車輛中心 產業發展處 吳耿賢

隨著電動巴士普及率提高，驅動馬達取代引擎成為動力傳輸的要角，國際大廠包括德國ZF、西門子（Siemens）、日本電產（Nidec）等，分別與各電動巴士廠商合作。而臺灣的東元 、大同等馬達製造廠則陸續為國內的電動巴士廠商開發出馬達動力系統，目標2030年臺灣大客車的全面電動化及國產化。本文將概述電動巴士驅動馬達的種類及應用。

驅動馬達的種類
驅動電動巴士行駛的驅動馬達型式可分為以下三類：
一、集中式馬達驅動型式：
巴士原先引擎的位置以馬達取代，馬達輸出動能通過變速機構、傳動軸、差速器傳輸到車輪來驅動電動巴士。只改變巴士的動力來源，而傳動系統則予以保留（圖1）。

圖1、集中式馬達驅動型式

二、輪邊馬達驅動型式：
將驅動馬達分散到電動巴士的車輪邊，減少差速器和車軸等零組件，整車的結構更為緊湊，大幅提升車內空間，並減輕車重，同時也增加傳動效率（圖2）。

圖2、輪邊馬達驅動型式

三、輪轂馬達驅動型式：
由馬達直接驅動車輪，減少傳動系統的使用，使得動力傳輸路徑縮短，減少能量損失，傳動效率大幅提升。由於整車少了傳動零組件，除了降低重量外，更讓車內的空間大幅提高（圖3）。

圖3、輪轂馬達驅動型式

電動巴士驅動馬達發展趨勢
集中式馬達驅動型式可依照性能的需求，設計成不同驅動方式，如單馬達直接驅動、單馬達＋變速機構、雙馬達串∕並聯＋變速機構及變速機構兩端配置馬達等方式。因為集中驅動式的設計靈活度高，是目前電動巴士的主流，且是配合政府新能源政策快速搶佔市場的最佳方案。圖4分別為SIEMENS（右）、東元（中）及大同（右）所設計的集中式馬達。

圖4、集中式馬達

資料來源：SIEMENS、東元、大同，車輛中心整理

輪邊馬達驅動型式因為傳動系統精簡，容易設計成低地板巴士及增加乘客的站立面積，還能使巴士的重心變低，提升行車的穩定性。因為動力系統精簡，使得輪邊馬達驅動的動力傳輸路徑變短，除可降低能源的消耗外，更可有效的將制動（剎車）能量轉成電能，提高能源的利用率。圖5為ZF所設計的輪邊馬達。

圖5、輪邊馬達

資料來源：ZF，車輛中心整理

輪轂馬達驅動的最大的特點就是將動力和制動系統全部整合到輪轂裡面，電能直接轉成動能驅動車輪前進，擺脫機械傳動系統的約束，實現電動巴士完全由電氣操控。因為所有的動力系統都已經分佈到各個輪轂上，所以車內空間在設計上的自由度都比輪邊馬達驅動的電動巴士高。圖6為e-Traction所設計的輪轂馬達。

圖6、輪轂馬達
資料來源：e-Traction，車輛中心整理

小結
電動巴士發展的目標是淨零碳排；可以安全、可靠地載運更多的乘客是電動巴士的設計方向。因此，馬達技術的進步，可增加傳動效率，有效的管控電能，進而延長電池的壽命；馬達應用的最佳化，可減輕整車的重量、加大車內空間。
隨著世界對環保議題的關注，電動巴士一直是各國政府推動運輸工具電動化的主要對象，先進電動巴士車型的推出，將加速推動電動巴士市場的成長。