電動卡車不一定需要超大電池?Honda挑戰「邊開邊充」的第三條路

電動車充電技術的發展,長期以來大多圍繞著「更大的電池」與「更快的充電」兩個方向前進,但面對大型商用車,這套思維開始碰到物理與經濟上的限制。Honda近日宣布與日本大成建設及大成Rotec共同開發磁界耦合式無線供電道路系統,能讓電動車在道路行駛過程中直接取得電力,並計畫自日本2027年度起進入高速公路實證階段。相較於讓電動卡車搭載愈來愈大的電池,Honda正在嘗試另一種思路:如果道路本身就能供電,車輛是否還需要背著龐大的電池到處移動?

Honda從2021年開始研究Dynamic Wireless Power Transfer(DWPT)動態無線供電技術,2025年起則與大成建設及大成Rotec共同開發實際道路系統。這套系統主要由三個部分組成,包括地面直流電源系統、埋設於道路中的Ground Assembly(GA)供電單元,以及安裝在車輛底部的Vehicle Assembly(VA)受電單元。車輛經過鋪設供電設備的路段時,不需要透過實體充電槍連接,即可利用磁界將電力傳送至車輛。

三家企業的分工也反映這項技術已不只是車輛本身的問題,Honda負責道路端供電單元與車輛受電系統,大成建設負責高反應速度的直流供電設備,大成Rotec則負責將設備埋入道路的施工技術。Honda並將逆變器與線圈整合在單一DWPT單元中,再以直流方式連接多組道路端供電單元,希望簡化地下配線與施工複雜度,讓設備未來能配合既有道路刨鋪與更新工程導入。

目前Honda鎖定的第一個實際應用市場並不是一般乘用車,而是長途、高稼動率的大型商用車。原因在於,電動重卡面對的電池問題遠比乘用車更加明顯。卡車若要在不頻繁充電的情況下維持數百公里續航力,就必須配置容量龐大的電池,但電池不僅昂貴,本身也是相當沉重的貨物。電池重量增加,就會侵蝕原本可以用來載貨的有效載重,而充電時間又直接影響物流業者最重視的車輛稼動率。因此,目前大型商用車電動化主要嘗試透過更大的電池與更高功率的快充設備解決問題,但DWPT提供了另一種完全不同的思考方式。車輛如果可以在固定高速公路幹線行駛時持續取得能源,理論上便不需要攜帶足以完成全程所需的電池,只要保留離開供電道路後所需的電量即可。車載電池縮小後,不僅能降低車輛成本與重量,也有機會增加有效載重並縮短停車充電時間。

事實上,Honda過去已研究過動態供電對大型商用車的影響。Honda R&D發表的研究曾將動態充電系統應用於60噸級6×4曳引車,在測試條件下使用100kWh電池,約只有傳統停車充電式電動重卡所需容量的十分之一,並在彎道、上下坡等不同道路條件下驗證最高450kW供電與最高80km/h行駛。雖然這套較早期的研究採用的是接觸式供電技術,不能直接與此次公布的無線系統畫上等號,但它已經說明Honda研究電氣化道路的核心目的:不是單純讓充電變得更方便,而是從根本重新思考電動重卡需要攜帶多少電池。

此次Honda開發的無線系統,則準備朝大型商用車所需的最高150kW供電能力進一步驗證。Honda表示,單一GA供電單元正在朝最高150kW瞬間峰值輸出開發,同時把車輛端受電裝置縮小到可容納於乘用車副車架範圍的尺寸。未來除了供電能力之外,也必須確認車輛高速通過時的傳輸可靠度,以及道路設備長時間承受大型車輛反覆碾壓後是否仍能正常運作。而這也凸顯DWPT真正困難的地方其實不在車,而在道路。Honda、大成建設與大成Rotec預計從2026年底開始建立新的測試道路,以相當於100萬次車輪負載進行長期耐久試驗,同時驗證無線供電性能與漏洩電磁場控制。現階段開發的道路結構以約20噸大型商用車通行為目標,必須讓埋在道路中的供電設備同時承受車重、震動、溫度變化、雨水與長時間道路使用。

到了日本2027年度之後,三家公司還將參與NEXCO東日本在千葉縣館山自動車道進行的「館山Project」,把DWPT從封閉測試場帶到真正的高速公路環境。這一步相當關鍵,因為實驗室證明車輛可以邊開邊充電,與證明整套系統具有公共道路使用的經濟性與可靠性,是完全不同的問題。其中最大的障礙仍然是基礎建設成本。一般充電站只需要在特定地點配置電網、變壓設備與充電樁,但DWPT必須對道路進行施工,並沿線建立供電與控制設備。即使Honda已經針對既有道路設計可以透過刨除路面再埋設的GA單元,若要鋪設數百甚至數千公里高速公路,投資規模依然相當可觀。

因此,DWPT未必適合全面鋪設所有道路,更合理的商業模式可能是集中於車流高度固定的物流走廊。例如港口至物流中心、工業區之間,或大型貨運車流密集的主要高速公路,都具有大量商用車每天重複行駛相同路線的特性。只要一段供電道路每天可以服務足夠多的卡車,基礎建設成本就能由更高的使用率攤提;相較之下,行駛路徑高度分散的一般乘用車,很難創造相同的經濟效益。

另一個尚未解決的問題則是標準化,道路不可能只替單一品牌汽車供電,如果未來要形成公共基礎建設,不同品牌卡車的受電裝置、通訊協定、電磁安全與供電功率都必須建立共通規格。SAE目前已有J2954無線充電標準,其中J2954/2開始處理大型商用車所需的高功率無線供電,而動態無線供電則規劃由J2954/3進一步建立規範。這代表DWPT距離大規模商業化仍不只是工程問題,也涉及跨車廠與跨國標準整合。更進一步來看,動態無線供電與兆瓦級快充其實未必是二選一。未來大型商用電動車很可能同時使用多種補充能源方式:物流中心停車時使用高功率充電、主要幹線透過電氣化道路補充能源,離開供電路段後再依靠車載電池行駛。真正需要比較的並不是哪一種充電技術「勝出」,而是哪種組合能以最低的車輛與基礎建設總成本,維持與柴油卡車相近的運輸效率。

從這個角度來看,Honda這次的DWPT計畫真正值得注意之處,不只是讓電動車「邊開邊充」的科技感,而是它開始挑戰目前電動車產業習以為常的設計邏輯。過去要增加續航力,最直接的方法就是增加電池;要縮短補充能源時間,就提高充電功率。但到了數十噸級商用車,繼續堆疊電池與充電功率的成本會愈來愈高。如果未來高速公路本身可以成為能源供應網路的一部分,車輛與基礎建設之間的分工便可能重新改寫。只是要讓這項技術真正走出實驗道路,Honda接下來必須證明的不只是150kW能不能穩定傳進一輛高速行駛的卡車,而是少帶一部分電池所節省的成本與載重,是否足以抵銷鋪設、維護電氣化道路以及升級電網的巨大支出。這才是「邊開邊充」能否真正改變電動重卡的關鍵。