電動車議題深受關注,核心組成包括電池、電控與電機,此三電技術就是產業發展關鍵。為了提升充電效率與增加馬達輸出功率,各家廠商對「高功率」規格不斷提升,同時也面臨產品發熱問題等可靠度問題。除此之外,在無人駕駛的浪潮下,車內的邊緣運算(Edge Computing)也正在持續發展中,「第四電: 行車電腦」不斷的提升運算速度,延伸出的關鍵難題包括如何將資料中心的伺服器裝置在車上、如何解決熱的問題,以及如何解決產品可靠度問題等。 

4月22日由外貿協會TAITRA與EETimes共同於南港展覽館舉辦的「智慧連網串聯電動車出行新生態研討會」,德凱宜特陳旺助資深經理受邀分享「跨入新世代汽車供應鏈的挑戰─高功率零組件應用於智能電動車三電與第四電系統」,透過遠端連線,帶領業界先進了解智能電動車的產業需求,協助大家面對跨入新世代汽車供應鏈的挑戰,受到聽眾熱烈反響。


電動車發展趨勢,走向多合一(All in one)產品
陳旺助資深經理從分析電動車三電出發,包括電控(OnBoard Charger、DCDC converter、Traction Inverter)、電池與電機(馬達),其中馬達作為電動車關鍵零組件,也是部分台灣廠商希望積極進入供應鏈的切入點,而馬達的關鍵優勢就在於輕、有力與靜音。電動車發展趨勢著重於零組件的整合,例如電控中的OBC與DCDC converter的二合一產品、馬達中整合減速器(俗稱發電機)與逆變器,更往後端的關鍵客戶群與技術將是走向多合一產品(All in one),將三電中的電控與電機整合在一起可以大幅降低零部件重量,達到降低電能耗損、提高里程數等優勢。但多合一產品並非毫無缺點,當遇到故障時,整個模組都需要更換,將導致高昂的維修成本。然而,最終產品的發展趨勢,還是會交由市場決定。

電動車在市場上的優勢包含減少廢氣排放的環保因素、節省油錢、品牌價值等,但另一個值得探討的是目前電動車已漸漸結合智能車,發展無人駕駛技術整合。如同上述多合一產品的概念,在無人駕駛的技術中會在車體上安裝無數感測器(Sensor),而感測器(Sensor)接收到的訊號會透過連接器(connecter)傳送到AI系統做運算,也就是本次演講中的重點之一「第四電: 行車電腦」。

電動車的電源系統(power system)運作與可靠度驗證系統
電動車的電源系統為透過充電樁或是充電站傳輸電力至電動車,其中會區分為兩種模式,一種是AC轉DC後再傳送入電動車內電池充電,另一種則是AC傳送到車內的車載充電器(On Board Charger),轉換為DC後將電能供應給車內電池充電。隨後,電池輸出電能後,透過DC/AC Inverter提供發動機(motor)動能,以及透過DC/DC Converter供應汽車上電子零部件的動力來源。



因此在可靠度驗證上需要分別顧及AC與DC的輸出(output)與輸入(input),德凱宜特建置了完整的測試設備,包括AC/DC Source、AC/DC Load、水冷系統,以及Recorder記錄完整測試參數,提供多合一產品(All in one)測試量能。在測試手法上,可靠度驗證包括動力類型(Mechanical Loads)、氣候環境類型(Climatic Loads)、材料類型(Material Verification)與電性類型驗證(Electrical Loads)等。




產品壽命預估與高功率零部件驗證手法
傳統燃油汽車的產品壽命主要考量引擎在開啟(Engine on time)與關閉(Engine off time)的合計壽命,而電動車產品壽命估計相對複雜許多,還需要考量到充電時間(Charging)與待機(Inhabited)模式,甚至當未來進入到無人駕駛階段,運行耗能更將大幅提升。由此可知,高功率零部件已是必然趨勢,同時可靠度驗證的觀念與手法都需要及時跟進,以確保產品在市場上的品質與終端客戶的行車安全。

電動車中的高功率零部件包括IGBT(絕緣閘極雙極性電晶體),結合目前市場上討論熱度十分高的第三代半導體,德凱宜特亦提供了完整的驗證手法,透過收集電動車行駛中的數據(the driving profile),將相關參數套用到設備上,再透過計算溫度變化,搭配IOL(Intermittent Operational Life)驗證手法,以驗證出產品的生命週期。

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