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電動車界F1鳴槍開跑 嗅到EV普及未來

  • 楊智家

電動方程式賽車沒有任何廢氣排放,高速靜音僅有風切聲,頂多出現競速下輪胎磨地產生的煙霧及味道。艾波比

世界上首輛被認定的汽車,在1885年由德國賓士汽車(Mercedes-Benz)創辦人Karl Friedrich Benz開發出來,而後開啟全球百年多來的內燃機汽車產業發展史。隨著內燃機汽車普及,1920年代以來從歐洲開始有了以內燃機車輛進行競賽的賽車運動出現,發展至1950年首次出現首場世界級一級方程式錦標賽(Formula One;F1),進而開啟內燃機汽車時代的賽車風潮,並延續至今,成為全球風靡的F1賽車競賽。

同樣的,自Tesla於2006年推出首輛商用電動跑車Roadster以來,至今可見Tesla逐漸成功帶起全球電動車產業發展浪潮,即使全球電動車總銷量到了2018年第3季才稍稍突破400萬輛,但整體銷量成長速度卻是持續加快,預計2019年第1季就可達到500萬輛。

在此趨勢下,近來可見不論美系、歐系或日系傳統汽車製造商,包括賓士、BMW、福斯(Volkswagen)、奧迪(Audi)、通用汽車(GM)、福特汽車(Ford)、本田汽車(Honda)、豐田汽車(Toyota)等各家全球車廠,均加緊腳步發展自有電動車產品線和技術,相關充電基礎設施也在加速開發及布建中。

在此情況下,業界人士認為,如果消費者下一輛新車採購的不是電動車,再下一輛也很可能就會是購買電動車,因此如今可見各家傳統汽車製造商不惜成本也要發展自有電動車產品線,或是部分國際電力設備業者看好未來電動車普及趨勢,投入電動車快速充電基礎設施及設備開發、建置行列,即可看到這波電動車銷售浪潮的推進趨勢。

一場巴黎晚餐 促成電動方程式賽車誕生

隨著電動車產業正在加速開展,與內燃機汽車發展趨勢相同的是,電動車相關賽車運動也在近年逐漸萌芽,這也顯示電動車相關技術已達逐漸發展成熟的水準,才有推出高張力賽車等級運動賽事的可能。

在2019年正在舉辦第5季賽事的電動方程式賽車(Formula E;FE),就是全球首個專門以純電動方程式賽車競賽的電動賽車最高殿堂,堪稱電動車界F1。會有如今FE賽車競賽舉辦,則是源自於2011年一次在法國巴黎的晚餐聊天。

當時現任FE控股創辦人暨執行長Alejandro Agag,和舉辦F1賽事的國際汽車聯盟(FIA)總裁Jean Todt在巴黎共進晚餐,聊到是否有以純電動車進行方程式賽車的可能,因而成為舉辦FE賽事的啟發。

但要舉辦純電動車賽事沒有那麼簡單,從電動賽車方程式規則的制定,到有參賽隊伍願意投入,再到更艱難的純電動賽車動力系統、馬達、傳動系統、鋰電池及充電技術開發等,均需要各方相關業者的投入及參與,將各項技術發展至一定成熟階段,才能成事。

因此在歷經幾年發展下,2014年終見同樣由FIA認證的電動方程式賽車正式在全球10個城市舉辦,並順利舉辦至今已到第5季賽事階段,所採用的純電動賽車規格,也從第1~4季的Gen1賽車規格,演進到一次充飽電力續航力更長、動力傳動系統更先進、煞車技術改進、電池能源密度更佳的Gen2賽車規格,讓整場賽事進行時不再需要中途換車比賽或進行充電後再行駛,這也充分顯示如今電動賽車在整體技術上已有明顯進步。

如FE第5季Gen2賽車搭載的電池容量增加到54kW,比Gen1電池容量28kW成長近1倍,但Gen2電池重量卻只比Gen1電池增加約20%,分別是385公斤和320公斤,這讓Gen2賽車總重量只有900公斤,僅比Gen1賽車880公斤略增加20公斤,如此增加電池能源密度但不太大影響整車總重的設計趨勢,可望也會是未來市售電動車發展趨勢。

動力方面,FE的Gen2賽車最高時速如今可達280kph,較Gen1賽車的225kph大幅提升,0~100kph加速Gen2賽車只需2.8秒,不僅比Gen1賽車的3.0秒再進步,也達到只比F1賽車2.6秒慢0.2秒的水準。預期未來若Gen3賽車規格再推出,或有追平甚至超越F1賽車加速效能的潛力。

也因整體效能及電池續航力提升,FE第5季Gen2賽車將能夠一次充飽電力跑完45分鐘規定賽程時間,不會出現第1~4季的Gen1賽車在比賽中途,還必須開回車棚更換另一輛同規格賽車繼續跑完全程的情況,因此也沒有中途要再充電的問題,這充分顯示如今純電動賽車電池續航力大幅提升的效益。即使對喜愛看賽車運動的人士而言,FE賽車中途緊急更換另一輛賽車再進行比賽,也是觀看緊張賽事中的一大樂趣。

捷豹I-Pace專屬副賽 看見更多電動車產業潛在可能

FE在第5季賽事更首次引進一般道路行駛的純電動車進行比賽,成為FE賽事的專屬副賽,這更可印證純電動車已能負荷高張力方程式賽事的可行性。如FE第5季首次舉辦全由捷豹(Jaguar) I-Pace電動車改良的I-Pace eTrophy車型競賽,讓12輛I-Pace eTrophy同場較勁,且都是在一般平面道路進行賽事,不是在標準賽車場進行,更可考驗一般市售純電動車在一般路面行駛環境下的行車能力。同樣的,FE電動方程式賽車比賽也都以相同的城市道路作為比賽場地。

這也是全球首個以量產電動車型作為比賽用車的賽事。I-Pace eTrophy在主要配置上與量產車型幾乎一致,只有為了比賽要求加裝防火裝置和防滾架,以及進行減重改裝,讓整車重量減少225公斤,控制在2,000公斤以內。改裝後的I-Pace eTrophy最高功率下馬力可達400匹,0~100kph加速為4.5秒,最高時速195公里,雖然速度及可看性略遜FE正規賽車一籌,卻看得出一般量產版電動車已能進行高張力賽事的耐用性及穩定性。

這場專屬副賽更值得關注的是首次採用可移動式的快速充電樁,做為隨車隊到世界各FE比賽城市移動的快充設施。一般對於電動車充電設備的想像,多半會是如公共充電站比人類稍高的固定式充電樁,或是一般配置在家中的家用充電器等,但已有業者如艾波比(ABB)開發出專為I-Pace eTrophy必須到世界各地比賽的需求,量身打造的可移動式快充樁,且整體高度較低、僅1.5公尺高,符合裝載進飛機的限高,因此可隨處移動協助參賽。

這樣的移動式充電樁概念,或許在未來電動車更普及於世的時代,也可能是創造相較於固定式充電樁,另一私人用充電樁應用的潛在性產品概念,如作為家用、賣場或辦公大樓停車場用充電樁概念等,且這類快充技術在未來幾年還有可能持續演進,提供I-Pace eTrophy更快的賽前充電速度。

環保、安靜 但競賽程度同等激烈

電動賽車競賽和傳統F1賽事的差異,在於電動賽車非常安靜,沒有龐大引擎聲浪,也不會產生任何廢氣排放,所以在現場觀賽很「環保」,不會聞到任何關於內燃機引擎排放的廢氣,頂多只是會聞到賽車高速運轉下,輪胎摩擦地面產生的橡膠味,以及聽到Gen2賽車快速駛過產生的高速風切聲,至於賽況激烈程度幾乎和F1不相上下,一樣有各式碰撞、零件掉落情況,也有許多激烈超車畫面,讓現場觀賽群眾興奮不已,由於同樣是以一般道路進行比賽,更顯示電動化賽車已有成熟的競賽條件,以及在一般道路快速行駛、超車的能力。

FE賽事發展至今已第5季,比賽城市從位處沙漠地帶的中東沙烏地阿拉伯首都利雅德(Ad Diriyah),到潮濕多雨環境如香港、海南島三亞等都有,等於考驗純電動賽車在世界上各不同氣候環境下的競賽能力,如果從高溫乾燥多沙塵氣候到高督潮濕多雨氣候帶都能順利完賽,證明全電動車也具備普及於全球各氣候帶的可能性。

如果F1引領全球內燃機汽車產業走過超過一甲子的技術發展歷程,FE或也能成為未來引領全球電動車產業前進,以及讓更多人相信電動車也能作為日常交通工具的領頭角色。