 出力控制 :
- 電動車不會熄火, 不需用離合器. 但是為了讓動力輸出與控制順暢, 對於大馬力的電動機車(小馬力的不用), 變速箱或是CVT普利盤還是需要的. 由於扭力很早達成, 普利盤比燃油車體積小.
- 當然,為求重量與損耗減少, 可以經由微電腦PWM精確地控制輸出電流來達到平順的馬力輸出. 但目前輸出電流只是線性地用在油門控制, 但是佐以相當的電容與序列場效電晶體, 對於大出力馬達來說, 電子變速取代普利盤也是很容易可以達成的.
- 油門設計普遍使用可變電阻, 但耐用性不佳, 亦有使用 Rotary switch, 或是光學方式(類似汽車ABS的輪速感知).
6. 電池 :
- 重點來了...電動車最大的罩門在電池. 目前電動車因成本與安全考量, 都是使用鉛酸電池. 問題是鉛酸電池 能量/體積 比很差, 能量/重量比 更差, 這是造成目前電動車續航力不足的主因.
- 目前 Yamaha 已經率先採用鋰電池.鋰電池可以串並出很高的電壓與很大的電流, 但是需要昂貴的電子安全線路與充放電線路(找我就對了),而且撞擊後很容易爆炸或釋出有毒物質(汽油也一樣啦, 只是比鋰電好一點而已). 鋰電另一個問題是成本. 用來推動電動機車的鋰電數量,約是一百多個筆記電腦電池, 你可以想像那有多貴.
- 另外用鎳氫電池也很不錯, 但是這東西壽命低了點, 而且也蠻貴的. 豐田的油電車就是用這個東東.
6. 充電控制器 :
- 配合電池的使用, 需有不同的充電控制器. 鋰電池與鎳氫電池不能隨便充電, 故充電控制器必需做在電池上. 這也增加了此耗材的成本.
[電動機車的問題]
- 續航力不足
- 尾速不高
- 充電太久
- 充電處公共建設不配合
- 安全問題
[解決這些問題的設計方針]
- 續航力問題其實目前在都會區使用已經OK, 而且可以藉由鋰電(引出爆炸與火燒車問題)或鎳氫電池來大幅提升.
至於成本問題, 說真的, 比起汽油車一台四五萬塊台幣, 電動車一台不含電池才賣四五千, 再加個四五萬的電池應該也還好. 而且以後禁CO2法律加上汽油漲價, 也沒有別的選擇了.
- 目前電動車尾速已經和50cc汽油車不相上下了. 未來使用高瓦數馬達, 加上更輕量化的車架, 配合鋰電, 車速上120技術上完全不是問題, 只是看要不要做而已.
- 充電太久這種事目前無解, 電池快速充電會掛點, 目前電動車電池充電只要二到四個小時, 但是未來高尾速的電動車充電時間至少要八個小時, 除非充75%就拿掉(這只要四個小時就好了). 拔電池車外充是好方法, 但是絕對不是方便的方法.
- 唯一的解法是發展出電池是用租用的商業型態, 就像瓦斯筒一樣. 買車不送電池, 電池向電力站買, 以後沒電再到電力站整顆換掉, 電力站會看你電池有無惡搞, 若無惡搞則只收充電費(含電池耗損費).
- 目前除了大陸外, 全世界的大樓停車廠或是公共場所, 都沒有充電插座, 但是這不是問題, 法律下來所有房子都給修改, 而且電力站這種東西也可能取代加油站.
- 安全問題以目前的鉛酸電池與3000瓦出力馬達來說是沒問題的, 但是未來高速化的電動機車則是有解但是不敢保證. 電動車沒弄好有可能漏電電死人, 也可能漏電火花燒到房子或森林, 也可能原來車子好好的, 撞車後漏電電死人, 也可能鋰電爆炸.
- 電動車目前有嚴重的交通安全問題, 因為它沒聲音, 所以很容易撞死人或是被撞死, 目前大陸深受其害, 或許未來法規應規定電動機車輪軸應加裝機械式鳴叫裝置, 或鋼圈形狀應在轉動時產生氣旋笛叫聲.
[感言]
身為機車製造商, 你的下一步是什麼?
王永慶, 你的夢想熄滅了嗎?
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