車輛中心 技術服務處 王崧千

電動車(EV)相較於傳統車輛，電池是電動車整體投入成本比例最高的部分，占整車成本約20~50%，其次是動力系統(含馬達/控制器/變頻裝置)，占整車成本約10~20%。電動車整車架構與傳統內燃機，以動力系統為主要的差異，在電動車動力系統之組成部分，概略可區分為動力電池、驅動馬達、控制器、電源轉換器等關鍵組件，其架構如下圖1所示。

圖1 電動車架構 (圖片來源：網路、車輛中心)

由於智慧電動車輛與傳統車輛的關鍵技術迥異，衍生出與傳統汽車產業相異之新興供應鏈，讓國內產業在關鍵零組件佔有重新佈局的機會，不再受制於傳統汽車產業生產體系封閉性的限制，而誰能掌握關鍵技術和系統模組先機，即具備了切入新興供應鏈體系的機會；各項關鍵零組件產業鏈示意如圖2所示。

圖2 電動車關鍵組件架構及供應鏈

有鑒於此，車輛中心(ARTC)於2012年至2013年間，積極投入電動車動力系統可靠度驗證技術與能量的建置，規劃建立動力系統及其關鍵零組件可靠度驗證技術與能量，項目包含有大型複合環境應力、大型熱衝擊環境、驅動力矩負載、溫度複合腐蝕環境、高溫度變化環境、低壓環境、冷卻循環供給等實際環境應力模擬設備。希望協助產業於開發過程進行產品可靠度驗證，應用範圍包含動力系統及關鍵性組件，提供給國內整車及零組件產業完備的驗證技術能量與改良技術支援，於自主研發/設計階段之測試與驗證，以最短時間有效找出產品設計弱點，可有效降低產品開發成本，並縮短開發及驗證時程。

除針對電動車新領域所衍生之技術能量建置外，再結合ARTC既有之環境可靠度驗證技術與實務，建立更完備且符合電動車產業需求之動力系統驗證能量；驗證能量架構如下圖3所示。

圖3 EV動力系統/組件&驗證平台架構 (圖片來源：網路、車輛中心)

在ARTC既有的車輛零組件可靠度檢測能量基礎下，另藉由2013年度EV動力系統及其相關零組件驗證能量的建置工作，主要是針對EV關鍵組件所需之檢測能量進行新增，建置內容包含執行溫濕度複合動力負載試驗、高溫變率循環試驗、冷熱衝擊循環試驗、乾濕複合腐蝕試驗、氣體腐蝕試驗、高空低壓環境耐受試驗、溫度循環壽命試驗、電荷容量試驗、電能量效率、充放循環壽命試驗等14項可靠度相關試驗設備，以及同步建立相關檢測技術，可提供國內電動車相關零組件產業完整的驗證技術與服務能量，以進行電動車動力系統與關鍵零組件檢測、驗證服務。

針對近期EV動力系統及其關鍵零組件驗證能量已建置完成的部份，主要可分為動力系統與零組件測試區域兩大部分。動力系統測試區主要對應由馬達、驅動器等組成之系統架構產品，執行動力系統特性量測、驅動負載耐久、動力負載複合溫度等相關測試項目，如圖4所示。零組件測試區主要對應如電池、馬達、驅動器、充電器等單一零組件產品，針對產品在使用過程所遭遇之各種操作狀態、氣候條件等進行模擬與測試，如圖5所示。此外，因應電動車輛相關電機/電子零組件產品功率的大幅提升，在產品測試驗證過程中，另需搭配週邊相關冷卻循環模擬系統，以真實並完整的模擬產品實際使用狀態與情境，如圖6所示。

圖4 EV動力系統測試區設備介紹

圖5 EV零組件測試區設備介紹

圖6 EV高功率零組件測試架設

目前國內電動車及相關零組件產業的市場正值起步階段，電動車相關零組件產品亦陸續上市，商品的可靠度問題則需要格外的重視，例如實際使用於惡劣的溫度環境、長時間置於高壓力環境、不規則路面造成之振動等問題，都將是商品必須通過的使用環境考驗，同樣也是國內業者現階段所必須面對的要題。

現ARTC電動車動力系統及其相關零組件之可靠度驗證能量已建置完備，除可滿足國內車輛零組件產業基本品質驗證需求外，亦可提供國內電動車輛產業於自主研發/驗證工作的執行，及協助國內車輛產業進行各項系統/零組件自主研發、品質一致性、產品外銷/改良等檢測與驗證，再進而串連其它驗證技術與資源，形成完整的服務平台，強化國內產業之國際競爭力、增加市場商機。