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第貳章 電動機車之文獻探討
第一節 電動機車介紹
一、電動機車之定義
所謂電動機車係指由電池提供電力，驅動控制器控制馬達，再經由傳動 系統據以驅動行駛的機車。換言之，電動機車乃是以電能為能源，利用充電 裝置儲存電能於蓄電池，然後透過控制系統以馬達及傳動系統達到推動車輛 的目的(郭柏成，2010)。
二、電動機車之特性
受到近年來全球暖化、能源短缺及提倡綠色環保議題之影響，我國機車 產業也順應世界潮流，朝向輕量化、低汙染、省能源等方向發展，以符合環 保要求，「電動機車」在機車產業受到各國之重視，相繼推出環保電動能源車 種。因此，結合環保與高科技於一身的電動車，已成為各國政府積極推動之 新興「綠色工業」。
台灣為全球最大的機車生產國，台灣機車產業已逾半個世紀，同時台灣 也是全球機車密度最高的國家，而國內實施的機車污染法規是世界最嚴苛的，
現階段，國內車廠機乎放棄 50cc 燃油車市場，為解決大量機車造成的污染的 問題，單靠法規仍不是最有效解決污染源的方式，為重視環保與節能，發展 零污染的省能、環保、安全，且機動性強的輕型電動機車，成為機車產業未 來的發展趨勢。
電動車為「以電代油」驅動動力系統之交通運輸工具，其優點如下：
1.省錢，減少對汽油的依賴。
2.無廢氣，有效減少二氧化碳的排放。
3.安靜，減少噪音對人體的損害。
4.輕巧車身。
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5.可抽換式鋰電。
6.快速充電。
三、電動機車之分類
有關電動車之類型依牛超群(2013)之研究可分為：油電混和動力電動車 (Hybrid Electric Vehicle，HEV)、插電式油電混和動力電動車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)、純電池動力電動車(Battery-powered Electric Vehicle，
BEV)及燃料電池電動車(Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV)四類。HEV、PHEV、
BEV 各有不同的驅動力。目前油電混和動力電動車多數以內燃機及電動機推 動，能源則來自汽油及電池，可提供每加侖行駛 50 英哩或者更佳的燃油效能，
油電混和動力電動車儲存動能在電池中，而一般使用中型的鎳氫電池驅動一 個小型電動馬達。再者，為了達到更快的速度，油電混和動力電動車仍使用 內燃式引擎/內燃機(Internal Combustion Engine，ICE)ICE 燃油引擎，但沒有 外插式插座。較傳統內燃機引擎汽車(Internal Combustion Engine Vehicle，
ICEV)相比，可提升 15%～45%以上的燃油效率，但由於加裝電池，故其售價 仍較傳統 ICEV 高。此外，插電式油電混和動力電動車跟油電混和動力電動 車不同在於，其能從輸電網路上向內部電池充電。
插電式油電混和動力電動車的優點是具備長距離的續航力、低能源成本 且驅動的能源可以再生且電池出現故障或是燃料耗盡時不用停車，缺點則是 需要具備電動馬達及內燃機引擎，而且配備較高容量電池，因此售價較高且 需要較長的充電時間。而純電池動力電動車則只使用高電能密度之動力電池 驅動電動馬達以提供推動力，而不使用內燃機引擎。缺點為：當沒有備用電 力的來源時，這類電動車在電池需求上有嚴格的需求。此類純電動車的優點 在於零排放，電池成本更高於插電式油電混和動力電動車及純電池動力電動 車，且其續航力也有限制(僅約 100~250 英哩)、需要靠建構充電站網路支持運 作。由於燃料電池科技發展較為緩慢，而且能源補充方式較為複雜，導致燃 料電池電動車之銷售量非常少(牛超群，2013)。
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四、電動車之沿革
世界上第一輛機動車就是電動車，電動車的初期發展為 1830 年至 1870 年。直流電機之父匈牙利的發明家、工程師阿紐什•耶德利克 Á nyos Jedlik 最早於 1828 年在實驗室試驗了電磁轉動的行動裝置。1834 年美國人托馬斯•
達文波特 Thomas Davenport 製造出第一輛直流電機驅動的電動車。並於 1837 年獲得美國電機行業的第一個專利。而在 1832 年至 1838 年間，蘇格蘭人羅 伯特•安德森 Robert Anderson 發明了電驅動的馬車，是一輛不能充電的初級 電池驅動的車輛。隨後蘇格蘭人羅伯特•戴維森 Robert Davidson 在 1838 年 發明了電驅動的火車。今天在路面上依然行駛的有軌電車是 1840 年在英國出 現的專利。其後電動車的發展進入一段停滯期(1920~1990 年)。直到 1990 年 至今開始展開了電動車的復甦期，比如 1969 年建立的民間學術團體組織：世 界電動車協會(World Electric Vehicle Association)。世界電動車協會每一年半 在世界不同國家和地區舉辦專業電動車學術會議和展覽 Electric Vehicle Symposium And Exposition(EVS)。1990 年代開始各個主要的汽車生產廠家開 始關注電動車的未來發展，並相繼投入資金和技術於電動車領域。2008 年在 北京奧運會期間，中國京華客車廠生產的純電動公交車，採用充換電站模式 進行了一定規模地實際運行。此一模式展示了未來充換電站逐步取代加油站 的趨勢。在所有造車廠家主攻電動車的時候，未來電能的快速補給更顯得尤 為突出(郭柏成，2010)。
五、電動車產業概況
在綠色節能趨勢下，全球各國為有效降低國內運輸部門在過程中所產生 的有害氣體排放，紛紛制定電動車的相關政策，以遏制燃油運具的使用。如 美國與民間企業合作，提出如聯邦政府的新世代車輛夥伴聯盟(Partnership for a New Generation Vehicles)、能源部的電動車動力計算與道路測試計畫
(Electric Vehicle Dynamometer and Road-testing Program)與加州的氫燃料夥伴 聯盟(California Fuel Cell Partnership)等計畫，透過政府與民間的努力，推動替
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代能源車輛的研發；日本的大阪電動車試驗計畫(Electric Vehicle Osaka Community, EVOC)，則透過政府部門去結合電池、汽車及電力供應等相關業 者及一般消費者參與，共同研究電動車輛充電、維修保養等問題；法國的
「PREDIS」計畫，則先由政府制定政策並輔導民間業者開發電動車，並挑選 部分國內推廣示範城市，以有效評估電動車運行狀況；中國大陸則是提出由 各部門的合作，規劃電動車發展計畫，並選定上海為優先示範區域，與業者 合作推廣換電站等周邊設備，以完善電動車使用環境。綜上，可發現國外的 電動車發展狀況，因各國國情、環境不同，在電動車產業的發展上與台灣相 比略有差異，主要以電動四輪車為研發推廣方向；而台灣由於地狹人稠，在 交通工具之選擇上，主要以機車主，因此政府和民間在電動車產業的方向選 擇上，是以電動機車為發展重點。
由於台灣國內消費者主要以機車為運輸工具，未來若未對機踏車做出限 制或完善各縣市大眾運輸系統的設置，大量的機踏車輛所排放的廢氣將對台 灣造成危害。因此為達到馬總統於「永續能源政策綱領」所提出的國家減碳 目標：於 2020 年 CO2 排放量回到 2008 年水準，於 2025 年回到 2000 年之水 準，環保署除著手研擬實施「機車六期排放標準」，並透過推動電動機車代替 傳統燃油機車的策略，以降低國內的碳排放量。
此外，環保署於民國 87 年 3 月 5 日通過「發展電動機車行動計畫」，規 定自民國 89 年 1 月 1 日起，廠商的電動機車全年國內銷售量須達該年度機車 內銷總生產量進口量的 2%，且政府自民國 88~91 年度，投資 63 億元於購買 電動機車、電池補助，使用環境的建立以及投入電動機車技術研發、推廣，
才帶動台灣電動車產業的蓬勃發展。2001 年環保署宣布電動機車推廣計畫失 敗，台灣電動車產業發展進入停滯期。2002 年因國內電動機車熱潮方興未艾，
除廠商在進口電動車比例上顯著增加，但 2003 年後因國內需求減少，廠商為 減少存貨成本，改以國外為行銷重點，而後國內停止對廠商補助後，廠商進 出口數量大幅下滑，至 2009 政府宣布重啟電動車發展計畫，方促使電動機車
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產業的再成長。而為使消費者可安心騎乘、使用電動機車，依經濟部「經濟 部發展電動機車補助及獎勵實施要點規定，經濟部工業局制定「電動機車性 能及安全測試規範」(Taiwan E-scooter Standard, TES)，針對電動機車整車及 電池組進行測試，以保證消費者使用安全，且要求只有通過該認證的電動機 車，方能享有政府所提出的電動機車購車補助。消費者只有購買通過 TES 認 證的電動機車，才能申請相關補助，廠商的銷售數量亦以通過 TES 認證的電 動機車，作為補助獎勵的標準，而消費者購買小型輕型或輕型電動機車的補 助金額，及對經銷商的銷售獎勵。再者，為使電動機車騎乘時不虞因電量不 足，導致中途無法使用的情形，環保署另制定「電動機車電池交換費用補助 辦法」，期望藉由法令規定，加快電池交換站的設置進度，而各縣市亦與業者 合作，設立電池交換站以滿足使用需求，以提供電動機車電池交換的服務(吳 易軒，2011)。
六、電動車面臨之困境
(一)電池價格、續航行力與使用壽命
現階段電動車之技術發展漸趨成熟，而商品化之困難點乃在於電池價格 與電池儲存容量無法與傳統車輛競爭。目前可用於電動車的電池為鎳氫電池 和鋰離子電池，為了提高電動車行駛性能，須持續開發新的電池，因新開發 電池之材料成本較高，使得電動車價格大幅提升。由於不同類型的電池在性 能方面都有各自優缺點，例如：早期研發的鉛酸電池成本低，原材料多且易 於回收，但續航力短、加速動力差且壽命短約 1 年。鎳鎘電池加速動力足、
壽命較長約 2 年，但其成本高、可回收性差。而今磷酸鋰鐵電池，被視為具 高度發展潛力股，電池的再充性由 400 次提升到 2,000 次以上，使用壽命由 2 年也進步到 8 到 10 年，且價格由鉛酸電池的八倍降為四倍。不過，就整體來 看，電池不能提供長途和長時間使用，是目前不爭的事實。若能提升現有電
壽命較長約 2 年，但其成本高、可回收性差。而今磷酸鋰鐵電池，被視為具 高度發展潛力股，電池的再充性由 400 次提升到 2,000 次以上，使用壽命由 2 年也進步到 8 到 10 年，且價格由鉛酸電池的八倍降為四倍。不過，就整體來 看，電池不能提供長途和長時間使用，是目前不爭的事實。若能提升現有電