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電子裝置之快速充電技術發展趨勢
68林松耀
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一、手持行動裝置追求快速充電之發展趨勢

近幾年,隨著智慧型行動裝置的蓬勃發展,亦帶動了能源儲存裝置的發展,尤其最近流行的Pokémon Go熱潮,更帶動了行電電源的火熱銷售佳績,此現象亦凸顯了行動裝置中包含功率放大器等元件所組成之通訊模組,其功率消耗之程度是遠大於人們所想像,因此,為解決上網族群在充電不便此方面的困擾,除不斷加大電池容量外,另一方面就是推出手機快充功能,讓消費者擺脫充電時的漫長等待時間,如SamsungGalaxy S7快充模式,充飽50%電力只需30分鐘,另外,最近大陸快速竄起的手機品牌廠商OPPO,就一直主打其「VOOC」閃充技術,號稱「充電五分鐘,通話2小時」的行銷口號,在今年六月的MWC 2016大會上,更推出「充電5分鐘,通話10小時」的超級閃充技術,其充滿100% 只需要10分鐘之方案遠較現行手機充滿電約2小時來得更為便利,因此,此一趨勢亦迫使Apple新推出iPhone7具備有新的快充模式之功能。

 

二、快速充電技術拓展至電動汽車產業

    不儘手持行動裝置訴求快速充電技術,連電動車產業也趕上快速充電技術的熱潮,若能讓電動車的充電時間縮小至5分鐘,此不但可解決電池更換的權益歸屬與責任問題,亦可解決電動車因漫長充電時間而限縮其通行距離的問題,由於電動車的電池容量與手持行動裝置的電池容量相差甚大,因此充電的時間相較上就更為漫長,因此,使得電池充電的問題一直阻擾著電動車的發展。

瑞士機電大廠ABB集團透過不斷與超級電容大廠Maxwell技術合作,利用超級電容(Ultracapacitor) 具有高功率密度(Power density)與快速充放電的特性(如圖1),於20135月即推出快充技術,當時能力可達到能在15秒內充電到400 千瓦,完全充滿電只需在3-4分鐘內即可完成,此相關技術在2016年更進步到在15秒內充電到600 千瓦,快速充電的效能提升50%,因此,ABB得以在20168月利用其優異的快速充電技術,取得潔淨能源公車營運商 Tosa的訂單(如圖2),此技術亦成為ABB跨入清潔能源公車領域寫下嶄新的一頁。

 

 

三、結論

    隨著人們對時間分秒必較的要求,快速充電的技術發展只會愈來愈快,並且解決方案也會愈來愈多元,除了在現行鋰離子電池系統的架構之下,不斷地增加充電功率以降低充電時間之外,亦須近一步考量充電過程的安全配套問題,另一方面,材料技術(Ultracapacitor)的突破,亦提供了另一種快速、環保、安全的充電選擇方案。

(本文作者為工研院IEK執行產業技術前瞻研究與知識服務計畫產業分析師)

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