1.1 研究動機
21 世紀開始，全球暖化與氣候變遷等問題在日益具體的科學證據與媒體傳播 下逐漸為大眾所重視，消費者環保意識的提高也令產業必須往降低汙染的方向發 展，汽車長期使用石化燃料為其動力來源，對環境污染影響極大。為使車廠負起對 環境維持的企業責任，各國政府逐年提升汽車的排放與油耗規範標準，使車廠必須 不斷地提高燃油效率與廢氣處理，降低排放對環境之破壞。直到近年，引擎效率無 法再做有效提升，車廠開始加入更高效率的動力來源「馬達」，並開始推出電動車 與油電混合車，電動化的好處如圖1-1 所示，汽油車在經過石油精煉、運輸與引擎 轉換後僅有14.6%的能源用在驅動上，若將石油用來發電，由電池與馬達提供車輛 動力，則有20.1%的效率，除了效率提高，還可以將燃料產生的汙染廢棄物集中在 發電廠，更有效的對汙染物進行轉化與收集，同時方便利用可再生能源所發出的電 能，減少對石化燃料的依賴，有助於可再生能源技術的發展。
圖1-1 汽油車與電動車能源效率比較[1]
電動車使用馬達在動力方面的優勢是效率高、響應快、啟動扭力大、調速範圍
1.2 論文架構
本論文首先藉由文獻回顧，探討現有驅動馬達之磁路與散熱設計的研究方向，
整理出該如何分析與改良馬達的磁路與熱傳 (第二章)，接著分析現有之 150kW 水 冷感應馬達原型的磁路，找出磁路設計可改良之處，再進行磁路改良設計以提高效 率，降低損失(第三章)，之後分析該馬達目前的熱傳與散熱性能，並改良散熱設計 使馬達的溫升可以降低，增長可連續工作時間(第四章)。最後將磁路與熱傳模型結 合，並考慮到溫升對電阻及馬達效率的影響來得到馬達連續工作的性能(第五章)。
本研究流程如圖1-2 所示：
圖1-2 研究流程
1.3 研究工具介紹
本研究主要使用ANSYS 公司旗下之模擬軟體對馬達的電磁場、熱流場進行建 模與有限元素分析。包括整合平台 ANSYS Workbench、電磁場模擬 Maxwell、熱 流模擬Fluent。本研究之分析方法是以上述軟體進行模擬，比較不同設計的性能來 得到最佳之改良設計。
ANSYS Workbench
ANSYS 公司所研發之 ANSYS Workbench 為整合 ANSYS 旗下所有分析軟體 之協作平台，包含幾何繪圖(SpaceClaim)、網格切割(Meshing)、結構(Mechanical)、
熱流(Fluent)、電磁(Maxwell)求解器，以上軟體經由 ANSYS Workbench 可以實現 數據的共享、交換與參數管理，完成參數最佳化以及多物理場耦合模擬。
Maxwell
電磁場模擬軟體，內包含有三個模組：RMxprt、Maxwell 2D、Maxwell 3D。
RMxprt 是屬於旋轉電機設計的專家程式，內建多種電機模型，只需輸入電機設計 之幾何、材料參數，就可以內建公式快速求解該電機設計之性能表現。
Maxwell 2D/3D 可進行電磁場的有限元素計算，分析電機在靜電場、靜磁場、
渦流場、時變電場與磁場等狀況下的特性。可以由RMxprt 中建立的電機設計直接