傳統電動機車受限於鉛酸電池性能及重量難以與引擎機車競爭，鋰電池有重量輕、續航力長、採抽取式電池盒等優勢，但價格仍昂貴。透過電池交換站的設立與Energy Bus的計價管理系統，方便消費者更換，省卻充電時間，並免除大量公共空間的充電環境。同時只需在電池回收時繳費給電池交換公司，不必購買電池盒。電池使用年限越長，交換次數越多，營運公司獲利也越大，達到雙贏的局面。
產業概況
目前市面上仍以鉛酸電池為電動機車電池主流，主要因素在於技術成熟，價格遠比其他類型電池便宜，但鉛酸電池的重大缺點為過重、能量密度低，循環壽命短，而鉛為重金屬，製造及回收均賴妥善處理，未來將逐漸被限制使用。因此當鋰電池技術成熟，被廣泛應用於3C市場時，自然也可能替代鉛酸電池成為電動機車重新開創市場的機會，其最大優點在能量密度高、循環壽命長，電池盒設計為可抽取式，則電動機車可不需依賴充電環境，機車輕量化亦提高操縱性及騎乘性能，延長續航距離。
然而鋰電池價格及安全問題在大型化、模組化應用時也相對放大，超過鉛酸電池五倍價位實在難以被市場接受，日本Panasonic Cycle電動自行車2002年首次導入NEC-Tokin 6Ah*26V鋰電池，至2006年加大容量至8Ah*26V（ViVi），零售價¥34,800，相當於USD1400/kWh，捷安特2006於歐洲推出Twist 1.0，使用LG 9Ah*25.9V鋰電池，零售價£300，相當於USD2340/kWh，此類高價位產品，目前也僅能在歐日等地銷售；然取其重量輕續航力長，日本車款已近半採用鋰電池，歐洲也逐年成長，超過65%採用鋰電池（圖1）。初期電動自行車採用鋰電池為的是大幅降低電池重量，但隨著技術可靠成熟及市場接受度提高，遂逐漸導入高容量長續航距離模組（圖 2），然而電動機車需至少使用兩倍上述電容量，電池費用可能佔機車總成本一半。日本Yamaha推出之EC-02鋰電池電動機車，採用24V*20Ah圓筒型鋰錳氧電池，電池盒重7kg，整車售價含充電器￥209,700，電池盒零售價則高達￥70,000，由於遠較傳統速克達貴，年銷售僅約1000輛，僅能滿足特殊族群。因此未來除了依賴大量生產降低鋰電池成本外，亦必須思考其他推廣模式，才有可能擴大市場規模。
圖1：歐洲電動自行車選用電池趨勢
圖2：Panasonic Cycle逐年提升車載鋰電池容量，延長續航距離
解決鋰電池高價位之對策
如以購置、使用、維修至報廢之總生命週期累積費用，或計算每公里平均花費，鋰電池電動機車有可能較傳統機車或鉛酸電池電動機車為低，如何使鋰電池可以維持與車輛壽命相當為鋰電池產品技術之重要指標。如果傳統機車是以分期的方式支付加油錢，何以電動機車需要一次即買斷電池？採用以下兩個方案也許可以減輕消費者初購負擔而願意購買鋰電池電動機車：(1)電池價格採用分期付款，由消費者分月攤還，廠商可一次收齊整車價款，但須保證電池使用里程及壽命，(2)電池由電池交換營運公司擁有，利用消費者進行電池交換時繳費回收，電池使用年限越長，交換次數越多，營運公司獲利越大。方便迅速的電池交換可讓消費者易於延長使用距離，省卻等候充電時間，並免除建構需佔用大量公共空間的充電環境。
電池交換方案之探討
一個典型電池交換站包括自動充電電池盒插槽、充電中或已待命之電池盒、電源轉換系統、顯示螢幕、操作介面、付費介面、控制電腦、緊急備用電源等，而典型的流程可如圖3所示：消費者將欲交換的電池盒插入空槽中，並插入智慧卡，交換站自動辨識及讀取該電池盒及智慧卡資訊，顯示於螢幕，並列出現有插槽中待命電池盒電量，選擇適用的電池盒，螢幕顯示交換費用及智慧卡剩餘金額，退出智慧卡，消費者抽出電池盒完成交換，全部流程可於一分鐘內完成。
圖3：典型電池交換流程
不過電池交換有許多待澄清的問題，與電池信賴度，計價方式，營運模式息息相關，需要實際操作評估，工研院亦正與鋰電池廠電池系統業電源供應廠合組研發聯盟，進行相關技術開發，包括：(1)可自家充電嗎？(2)有可能多家車廠共用交換系統嗎？(3)或電池盒成為共同標準？(4)允許不同內裝電池嗎？ 如何佈建密度足夠的電池交換站吸引消費者購車使用？有賴政府支援諸如此類需要依賴標準的溝通介面，工研院正與國際組織研發建立輕型電動車溝通介面EnergyBus，透過EnergyBus，則電池盒資訊可與電池交換站進行溝通記錄（圖4），達到管理計價的目的。EnergyBus目前擬沿用汽車用LIN Bus，為傳輸訊號格式及內容仍在定義中，若台灣業者能結合使用，一來可利用溝通介面與國際接軌，在建立標準之電池交換模式時，形成國際標竿及技術門檻，二來可省去重新選擇，耗費過多之研發人力。
圖4：輕型電動車透過EnergyBus之溝通路徑
聯絡人：林炳明(03-5914148)、孫秀慧(03-5916823)
★詳全文：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=6192