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作者：蕭瑞聖/工研院

一、主要國家推動節能減碳政策，電動車輛市場蓬勃發展

石油危機、地球暖化等節能與環境保護的議題受到全球矚目，因應經濟成長趨緩、汽車銷售成長率逐漸下降與隨著高齡化社會的到來、對應高齡人口及交通弱勢者問題，連帶地影響汽車產業發展。

二、電動車輛整合汽車電子應用，功率元件扮演關鍵角色

電動車輛整合汽車電子應用導引汽車電子產值逐年增加，其背景有(1)汽車感測器、半導體技術成熟，附加價值提升(2)伴隨政策法規實施，電動車輛需求殷切，大電壓/大電流功率模組/元件需求成長(3)車廠利用汽車電子產品提升競爭優勢，訴求產品差異化(4)藉由控制電子化，改善引擎效率與降低燃油效率(5)消費者對車輛安全(主動、被動安全)要求意識提高(6)汽車無線資訊與通信需求增加。

三、寬能隙元件-SiC與GaN在電動車輛應用受關注

目前電動車輛占汽車市場比例仍低，存在若干瓶頸，受矚目的兩種寬能隙(Wide Band Gap)第三代化合物半導體元件—碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)可能改善電動車電子元件的課題，SiC已被少數車廠(如Tesla Model 3)應用採納，特別是電動車輛對應開發高效率和高功率元件所面臨的能源效率與成本挑戰。

四、功率元件於電動車輛技術發展與應用

(一)電動馬達驅控器

近年來隨著新一代電動車(xEV)加速普及，連帶開發具備更高效率，更小且更輕的電動系統，特別是驅動核心—電動馬達驅控器，不只重視小型化及高效率，功率元件跟著進化，為延長電動車續航距離，電池容量呈現日益增加趨勢。

(二)直流轉換器
功率轉換器與功率元件是強化續航能力與降低環境污染的關鍵元件，只有使用高能效的直流—直流(DC/DC)轉換器才能輸出正確的電壓，在不同電源與動力電池之間因升壓或降壓等管理功率，複合動力系統控制器與電網的交流—直流(AC/DC)轉換器為動力電池充電，動力電池透過DC/DC轉換器給12V電池充電，電動車配置可能需要一個雙向或單向電源系統，DC/DC轉換器故障可能導致所有電氣附屬設備失效，所以DC/DC轉換器的可靠性相當重要。

(三)車載充電器
隨著電池技術精進與續行距離延長需求，適用於純電動車與插電式複合動力車的車載充電器扮演相當重要角色，電動車充電技術開發方向主要可分為傳導式(Conductive)充電與感應式(Inductive)充電，充電系統由4個子系統組成，分別為交流市電(Mains AC)、高頻轉換器(High Frequency Converter)、二次整流器(Second Rectifier)與電池等。

(四)直流充電樁
直流充電樁是將交流電轉成直流電，直接為電動車的車載電池充電，輸出的電壓與電流調整範圍大，適合大功率充電以大幅縮短充電時間，一般多設置於公共充電設施(地點)，並且以駕駛只會短暫停留的旅途中充電地點為主，例如高速公路服務區、大型專用快充站、加油站改設或增設充電站與便利超商等。

五、結論
隨著各國政府宣布碳零排放目標，包括歐盟和美國承諾至2050年、中國至2060年實現碳中和等，各國政府積極發展電動車產業，例如美國總統拜登已簽署總統令，目標是2030年將純電動車占美國市場新車銷售比例提高至50%。