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運輸能源智慧化

 

* 市場切入點
 
全球都市化快速發展,都市人口持續增加,帶來環境、運輸、能源、安全等各方面問題受到各國政府重視,紛紛投入資源打造智慧城市。根據IHS Markit指出智慧運輸為發展智慧城市的重要基礎,並預測未來需求將大幅增長,2040年智能車輛年銷量3,300萬輛;Intel與SA研究預測2050年自動駕駛將創造7兆美元乘客經濟;而國際品牌車廠Daimler AG、BMW等公司也加入智能運輸科技發展的行列,積極擘劃未來人類生活中智慧運輸載具的新樣貌。
 
運輸能源智慧科技,跨資通訊、能源、電子等領域,近年來在AI技術的發展與突破,跨域科技整合、電動車(Electric Vehicle, EV)、自駕車、無人載具和共享新概念,成為下一階段智慧運輸發展的重要趨勢。我國電動車輛產業發展已有十餘年經驗,且具備良好關鍵零組件代工與製造基礎,在全球智慧型運輸系統革新下,傳統汽車產業封閉的生產模式邁向分工合作,是我國成為國際大廠供應鏈的最佳機會。因此為配合政策與綠能科技產業創新,帶動國內整體智慧運輸產業的發展,並掌握國際市場布局先機,將整合國內研發與製造資源,強化電動化與自駕化技術能量,以克服下列各項技術發展瓶頸。
 
1.智能載具動力電池系統開發技術:過去電池儲能藉由電腦、通訊與消費性電子(Compute, Communication, Consumer Electronics, 3C)產品應用,從電芯到電池管理系統已建立完整的產業鏈,至今仍不斷提高電池能量密度。面對未來中大型儲能系統、車輛電動化所帶來儲能需求,電池朝高壓高能量系統發展,需通過各種嚴苛的安全性測試規範(如:ISO 26262、ISO 12405-1、SAE J2464、SAE J1798、SAE J2380等)。此外,還須達到車廠對於電池系統超長壽命(7~10年/3,000~500圈)、快速保養與維護等各項技術門檻之規格要求。
 
2.電動車輛線傳底盤關鍵次系統技術:在全球自駕車發展驅動下,模組化、線控化的動力底盤將成為智能電動車輛發展的主流。然而面對日趨嚴苛的法規安全要求,國內底盤次系統線控化程度低,且欠缺新產品研發能量與整合技術。
 
3.長航時無人機(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)複合電力關鍵技術:無人機目前動力來源多使用內燃機或鋰電池系統,飛行時間過短限制其應用,因此開發長航時無人機電力解決方案,如飛行充電、自動換電系統等技術,將有機會拓展商用無人機應用領域。
 
4.智慧電動輔助自行車關鍵技術暨服務模式:自行車產業發展趨勢已進入智慧電動高值化的產品區塊。目前高價電動輔助自行車雖在國內組裝,關鍵之動力配套卻仰賴國外大廠供應,國內業者的利潤被大幅壓縮,產品難具差異化特色,透過開發國產自主的動力配套產品,另結合AI和5G應用,發展客製化電動輔助自行車,加強研發創新和服務,協助產業走向高階製造。
 
* 技術特性
 
「智能載具動力電池系統開發技術」聚焦於強化現有電池產業體系、建構下世代固態電池(Solid-State Battery, SSB)技術二大主軸。以移動式儲能電池為主,一為建立長壽命高電壓電池模組技術;另一為布局SSB,加強SSB和材料技術研發,建構高能量SSB試量產線。同時完善電池/模組及電池系統的性能、安全、壽命等檢測能量,並導入國內電動巴士車隊與工業儲能場域示範運行驗證,以加速國內產能規模化,進而將技術推向海外市場,擴大電池應用出海口,方能帶動國內電池芯與模組系統產業發展。
 
「電動車輛線傳底盤關鍵次系統技術」應用於國內現有商務車及其底盤系統,以做為技術發展之基礎,並整合電動動力系統、電控煞車系統及電控懸吊系統、線控車輛整車控制器(Vehicle Control Unit, VCU)、底盤整合控制策略、相關連結介面及通訊介面,並選用適當之線控油門及電控轉向系統,以達建立具備自主化電控底盤次系統之線控電動商用車平台,重點發展平台整合與驗證、操控機制與多重安全防護機能,以順應後續智能化車輛底盤次系統響應規格需求。
 
「長航時無人機複合電力關鍵技術」為滿足現今不同任務導向,有高負載、長航時之需求,以開發輕量高功率燃料電池電源系統技術,延長無人機執行任務時間,布局燃料電池無人機應用服務。同時也透過業界合作導入複合翼燃料電池無人機的整合技術開發,並進行偏鄉物資運送服務的示範運行,以建立無人機物流之營運模式。
 
「智慧電動輔助自行車關鍵技術暨服務模式」則以推動電動輔助自行車產業升級轉型為目標,開發電動輔助自行車核心零組件配套(馬達、減速機、扭力感測器及控制系統),建立模擬技術與實品開發技術,以因應電動輔助自行車多種控制模式需求,提升國內電動輔助自行車之控制技術及品質穩定度,走向高品質的電輔自行車產業定位。
 
* 產業帶動性與應用效益
 
隨著產業轉型發展及永續經營施政願景的驅動下,綠色創新科技應用帶動智慧運輸能源的興起,瞄準電動車(儲能電池)、自駕車(電控底盤)、無人機(燃料電池)、電動輔助自行車(電控整合)等利基市場,透過跨域技術整合與業界合作示範運行,以加速國內產業轉型升級,及早布局國際市場。
 
預計開發以上4項高技術質量產品/試量產建置,包括動力電池模組與電池系統導入電動巴士測試驗證,使國內儲能電池產能達3.5 GWh;推動電動車輛線傳底盤整合平台應用於商用物流之實驗運行,扶植國內業者成為電控化底盤次系統Tier 1廠商,帶動國內底盤電控次系統國產化比例82.5%;長航時無人機用燃料電池混成電力系統,飛行時間可達相同重量鋰電池的2~3倍;國產自主之電動輔助自行車整車、零組件產品配套及加速供應鏈E化發展,成立E-TEAM聯盟,輔導系統服務商的營運投入,以提升產業服務內涵與附加價值。整體可望推動11項研發技術國產自主化並促成國內外廠商投資達新臺幣41億元。
 
更新日期:2020-11-05

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