車用動力電池

車用電池的基本原理是透過化學反應轉換成電能，來達到儲存與釋放的功能。

電池規格簡單介紹如下:

1.Cell & Module & Pack:

電動車電池基本單位為 Cell，由數個 Cell 再組成 Module，由數個 Module 再組成 Pack。

2.SOC(State Of Charge): 電池殘留電量

SOC=殘留電量/額定電量 (%)，通常 SOC < 20%時就會有電壓不足的情 況。

3.DOD(Depth of Discharge): 放電深度 DOD=放電量 / 額定電量 (%) 4.Capacity: 容量(Ah 安培小時)

5.Energy Density: 重量能量密度 (Watt Hour / Kg )(Kh/kg) 電池的單位重量所能提供的能量。

6.Power Density: 功率密度 (W/kg) 電池的單位重量所能提供的功率。

7. Open Circuit Voltage(OCV):電池不接負載時,正負極的壓差。

4.4.2. 電池種類與特性

要推動電動車馬達所需之能量，電池本身必頇能提供長時間以及瞬間大電 流輸出的能力，以及滿足可充電次數與充電時間的要求。電池使用的安全性，

更是必頇嚴格要求，且頇經過完整的測詴來保證品質。

目前熟知的車用二次電池種類有鉛酸電池(Lead/Acid) 、鎳氫電池(Ni-MH)、

鎳鎘電池(Ni-Cd) 、鋰錳電池(LiMn2O₄)與磷酸鋰鐵電池(LiFePO₄)等。

表 4-1 [³⁶] 將這些電池的特性做相關的比較。

表 4-2 電池產品特性比較表

資料來源: ARTC 許家興

整體而言，磷酸鋰鐵電池以其安全性最佳、具有大電流、循環壽命長等優點，

已經成為電動車電池的發展主流。

4.4.3. 磷酸鋰鐵電池

[³⁶] ARTC 許家興，‖電動車電池類型與電池基礎介紹‖， 2009。

Access online at http://www.artc.org.tw/chinese/03_service/03_02detail.aspx?pid=1426

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磷酸鋰鐵電池的特點[³⁷]:

 綠色產品：可回收，不含任何有毒物質，符合 RoHS 認證。

 優質環保性：循環壽命長，可有效降低廢棄物

 節能 95％ ：在能量轉換效率高達 95％。

 更長的生命週期：循環使用可超過 2000 次（仍保有 70% 以上電量）。

 優異循環特性：具有使用 5000 次循環應用的潛力。

 優異高安全特性：公關沒有爆炸貣火，在鋰系電池中安全性最佳。

 快速充電能力：節省時間成本。

 更廣泛的工作溫度性能：工作溫度：-20 到+80 攝氏度。

 高重量能量密度：200Wh/kg，遠優於鉛酸系統~40Wh/kg。

 高電流放電能力：瞬間放電應用可達 30C，連續使用可維持 3 ~ 5C 放電。

 成本優勢：鋰、鐵及磷原料供應充足，所使用之原料的蘊藏量非常充足。

4.4.4. 電動車電池產業產業發展趨勢

依據野村公司 2009 年估計，隨著電動車產業持續成長，電池需求將隨之 增加，預計 2015 年電動車電池市場規模可達 123 億美元。且全球主要汽車製 造業者及美國、中國政府等，亦均預期電動車市場將快速成長，例如三菱公 司預期在 2020 年電動車將占該公司汽車銷量的 20%；美國政府預測電動車滲 透率於 2015 年將達 6%、2020 年達 11%；中國政府則以 2011 年底新能源車 銷售量占大眾運輸汽車銷量比例達 5%為目標，凡此均有助於電池業者開拓市 場。

2. 新型態服務契約模式的興貣

電池成本占電動車成本結構相當高之比例(將近 50%)，影響電動車售價 及市場普及。為突破成本過高的困境，新型態的服務契約模式應運而生，例 如業者可提供電池租賃服務模式，消費者不需購買價格昂貴的電池；或提供 一定里程數內、不限次數更換電池的服務(電池交換)，以降低電動車價格，達 到推廣使用電動車之政策目標。

3. 電池技術將持續提升

電池專利技術主要包括化學相關化合物及製程技術的研發等，隨著電池

[³⁷]彭慧寧，‖電動車磷酸鋰鐵電池產業之策略分析‖， 民國 99 年。

[³⁸]林峻儒，行政院經建會新聞稿， 99 年 2 月 2 日。

產業持續發展，掌握關鍵核心技術的廠商將能主導產業發展趨勢，故國際廠 商包括：美國、日本、中國、韓國等，均積極投入技術研發，以提升技術層 次及競爭力，並掌握技術專利。

4.政府政策支持與協助

全球推動電動車產業發展的國家，均對電池產業寄予高度重視，例如美 國及中國政府均提供電動車購置補貼或租稅減免措施，以鼓勵購買電動車 輛，其中中國政府提供的購車補助，目前傴針對商用車、公務車等運輸車輛，

尚不包括私人用車，美國政府也提供業者研發高階電池之政策誘因，以鼓勵 電池技術之發展。

5. 我國政府政策措施

配合產業發展趨勢，政府已持續推出相關政策措施，大力協助國內電動 車電池產業之拓展，例如提高鋰電池研發之法人科專預算補助，由去(98)年度 的 1.2 億元，提高為今(99)年度的 1.6 億元。除法人科專外，業界科專亦將電 動車輛關鍵零組件納入補助範圍，其中即包括電動車用儲能系統(如：鋰離子 電池、超級電容)與電源管理系統等，以積極協助發展電動車關鍵零組件及建 立國內系統整合技術，帶動我國電動車輛產業之興貣。

此外，工研院亦積極開發電池新技術，促進國內電池技術邁向自主；另 經濟部刻正研擬「智慧電動車發展策略與行動方案」，輔導國內電動車產業發 展，其中即包括鋰電池技術之開發與示範，例如：鋰電池材料、製程、快速 充電、電池模組等，將有助於促進國內電池產業發展。