知識文章

國際主要車廠電動車平台發展動向

2023 / 03 / 14

車輛中心 產業發展處 莊閔任

對應溫室氣體減量的趨勢和全球政府嚴格的法規要求下,國際車廠逐漸降低對內燃機引擎的研發與投資比重,轉而將資源投注於新興電動車關鍵系統與零部件,以開發符合節能減碳的電動車產品。目前有許多國際車廠相繼宣告加速朝電動車轉型,並提出具體的電動車車款上市時程、銷售量等規劃目標。如歐洲指標車廠賓士集團,目標於2025年後推出的所有新車型皆具純電動車選項。


圖1、全球車輛電氣化或內燃機禁令目​​標

資料來源:國際能源署IEA、車輛中心整理

車廠以平台與模組化為訴求,相繼投入電動車開發

以全球市場為舞台的國際車廠於車輛開發上,為因應各地區的消費者截然不同的喜好,同時考量降低成本的情況下,平台的使用以及模組標準化概念日漸重要。此外,部分國家消費者對於價格敏感度高(如優質平價訴求),這也驅使車廠不僅要增加產品多樣性已配合市場需求,在成本上更要致力於推動零組件或材料平台化、模組化以及共用化,藉此創造出更大的經濟規模,帶來更顯著的成本抵減效益。

電動車平台已為全球車輛產業的共同發展趨勢,多數車廠採用自家設計之模組化平台,如福斯汽車集團於旗下品牌採用MEB、J1、PPE及SSP平台,Toyota採用e-TNGA平台等,也有車廠採用與OEM廠合作之平台,如現代汽車與電動車新創企業Canoo合作開發E-GMP平台,再者則是車廠透過取得其他平台的授權進行使用,如本田(Honda)取得通用汽車(GM)之平台授權使用GM平台,以及福特(Ford)使用福斯汽車(VW)MEB平台(圖2)。


圖2、國際主要車廠採用之電動車平台及商業模式

資料來源:各車廠,車輛中心整理

電動車平台系統處發展初期,具發展空間

綜觀國內外市場,電動車平台皆處於發展初期,統整全球市場主流車型能源轉換效率,其效率均值僅72%(圖3),亦即高達28%的能源於轉換過程中流失。為求更長的車輛續航里程,除電池技術仍需突破外,現行電動車電源轉換率亦須提升。為此,部分車廠已規劃利用碳化矽(SiC)材作為電子零組件主要材料以提升效能,指標車廠如Tesla,將透過材料技術提升能源轉換效率至90%以上,歐洲車廠如VW、M-Benz等,目標下一世代車型具備85%以上能源轉換效率。


圖3、各車廠車型能源轉換效率圖

資料來源:UBS,車輛中心整理

其外,針對電動車輛充電系統,市場多數車型充電效率為150kW以下,支援快速充電之車型亦屬少數(圖4)。為求縮短充電時間,支援高功率350kW快速充電及800V車輛系統亦為各車廠提升之指標項目。


圖4、各車廠車型充電效率比較圖

資料來源:UBS,車輛中心整理

此意味著電動車平台以及所搭載之三電系統,自電控與電機所使用之元件與能源轉換效率,以及電池所具備之單位能量密度,皆具相當大的發展空間。

電動車平台發展將有別於燃油車,核心技術將轉向車廠自主研發

以車廠供應鏈進行分析,有別於以往,燃油車多數技術由供應商提供,車廠進行系統整合;電動車平台中,如電源轉換與管理系統、驅動馬達與驅動系統由車廠自主研發佔比逐漸提升(圖5)。


圖5、各車廠電動車平台關鍵系統供應鏈統計圖

資料來源:車廠官網、網路多元訊息,車輛中心整理

部分車廠,如福斯集團、賓士集團、雷諾日產三菱集團等,亦投入電芯與電池模組自主研發,並規劃於2030年導入集團內平台系統(圖6)。同時,因應車載系統數位化並追求更高的效能,亦有車廠跨領域投入半導體技術開發與製造,以掌握關鍵技術並加速提升平台發展。


圖6、國際主要車廠電動車整車平台架構

資料來源:各車廠,車輛中心整理

下一世代電動車平台,臺灣產業新契機

為求電動車能源效率與效能提升,各車廠皆已規劃下一世代電動車平台產品設計開發。依照車廠目前公布之日程規劃,預計2025年起新平台與技術將導入並量產,預估能提供更高密度的電池以及更優良的驅動與電源管理技術,可行駛里程可望超越燃油車。

過去內燃機時代,汽車產業比拼重點在於重工業實力。然而,進入電動車時代後,因採用模組與平台架構,使汽車業越來越趨近於IT產業的演化,高速運算、聯網、大數據、智慧控制以及資訊安全將是未來發展重心。臺灣廠商可結合資通訊產業及電動車供應鏈相關優勢,切入向來封閉的汽車原廠供應鏈。

臺灣其實擁有相當傲人的優勢,並掌握大量電子產業資源,在研發、軟硬體整合、以及人才培育所累積資源與環境,正是電動車時代之下,產業供應鏈所必備的條件。臺灣亦聚集了許多規模較小的廠商,於產品開發上反應速度與彈性都比跨國大型集團更具優勢。在製造生產上,臺灣的實力全世界有目共睹,不但能夠兼顧速度與品質,也能將物流、維修等相關產業結合成為配套方案,在這個快速變遷的時代滿足新興商業模式的多元需求。

因應全球電動車銷量持續升溫,車廠相繼於世界各國投資設廠,並與在地廠商尋求合作,可望提供臺灣相關產業新機會。

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