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歷史雜誌

依專輯名稱關鍵字搜尋或依年份搜尋，年份輸入範例202406

作者:林正軒、張朝信、汪智強、陳譽元、彭文陽高轉速無感測驅控直流無刷薄型馬達技術探討－以智慧吸塵器嵌入式鼓風機驅動設計為例

永磁直流無刷薄型馬達可嵌入於高轉速流機，除了簡化軸承與端蓋等優點，甚至降低系統轉動慣量，降低加減速電流，實現高效直驅的節能效果。現有市面流通的無感測驅控IC能提供的額定電流規格多在1 A以內，且可匹配之電氣頻率偏低限制了與高轉速流機之多極薄型馬達結合的應用性。鼓風機的薄化、節能、智慧化是現有清潔機器人之智慧吸塵模組的重要技術趨勢，本研究開發兩款不同構形之多極薄型馬達，包括其磁路分析模擬與特性預估，實體雛形分別與智慧吸塵器高轉速鼓風機嵌入結合測試，馬達整體尺寸在直徑52 mm及高度10 mm以下，搭配無感測器設計架構，簡化馬達零件與組裝工序，以智慧化模糊邏輯控制驅控技術，改善高轉速之下的能耗，並縮短整定時間，使得依照灰塵量大小即時調整轉速變得可能。實際驗證發現，徑向磁通薄型馬達設計在空載測試時，12 V與0.32 A電流可達額定14,000 rpm；與離心Blower模組直接負載測試時，平均電流在2.3 A以內，驗證其無感測驅控法在高轉速（14,000 rpm）應用下換相時機與電流控制強健性，對於依賴充電電池驅動的智慧吸塵器，與原有直流有刷馬達驅動鼓風機方案比較（電流>4.5 A），平均耗電量下降達50%，可有效降低回站充電頻率。此外，對照組之軸向磁通薄型馬達因為採取無鐵芯設計，氣隙較大，整體馬達效率表現不如有鐵芯的徑向磁通設計，但是其較低的頓矩（cogging）可以獲得較平順的加速曲線，且線圈發熱可直接均勻傳遞至電路底板外，未來結合低鐵損SMC鐵芯，較易實現中空軸設計，仍具薄化嵌入應用之可能性。

作者:石亞文高效能電動動力系統軟切換技術發展

本文主要為工研院與維吉尼亞理工學院共同針對電動化車輛之電動動力系統性能的提昇而進行Soft-Switching與相關控制策略應用之技術發展合作。本研究中將進行Soft-Switching驅動控制器之硬體電路分析及設計；其中包含功率元件之規格效能驗證，再來即導入Adaptive Timing控制技術以達Soft-Switching幾乎零功率損失切換之功效。最後，再利用Advanced Control技術配合電感性負載及電動動力馬達進行驗證，以達成電動動力驅動控制器最高性能99 %及全域高效能之目標。如此，全域超高效能之馬達驅動控制器將可有效的提昇電動動力系統之整體效能，以達電動車輛能耗的降低及續航里程的延長，並可對應到將來電動化車輛（EV or xEV）系統的應用。

作者:林懿伶、徐偉晉基於AUTOSAR架構之電動車馬達驅控器軟體開發與實現

本文闡述碳化矽馬達驅控器的軟體設計流程與架構實現，內容涵蓋以下重點：系統架構、介紹整體規格、硬體配置及軟硬體介面。本軟體開發遵循AUTOSAR標準，並介紹所使用的開發環境與工具鏈。軟體架構採分層設計，應用層包含馬達控制與錯誤診斷等功能模組。診斷功能用於實現系統異常監測與故障處理，確保安全性與可靠性。MCAL 底層設計描述主要硬體周邊模組的配置方式，確保韌體功能正常運作。本文提供符合AUTOSAR的設計框架與實現方式，為碳化矽馬達驅控器的開發與應用提供參考。

作者:邱俊凱、吳至強電動車驅控器功率密度趨勢與技術發展方向

本文從電動車驅控器功率密度的重要性切入，以US Drive所設定的2025年藍圖目標為標竿，檢討分析目前國際現況技術水準。透過解析驅控器關鍵組件，從體積占比及軟硬體技術指標作為提升功率密度的優化方向，並扣合近年國際論文技術發展方向，帶出工研院機械所智慧車輛組的研發現況，且與國際現況產品的比對分析做為參考，期能超越美國US Drive所設定的功率密度藍圖目標，進而帶動國內產業技術發展。

作者:張欣宏、解潘祥、吳至強碳化矽驅控器平台測試與實車驗證

本文主要測試與驗證碳化矽功率模組於電動車驅控器的應用，由於碳化矽驅控器具有高效率、高功率密度及小體積的特性，透過本次驗證，以呈現碳化矽驅控器於平台測試與實車上真實的結果，可有效提升電動車空間利用率及續航里程。本文依美國能源部頒佈逐年電動車動力驅控器的效能指標，驗證發展之高功率碳化矽驅控器於測試平台上，已達成驅控器最高效率>98% 及功率密度50kW/L。另以碳化矽驅控器整合式動力馬達匹配至電動商用車，進行之車輛組立與實車整合驗證。實車驗證內容包括一般功能測試與底盤動力計之車輛性能及能耗測試。車輛在底盤動力計測試結果顯示，車輛最大爬坡≧ 30%@1850 kg測試車重、最高車速≧ 110 km/h，符合車輛設定性能規格。與採用一般IGBT 驅控器的電動商用車相比，定速80 km/h 能耗改善率約6.4% 及歐洲駕駛週期測試規範（New European Driving Cycle - NEDC）行車型態能耗改善率約3.7%。

作者:吳至強車載動力暨電力轉換器技術趨勢與挑戰

本文回顧並探討電動車動力與電力系統中馬達驅控器與車載充電器(On-Board Charger, OBC) 之趨勢，包含 US Drive、EU 2ZERO 技術目標，並對國際車電充電規範、電壓、功率、功率密度與效率、及現況作分析。針對馬達驅控器與車載充電器之趨勢，工研院機械所智慧車輛組積極佈局開發高效率高功率密度之馬達驅控器與雙向充電車載充電器，以解決現階段電動汽車續航低及車輛空間受限的問題。透過導入國際標竿產品做分析參考，期能超越美國 US Drive 2025 年之功率密度目標，進而佈局 2025 年後之動力與電力系統發展。