最近幾乎所有關(guān)于“EV (electric vehicle,電動(dòng)運(yùn)輸工具)”的文章幾乎都聚焦于電動(dòng)車,但事實(shí)上,工業(yè)與商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域一直是EV最大、最賺錢的市場(chǎng),預(yù)期在2016~2026年之間也將維持那樣的發(fā)展態(tài)勢(shì)。
特斯拉和比亞迪打造新型EV電動(dòng)汽車
汽車是一個(gè)市場(chǎng)規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè),但很快地,我們之中有70%的人會(huì)居住在私人汽車被禁止或嚴(yán)格限制行駛的都會(huì)區(qū);而Tesla第三代電動(dòng)房車創(chuàng)造了140億美元的訂單,顯示純電動(dòng)車一旦在行駛距離、售價(jià)/轉(zhuǎn)售價(jià)、充電時(shí)間以及外型設(shè)計(jì)等方面讓消費(fèi)者感到劃算,絕對(duì)會(huì)成為馬路上的霸主…或許目前還不那么賺錢,至少趨勢(shì)如此。
Tesla正準(zhǔn)備進(jìn)軍小卡車(pickup)、大型巴士(bus)以及大卡車(truck)市場(chǎng),這些工業(yè)與商業(yè)用的陸上運(yùn)輸工具將會(huì)貢獻(xiàn)整體EV市場(chǎng)一半以上的價(jià)值與利潤(rùn)。
在中國(guó),每年有五十萬(wàn)人因?yàn)榻煌üぞ咴斐傻目諝馕廴径鴨适氋F生命,因此當(dāng)?shù)卣貏e鼓勵(lì)使用純電動(dòng)巴士;估計(jì)中國(guó)各地需求將為當(dāng)?shù)仉妱?dòng)巴士企業(yè)帶來(lái)規(guī)模高達(dá)10億美元訂單,而其他地方的巴士供貨商只要能拿到其中的百分之一就已經(jīng)非常不錯(cuò)。
來(lái)自中國(guó)的企業(yè)包括比亞迪(BYD),將以價(jià)格只有其他地方企業(yè)不到一半的純電動(dòng)巴士淹沒(méi)世界;而工業(yè)、商業(yè)與軍用EV則能資助許多創(chuàng)新,對(duì)這些運(yùn)輸工具來(lái)說(shuō),其前期成本(upfront cost)的重要性,還不如產(chǎn)品生命周期所需維護(hù)成本、最低的排放量以及特殊功能。
估計(jì)一輛自動(dòng)駕駛出租車或巴士,就能取代20~100輛私人汽車,因?yàn)楹笳叩膶?shí)際使用時(shí)間只有其生命周期的3%;而汽車產(chǎn)業(yè)能尋求的逃生路線,包括銷售量未受自動(dòng)化駕駛影響的工業(yè)用與商用EV。此外,汽車廠商也開始跨足電動(dòng)船舶、航空器,以及為身障者打造的交通工具等等應(yīng)用領(lǐng)域。
陽(yáng)光動(dòng)力號(hào)飛機(jī)代表的EV終極方案
一架正在進(jìn)行試飛、完全仰賴太陽(yáng)能動(dòng)力的單人座飛機(jī)陽(yáng)光動(dòng)力號(hào)(Solar Impulse),則是EV終極方案──能源自給電動(dòng)運(yùn)輸工具(energy-independent electric vehicle,EIV)的最佳展現(xiàn);這類軍用或民用固定翼飛機(jī)/飛艇,能只靠太陽(yáng)能在6萬(wàn)英呎高空航行5~10年,這些運(yùn)輸工具將用以執(zhí)行軍事監(jiān)測(cè)任務(wù),或是為偏遠(yuǎn)地區(qū)民眾提供因特網(wǎng)連結(jié)。
在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上,在日本已經(jīng)有某些農(nóng)場(chǎng)被移植到東京的摩天大樓等地方,而且農(nóng)耕是完全自動(dòng)化的──拜精密的農(nóng)業(yè)用無(wú)人機(jī)以及農(nóng)業(yè)機(jī)器人之賜,這類農(nóng)場(chǎng)只需要傳統(tǒng)農(nóng)場(chǎng)百分之一的除草/殺蟲劑、化學(xué)肥料使用量,有些案例甚至不需要使用這些藥劑,因?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)器人能有效率地把所有的雜草拔光。
EV技術(shù)將與機(jī)器人技術(shù)結(jié)合,因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)比液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)更容易控制、精密,在成本效益方面也越來(lái)越高;休閑或農(nóng)業(yè)用無(wú)人機(jī)已經(jīng)一下子成為規(guī)模達(dá)數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè),有部分EV在摘葡萄或是紀(jì)錄土壤、作物數(shù)據(jù)方面的能力,比人類還更仔細(xì),而有些果園已經(jīng)禁止采用以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的運(yùn)輸工具。
純電時(shí)代,交通運(yùn)輸五大趨勢(shì)
本世紀(jì)無(wú)論是陸路、水路或空中的交通運(yùn)輸,都呈現(xiàn)五大技術(shù)性趨勢(shì),包括:電氣化(electrification)、自動(dòng)駕駛(autonomy),以及結(jié)合行動(dòng)機(jī)器人、結(jié)構(gòu)性電子(structural electronics)與能源自給技術(shù)。
在陽(yáng)光下于全球各地試飛的陽(yáng)光動(dòng)力號(hào),就是結(jié)構(gòu)性電子的展現(xiàn)──其機(jī)翼結(jié)合了太陽(yáng)光電技術(shù);而在葡萄園巡視的機(jī)器人,也整合了類似的太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)。中國(guó)企業(yè)漢能(Hanergy)最近宣布,該公司將在2020年開始銷售在加裝了整合砷化鎵(GaAs)太陽(yáng)能光電板甚至風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電動(dòng)車輛,在停車的時(shí)候就能為車子充電。
有一家披薩店的商用電動(dòng)貨車就加裝了風(fēng)力發(fā)電渦輪,搭配可伸縮桅桿,能在停車的時(shí)候自己發(fā)電以延長(zhǎng)行駛距離;該電動(dòng)貨車也有太陽(yáng)能板,除了行駛所需能源可以自給,還能供應(yīng)車上烤箱所需能源。
長(zhǎng)程運(yùn)輸純電動(dòng)卡車正在德國(guó)、瑞典與美國(guó)進(jìn)行實(shí)地測(cè)試,這類車輛在移動(dòng)中透過(guò)延伸的架空饋電系統(tǒng)(overhead catenary)進(jìn)行間歇性充電。只需要一些或不需要液體冷卻系統(tǒng)的高效率碳化硅與氮化鎵(gallium nitride)功率半導(dǎo)體組件,將首先出現(xiàn)在大型的軍事、工業(yè)與商用EV;此外以超級(jí)電容取代電池供電的EV也越來(lái)越受歡迎。
規(guī)模最大的EV業(yè)務(wù)在未來(lái)十年仍會(huì)是陸上運(yùn)輸工具,其次是船舶(marine)與航空器(aircraft);至于市占率最大的陸上EV仍會(huì)是車輛,其次是巴士與堆高機(jī)(forklift),而工業(yè)與商用車輛的市占率也將逐漸擴(kuò)大。
更引人矚目的是,在大約十年內(nèi),添加了純電動(dòng)模式的48V輕型混合動(dòng)力車輛將可達(dá)到5億美元的銷售額,然后該市場(chǎng)將面臨崩潰;插電式混合動(dòng)力車輛成長(zhǎng)快速,也將快速消亡。純電動(dòng)車將成為霸主,其中支持能源自給以及配備行動(dòng)機(jī)器人的車型會(huì)逐漸擴(kuò)大市場(chǎng)版圖。
市場(chǎng)朝純電動(dòng)車發(fā)展的趨勢(shì),預(yù)期將會(huì)帶來(lái)更多零組件的需求。目前電動(dòng)車輛的流行趨勢(shì)是采用兩個(gè)可逆馬達(dá)(reversing motor)與一個(gè)控制器、而非一個(gè),增加了復(fù)雜性與成本;以最暢銷的純電動(dòng)大型巴士──比亞迪K9為例,該款車輛配備兩個(gè)輪內(nèi)馬達(dá),而Nicola的電動(dòng)卡車則有六個(gè)馬達(dá),此外目前要求性能的電動(dòng)車款通常配備三個(gè)馬達(dá)。
電動(dòng)車的其他功能區(qū)域也使用越來(lái)越多電子組件,例如添加支持自動(dòng)駕駛的傳感器、導(dǎo)航電子系統(tǒng)等等,以及各種充電應(yīng)用的系統(tǒng)。技術(shù)革新將使得動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)更具效益,專為電動(dòng)車打造的輪胎與懸吊系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)也正在開發(fā)中──這兩個(gè)系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生廢熱,但未來(lái)它們能將之轉(zhuǎn)換成電力。
未來(lái)的EV將能從太陽(yáng)光、紅外線、溫差、風(fēng)力、震動(dòng)等等采集能量,更具智慧性的機(jī)身可能會(huì)結(jié)合感測(cè)、接收、能量采集與能量?jī)?chǔ)存等功能。電池管理系統(tǒng)與馬達(dá)控制將會(huì)隨著EV的電子內(nèi)容增加而更趨復(fù)雜,此外內(nèi)建充電器的功能會(huì)變得更強(qiáng),但這些系統(tǒng)只會(huì)偶爾出現(xiàn)能整合在一起的情況。
我們會(huì)看到更簡(jiǎn)單的運(yùn)輸工具嗎?不,那不會(huì)發(fā)生;而打造未來(lái)EV的業(yè)務(wù),會(huì)更偏向與材料(materials)相關(guān)而非零組件。