林柏攸

撰文

6,404

2020

5月

28

雖然我們都將之稱為車,但傳統燃油車款與電動車之間,最大差異之處就在於能量來源不同,傳統燃油車款乃是引擎運作來驅馳,而電動車則是以馬達來負責推動前後輪,此外,電能車款與汽油車款在「力量」的計算單位不同,馬達與引擎在效能使用上,也有著相當的落差等等,許多消費者也常常會以傳統燃油車款的邏輯,來評估電動車款的優劣,自然也容易有所謂的里程焦慮感。

電動車與傳統燃油車款不僅能量來源不同,就連動力系統的單位、計算方式、供輸模式也都不進相同,沒有孰優孰劣的問題,而是需要以不同使用模式來進行思考。

事實上,這是兩種截然不同的交通載具運用概念,就連動力的數據、耗能的計算方式也都不盡相同,而本篇就是要讓大家在更進一步了解 Mercedes-Benz 首款純電動車:EQC 之前,先了解一下關於「電能」的二三事。

會開到沒電吧?怎麼看懂電池數字

對於很多已經習慣傳統燃油車款各項資訊的人來說,接觸電動車的第一個好奇點,往往會是:「會不會很容易沒電?沒電的時候怎麼辦?」,這個答案很簡單,就跟燃油車款會沒有油一樣,無論單車電池多大顆,電能總是會有用完的時候,這時候當然就需要充電。但更重要的是,要先了解電動車電能來源的電池,究竟是怎樣計算的。

電池容量代表了車輛能提供馬達運作的時間,通常是以 kWh 的單位計算,容量越大代表著擁有越長的續航里程。

通常多數人在形容電池時會以大小來說明,這裡的大小並非電池組的體積,而是電池容量,其單位是 kWh (kilowatt-hour) 千瓦小時,顧名思義就是 1,000 W(瓦特) 的用電器具連續使用 1 小時,所消耗的電量,這乃是能量的度量單位,換成大家比較熟悉的用詞就是「度」,10 kWh 就是 10 度電的意思。電池容量的大小,代表著車輛所擁有的「電量」越多,就好似油箱大小一般,當車輛上所搭載的電池組容量越大,通常也代表了其所擁有的續航里程較長。

透過 Mercedes-Benz EQ Boost、EQ Power 以及純電的 EQ 車款,所搭載的電池組容量,就能夠更清楚的了解到箇中差異,採用 48V 輕油電科技的 EQ Boost,其搭載的鋰電池組為 0.96kWh,其主要工作是輔助且降低用電對引擎、12V 電池所帶來的負擔,因此並沒有驅動用的電動馬達,與續航里程沒有直接關係。而目前 Mercedes-Benz 積極推動的 EQ Power,乃是以 Plug-in Hybrid 插電式油電混合動力系統為主,搭載了 15.6kWh 的鋰電池組,能夠支援純電行駛超過 77 公里。

目前車壇針對電能化的動力單元,共計有 48V 輕油電混合動力系統、油電混合動力系統、插電式油電混合動力系統,以及純電的版本,差異就在於搭載的電池容量大小,其可支援純電行駛的里程也因電池容量大小而有所差異。

相對於電能系統乃是輔助驅動降低耗能的設定出發,電動車款乃是純電驅馳,因此電池容量都會以數十 kWh 為出發,例如 Mercedes-Benz EQC 搭載了容量達 80kWh 的鋰電池組,最大續航里程可達 471 公里(NEDC 測量值)。

純電車款的鋰電池容量都是數十 kWh 起跳,畢竟要兼顧實用性,300 公里以上的續航里程是極其必要,以 Mercedes-Benz 首款量產電動車 EQC 來說,搭載的就是 80 kWh 的鋰電池組。

電動車的性能數字

清楚了電動車的能量來源、以及如何看懂電池容量所代表的意思後,緊接著需要了解的,自然是車輛的性能表現了,往昔大家所習慣的馬力數據,通常會是以 hp、ps 等的「幾匹」來表示,而扭力則會是以公斤米或是牛頓米來表示,但這畢竟是傳統內燃機引擎的計算單位;電動車採用的乃是馬達來驅動,其動力單元應當會是以功率輸出、或者是 W 瓦特來度量。

不過,功率單位之間是可以換算的,因此許多電動車除了標註功率輸出之外,也會以大家較為熟悉的馬力數字來顯示,1 hp (德制馬力) 約為 745.7 瓦特,1 ps (公制馬力) 則約莫為 735.5 瓦特,而一般馬達出力的計算多會以千瓦 (kW、1,000 瓦) 來計算。以 EQC 為例,其在前後軸分別搭載 1 具電動馬達,共計可供輸 300 千瓦的功率 (前後軸馬達功率各別為 148/152kW),換算後可得約為 408 匹的最大馬力。

電動馬達與傳統燃油引擎,在計算動力輸出的單位其實並不相同,電動馬達的動力數據多為 kW,但因應多數消費者對於馬力數字較為習慣,因此多數仍舊會提供車輛的馬力扭力數字,並以 hp、ps 以及公斤米等單位來描述。

關於電動車的性能,還有一件相當重要、必須理解的「Know-How」,那就是車速與電能消耗之間的關係,許多人都很清楚理解到,傳統燃油有其最佳工作效率區間,例如車輛最大馬力、最大扭力都會有著輸出轉速範圍設定,而汽車最耗油的時候其時是怠速狀態;例如都會地區塞車時,車輛怠速時保持著最低轉速,跟隨前車前進時踏下油門,引擎轉速又拉升,但隨後又需要立即踩下煞車減速,這也意味著引擎持續無法抵達最佳效率轉速,自然耗能狀態就較為嚴重。也因此現今許多車款都會配置有怠速熄火裝置,用意就是降低油耗成績。

馬達的特性在於一啟動就可以全速運轉,而不若傳統燃油引擎需要在最適轉速區域,才會達到效益最好的工作區間,這也是電動車款與傳統燃油車款在耗能上,有著截然不同的表現。

然而電動馬達卻是截然不同狀況,燃油引擎最耗能的狀態,對於電動車來說卻是不痛不癢,因為怠速停等時就只是馬達不要運作而已,同時,馬達從一開始運轉就可以全速運轉,也就是低速開始就是電動馬達的最佳工作狀態,因此都會地區塞車或是車多走走停停狀態下,對電動車款而言可謂不費吹灰之力。

電動車反而多半是在高速行駛時較為耗電,燃油車款透過引擎與變速箱的組合,來適度將扭馬力進行運用,為了減少能量流失狀態,電動車較少配置有變速箱,但電動馬達多半採用直接驅動車輪的設計,而電動馬達雖然轉速 0 開始就能全速運轉,但在高速狀態下卻是效率大幅下滑,主因在於功率與馬達轉速立方成正比,簡言之就是速度越快就越耗電。

雖然不需要拉抬轉速來達到最適工作區間,但電動馬達在高速行駛時,消耗的電量卻較高,這也是消費者對於電動車輛的使用,需要適應與習慣的另一個不同點。

舉例來說,時速 120 公里狀態下,每 1kWh 電力可行駛的里程,與時速 90 公里行駛時相比就會減少很多,而這樣落差從儀錶板上所顯示的可續航里程,能夠明顯看出差異,當車輛時速越快,續航里程縮減速率也越快,這也是許多消費者對於電動車,容易有里程焦慮的原因之一;關鍵就在於,如果把傳統燃油引擎的耗能習慣延用至電動車,容易會有錯誤的印象與感受,了解電動馬達的運作特點,對於電動車旅程的運用及規劃,就會有更完整的掌握。

來吧!我們來充電吧!

瞭解了電池容量、電動車動力等數據的判讀之後,再來需要了解的就是「能量的補充」,電動車與燃油車在使用上另一項重要不同,就是加油所需時間很短,但充電卻比較花時間,而且充電依照功率大小而有著快慢之分,一般來說交流電式為慢充規格,例如國內比較常見的 SAE J1772、CNS 15511-2 等,其充電樁的功率多介於 6.6kW 到 17.6kW 之間,快充則是以直流電的形式,例如 CHAdeMO 系統等,其功率都在 50kW 以上。

電動車充電可分為直流電與交流電,直流電通常為快充模式,而交流電則多為慢充等級,所需的充電時間大不相同。

功率越高,代表了充電所需時間越少,EQC 80kWh 的鋰電池容量,如果以 120kW 功率進行充電,在不到 30 分鐘內就能充至 80%,如果是採用慢充規格的話,則是需要至少 6 個小時的時間。或許有人會說,如果快充需時比較短,為何不都使用快速充電站就好?一者快速充電站建置成本較高,50kW 的 CHAdeMO 設備約莫要價百萬至數百萬新臺幣之間,功率越高的快充系統其建置成本越高,再者,快速充電對於電池壽命還是會有些許影響,因此通常快充至 80%時,系統就會調降功率。

因應對於系統的保護,即便是僅需數十分鐘就能充電至 80%的快充,也會在達到 80%之後降速。

針對電動車的充電站建設部分,台灣賓士已經與華城電機策略合作,且未來在全省台灣賓士各經銷體系內,也都會配置有 120kW 的快速充電設備;理想中的使用方式應當為在日常通勤使用,EQC 就可以在家中 (Wallbox)、或是公用停車場以交流電進行慢充,而如果是長途旅程使用時,則可在旅程途中進行快速充電,因此在旅途的規劃上,就必須先行做好充電計畫準備。

針對電動車的充電站建設部分,國內市場的硬體布建,台灣賓士已經與華城電機策略合作。

消費者也可以透過電動車專屬的 APP、或者是地圖資訊,來掌握全臺充電樁的資訊,通常只要點擊充電站的站點,就可進一步看到充電樁的規格,若規格為 J1772 (AC 交流電) 或 CCS1 (DC 直流電),都可以為 EQC 進行充電。當然,也可以交由車載系統上的 EQ 功能來協助你,規劃好日常通勤使用的舒適性,以及長旅途時,怎樣的路線會最適合。