工研院叁与Automotive World 2018 展出高效率马达发电系统

随着全球汽车刮起节能风潮，工研院将在日本的Automotive World 2018中展出多项节能车关键技术，创新的「同步整流技术」，让车辆在怠速情况下，不需提高转速就能进行发电，并将发电机效率由90%提升至97%以上，有效减少燃油损耗还兼具节能环保。

此外，将於现场展示的「汽车启动电池用固态继电器SSR」、「车用空调压缩机之智慧型功率模组」等五项动力与电力系统技术，还可降低成本及车用功率模组功耗并提升效率，展现工研院在智慧、节能车辆的研发能量。

根据工研院产业经济与趋势研究中心(IEK)预估，2023年全球汽车电子与车联网产值将达4,511亿美元，较2015年的2,703亿美元成长1.67倍，其中，又以车辆主动安全、节能环保相关零组件的成长率最高，平均年增率将超过25%以上。工研院电光系统所所长吴志毅表示，在全球政府持续支持新能源汽车的发展政策下，未来节能车、电动车、以及汽车电子化的科技将快速发展，成为新一波科技成长的动力。车厂在节能和环保的要求下需整合新技术创造更高效率驱动系统，工研院希??奠基於优良的电子技术，透过系统整合创造出高效能的车用技术，藉由此次的展出，与国际厂商互相交流切磋，进而擦出合作的火花。

为满足欧盟2021年乘用车碳排标准（95g／km），德国五大车厂强势推动48V电力系统，将成为新一代节能车标准配备。工研院积极与台湾业者合作开发48V轻混合节能车动力与电力系统技术。在发电机系统上，工研院团队采用同步整流技术取代传统整流二极体，将整流效率提升至97%以上；透过同步整流器模组与薄膜电容上的设计开发，有效降低成本及系统能耗，使发电机效率达78%，与国际一线大厂并驾齐驱。在动力系统应用方面，工研院团队完成具自我诊断及预警功能之碳化矽智慧功率模组研发，可即时监测高马达运转效能，降低电力损耗，使整体系统低碳运作，友善地球环境。

其它更多的创新车用技术都在工研院Automotive World 2018展出，展览时间为1月17至19日在Tokyo Big Sight作展示。工研院的摊位为【E39-13】，欢迎有兴趣的厂商与民众前往叁观。有关展览的相关讯息，请至http://www.automotiveworld.jp/en/

工研院本次展出的重点成果有：

【同步整流技术】

传统汽车发电机是采用整流二极体将行驶过程中产生的交流AC电转换成直流DC电，再蓄电於电池。为了达到降低损耗、提高燃油效率，工研院成功开发通过AEC-Q101车规可靠度100V/80A同步整流器，采用MOSFET做同步整流时引擎，只需在怠速下不须提高转速就能进行能发电，不仅可减轻引擎负担，并可提升发电机效率达78%，能有效减少燃油消耗，达到节能减碳目的。

【汽车电池用固态继电器SSR】

针对新一代车用电池管理系统（BMS, Battery Management System）所需关键零组件及次系统，工研院研发团队整合MOSFET与感测元件开发出双向导通固态继电器。主要应用於12V燃油车，24V货卡与48 V轻混合动力车所使用启动电池，可以直接以驱动IC（Gate driver IC）达成系统所需保护机制；此固态继电器可透过较低的电压控制较高的电压，并且透过光耦合元件达成模组高压绝缘与驱动控制。

【车用空调压缩机之智慧型功率模组】

工研院针对电动车用变频空调系统对节能、静音、体积小、效率高等需求开发符合车规可靠度的智慧型功率模组（IPM, Intelligent Power Module），此产品透过烧结铜技术有效降低热阻，具备完整的电路监控及保护机制，一旦发现机械或电气异常即停止运作，确保电动车使用的安全性。

【120KW电动车马达驱动用IGBT智慧功率模组】

由工研院成功开发高散热高绝缘厚铜基板功率模组，透过固液扩散接点（SLID, Solid-Liquid Inter diffusion Bonding Technology），取代传统焊锡接点，并采用Cu Clip取代传统铝打线技术（Al Wire）进行晶片连接，有效降低热阻。外壳则采用耐高温材料设计，且通过IEC60747-15规范绝缘电压测试与AEC-Q101车规可靠度验证，并透过简化制程大幅提升产品信赖性，相较於传统陶瓷基板架构模组的热阻改善35%，提升了转换效能。

【碳化矽智慧型功率模组】

工研院开发之5KW碳化矽智慧型功率模组同时整合了驱动IC（Gate driver IC），微控制器（Microcontroller Unit），碳化矽功率元件（SiC power device）以及温度电流感测元件（Temperature Sensors, Current Sensors）於一体，达到有效降低能量耗损、提高系统效率、缩小系统体积> 50％、强化系统可靠性。在功能方面，此5KW碳化矽智慧型功率模组由制动、三相开关切换、整流结构组成，备有监控过电压、欠压、过温、短路等的保护功能，并提供车用CAN Bus通讯介面。

【产品设计与分析平台】

工研院的功率模组设计与分析平台功能涵盖电性、热传、应力与可靠度之多重物理性能评估分析，并建置系统规格环境，产出系统性能评估分析结果，最後，统整不同领域性能分析结果并根据基准进行评比，将评估结果回??并进行功率模组设计修改，进而达成功率模组最隹化设计。预计将建立功率模组设计资料库、开发加速分析工具、运用量测结果验证之分析方法开发与使用者平台整合介面建立，进行功率模组设计服务或平台技术授权使用与合作。