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电动车更省电 齿轮大厂成功开发关键二速传动系统

电动车更省电 齿轮大厂成功开发关键二速传动系统

传动元件大厂本土耗时4年与工研院成功开发出,全台首个自主设计制造的电动车二速传动模块,其更是全球第三个开发成功的公司。过去台湾在车辆传动领域中,多以齿轮零组件生产代工为主,对模块系统较少着力。对此,本土董事长林森指出,此次成功开发的背后也显示出台湾在电动车供应链中,有具备优秀的研发制造能力,进而能够从零组件厂进阶为传动系统供应商。未来本土也盼进一步结合国内马达与控制器厂商,建立三合一机电系统,提供国内外整车厂最佳解决方案,更协助国内汽车零件制造厂转型为系统模块厂,形成产业价值链。

电动车市场成长快速,根据世界汽车工业国际协会(OICA)统计,因受COVID-19(新冠肺炎)影响,2020年全球新车销量虽相较2019年下降13.8%,但其中电动车市场却不减反增,呈现逆风成长,据统计,2020年全球总销量达296.3万辆,成长率达46.3%,约占车辆市场3.8%。

此外,在世界各国及跨国企业纷纷提出「2050碳中和」目标,电动车后势只会越烧越旺,根据彭博新能源财经(BNEF)分析,2035~2040年电动车销售量将会超越燃油车,全球电动车整车产值将上看2.1万亿美元,到了2040年全球销售的乘用车预估将有57%会是电动车。随着市场火热,相关供应链业者也积极投入资源布局。

一般来说,电动车有三大核心,分别是电机、电控及电池,其中马达内的传动模块属于电机核心的一环。电动车的电动驱动系统是将电能转换为机械能,再将机械能透过传动系统传递至车轮,提供车辆行驶所需要的动力,而传动系统的核心技术,正从单速转往多速趋势发展,此次本土开发的二速传动模块,即是藉由两档位高低齿比来提升车辆加速与极速效能,并维持马达高效率输出。

工研院机械与机电系统研究所经理杨正平进一步解释,传统单速齿轮设计高减速比是着重于加速大扭力需求,如汽车在爬坡或高负载的状况下需要更大扭力,而低减速比则是着重于高速巡航需求,过去车厂得根据不同车款需求做选择,但二速齿轮的最大特色,是能够同时满足电动车在高速与高负载状态下的动力需求,并使马达在两种状态下均能保持高效率动力输出。

经济部技术处科长张能凯则指出,电动车的续航力要好,并不能光靠电池效能,传动系统也很重要,因为这是能源转换的问题,一旦传动系统效能提高,能源转换效率便能够发挥到极致,也能达到提升整车续航力的作用。本土表示,此次二速传动模块经过一系列测试,已证实可节省能耗达10~15%,不仅对增加行驶里程有帮助,也是未来电动车齿轮箱发展趋势,林森指出,开发二速齿轮箱至少要三年,因此车厂刚开始都先从单速齿轮开发,而本土与工研院四年前就启动布局,因此才能抢先全球脚步,成为全球第三个、亚洲第一个成功开发出二速齿轮的厂商。

此外,二速系统也可在维持相同效能的前提下,选用较小功率的马达,进而让动力系统在设计上小型化,并借此切入以效能为取向的高端电动车市场。

而藉由模块系统的成功开发,未来整车在设计制造上也会带来新的模式。林森举例,像是过去燃油车时代,1,300c.c的车型可能要搭配四缸引擎、2,000c.c或以上的车型搭配六缸引擎等以此类推,但未来像这样的传动模块则可在共享底盘设计下,依据车款效能与规格产生不同配置,让单一传动模块能够大小通吃,应用车型从轿车、SUV车、商用车或大型巴士等都能适用,藉由模块化加速量产,进入新的商业模式。

深耕齿轮开发制造将近40年,本土不仅是知名国际电动车厂齿轮供应商,同时也是航空供应链之一,包括波音(Boeing)、空中巴士(Airbus)飞机内部的齿轮零件,也有本土的身影。过去台湾车辆传动产业多以齿轮零组件生产代工为主,对模块系统设计较少着力,而此次本土与工研院成功开发二速传动模块,不仅补足国内在传动模块设计、分析、验证技术能力,也协助国内汽车零件制造厂有望从零组件代工转型为系统模块厂,更可做为电动车三合一动力系统的基础,进一步整合国产化的马达及驱控器资源,有望打入国内外电动车产业供应链,形成产业价值链。

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