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电动车起步 台湾必须展现价值
 

【作者: 王明德】2014年09月15日 星期一

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在过去的石油世纪,台湾虽受限于市场规模太小,以及没能掌握关键技术,未能在内燃机引擎时代发展出具关键研发能力的自主品牌;但在全新的电动车时代,汽车不再需要引擎与变速箱,台湾却有已经占国内车辆产业产值一半的电机电子关键模组产业,做为挺进电动车世纪的后盾。


在经历工业革命、汽车革命、资讯革命后,绿能产业革命是下一波人类经济活动重新型塑的动能,绿能革命涵盖的的范围相当广,几乎是用上了人类整个领域的科技技术来整合这些绿能产业创新,包括创造能源的太阳能、风力、潮汐发电,储存能源的新世代电池、超级电容,以及节约能源的智能电网、LED固态照明、电动车等,这些绿能范围产业,将会影响人类的经济活动规模与层次、投资行为与生活方式,可说是最重要的产业革命。


石油危机推动电动车发展


相较于其他绿能产业,电动车的规模可说最大,试算一下,目前全球正在运行的车辆约8亿辆,这个数字若转换成电动车,其替代规模可想而知,目前已有不少汽车制造厂试探性的推出电动车,电动车行驶不排放二氧化碳,如果实施快充,部份车辆可以在10分钟内充电50%,慢充则需要9个小时能充满,除了充电外,电动车还有制造成本高昂、基础建设不足的问题,这些问题固然延迟了发展速度,不过从另一个角度看,如果电动车是既定趋势,这些问题将反过来成为巨大商机。


图一
图一

事实上,电动车的发展历史,是远早于由内燃机引擎驱动的汽车,早在1834年,美国人汤马仕˙德凡波(Thomas Davenport)便制造了第一辆以直流电马达为动力的电动汽车。比德国人卡尔˙宾士(Karl Benz)1885年发明以内燃机引擎驱动的汽车,还要早50年以上。不过后来因为蓄电池的发展,一直难有重大突破,使电动车辆的性能表现,难以与内燃机引擎相匹敌,也使电动车一度沉寂。


谈石油危机或地球环境议题,大家的感觉,都还停留在有一天「或许」会发生的感觉,并没有必须即时面对的迫切感,一直到2008年,原油价格飙涨,地球的生态环境问题持续恶化,大家才开始有面对问题的迫切感。刚好这时候电动车的技术,也成熟到可以进入量产。


幸运的是,在过去的石油世纪,台湾虽受限于市场规模太小,以及没能掌握引擎、​​变速箱等关键技术,未能在内燃机引擎时代发展出具关键研发能力的自主品牌;但在全新的电动车时代,汽车不再需要引擎与变速箱,台湾却有已经占国内车辆产业产值一半的电机电子关键模组产业,做为挺进电动车世纪的后盾。


工研院机械所指出,台湾真正强的,不是整车业,而是关键模组。台湾的零组件与系统模组,其实已经占台湾车辆产业产值的一半以上。台湾关键模组产业弹性好,可以做到少量多样,才能赢得全世界供货商的肯定。要切入电动车,台湾的优势,也正在于此。


电动车进入门槛


电动车的进入门槛,主要有两方面。其一是电池,其二是马达的驱控模组,相对来说,这两个进入门槛,会比过去要进入传统内燃机引擎产业简单。电动车的减碳量,也至少是内燃机引擎的50%以上。目前全世界也已在中国、美国这两大经济体的主导下,确立将电动车做为未来新能源发展方向。所以工研院这几年最重要的任务,就是赶快帮国内的关键零组件厂进行相关验证,好确认这些关键零组件的安全性、实用性,以及有没有办法具备能够匹配到整车工程上的技术等,帮助关键零组件厂商进入国际市场。


而在电动机车、电动脚踏车、甚至沙滩车(All Terrain Vehicles, ATV)等电动小车部分,台湾已经有自主品牌,并且已居领导地位,工研院所提供的是创新的技术运用与领先的产品,工研院表示,针对大车,工研院的协助重点是关键零组件。在小车方面,希望透过自主品牌,提供创新的模组,帮助产业快速建立旗舰形象。


在大车的部分,能够承受高温、高电压的超高效率马达驱控器,是工研院机械所智慧车辆技术组针对电动车的发展重点。因为要做马达不难,马达很容易抄袭,但马达驱控器要能够承受两、三百伏特的高电压,其中的关键技术和驱控晶片,到目前为止还是被三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)等国际大厂掌控,价格也很贵,到目前为止,还没有一个好的解决方案。


为了突破国际大厂的封锁,工研院机械所正朝为马达驱控器寻找新材料着手,但由于这种材料的散热量有限制,所以一定要水冷,造成整个驱控模组非常大、非常贵,也非常笨重,未来要如何将它缩小,目前正在和最先进的学校做深入的研究。


台湾厂商大有机会


目前机械所已经研发出内阻抗比国际大厂低10%,抗温从目前的摄氏150度,大幅提升至500度的产品,抗高温的好处,是不需要再做水冷,可以直接做气冷。水冷跟气冷的差别就很大。若是用水冷的话,必须制作非常复杂的水冷系统,才能达到降温目的,整个机构的体积就会非常大;若是气冷的话,甚至可以将电源管理系统连同马达驱控器,直接install在马达上,形成一个非常轻巧的动力系统。这也是工研院想要提供给产业界的新方向。


此外,针对小型电动车量身打造、直接装设在轮子上的轮毂马达与超薄马达,也是机械所正在努力的目标,这样一来,就有机会将折叠脚踏车电动化,在LEV上提供轮毂马达与超薄马达,带动小车的发展。


虽然目前国际上已有Tesla Roadster、Mini E、Mitsubishi iMiEV等大功率电动车先后进入量厂,但台湾的厂商,还是大有机会,因为这些车型的年产量都只有零星几百台,若是年产量不到一万台,其实就不算是真正的量产;这也是全世界都还在非常努力地角逐「量产电动车」市场的原因,因为真正具决定性影响力的「老大」,还没有出现。


更重要的是,目前世界各国的电动车产业,均处于起步阶段,因此「全球标准」还没有出现;目前正是台湾电动车产业,积极与国际接轨的关键时刻。在诸多国际标准中,美国的UL,是现今的主流标准之一,UL已经跟工研院签署合作备忘录,在台湾设有亚洲的实验基地,现阶段专注于发展高功率电池的充放电介面,并将做为日后制定电能安全标准的参考依据。也可以借此协助台湾的电池厂商,去符合这个主流规范,得以快速进入国际市场。这也是工研院能够对电动车产业所做的重要贡献。


不能输在起跑点


虽然目前台湾的整车产业,还是受限于国际母厂,但是工研院对于台湾发展整车电动车的前景,还是保持乐观,台湾要切入电动车整车市场,一定要有自主品牌,才有机会。


目前全世界最大的电动车市场,应该会发生在中国,对台湾的关键模组厂商来说,机会就很多、很大,像「Power IC」这样的控制晶片、控制模组、电池芯或电动马达,在这几个方面,台湾业者的机会都很大。


台湾汽车产业发展了50年,一直只能局限在车体与底盘的领域,今天好不容易在电动车方面,有机会具备一点发展优势,台湾必须倾注所有资源,全力投入,面对汽车工业发展百年以来的首度重新洗牌,台湾绝不能输在起跑点上。


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