一、國際電動車整車廠技術布局規畫
近年來，全球各國相繼發布公告，載明車輛電動化時程，成為車輛產業轉朝 電動化發展之一大助力，有助於汽車製造廠電動化轉型。本節將針對國際車廠在 電動車之發展脈動與未來規畫，以及技術布局方向進行分析。
(一)車廠電動車型規劃
全球前 20 大車廠中，已有 18 家車廠表示將加速電動車轉型，並分別提出具 體之電動車銷售占比、銷售目標、車款數量，可參見全球車廠規劃藍圖(圖 2.1)，
依據藍圖，2021 年起將是電動車逐漸出現於市場時期，整體規劃以 VW、Ford、
Stellantis 等最積極，多數車廠預計於 2025 年達 20~50%的電動車銷售占比，2030 年達50%以上銷售占比，徹底展現出車廠對於電動市場充滿信心。
資料來源：IEA Global EV Outlook 2021，車輛中心整理
圖2.1 全球車廠規劃藍圖
依照國際車廠電動車規劃推出的順序(圖 2.2)，從歐系(VW、PSA)開始，美系 (Ford、GM)緊跟在後，其後為日韓(Toyota)車系之導入，整體布局已到 2030 年。
歐系車廠 VW 以 ID 系列進入電動車市場，近年定位在平價之車款，試圖取 得國民電動車之地位，僅 2020 年就宣布推出 20 款電動車，並預告將在 2025 年 超越Tesla ；PSA 集團針對旗下車款陸續採用電能系統，商用車亦納入規劃中，
2020 年下半年 PSA 與 FCA 合併組成新公司 Stellantis，並於 2021 年斥資 300 億 歐元投入電動車開發。
美系除 Tesla Model 系列外，尚有 Ford 投入電動車市場，除小型車外，2021 年攜手韓國電池 SK Innovation 在美國建立電池廠，預計於 2022 年推出純電動皮
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卡 F-150 Lightning，並要求 2030 年電池容量至少達 240GWh；同屬美系之 GM 於 在 2020 年底表示將加碼 70 億美元加速品牌電動化，預期 2023 年以前推出 20 款 純電動車。
日韓地區以日系 Toyota 為首，預計於 2025 年全車系電動化，2021 年 9 月宣 佈投資 1.5 兆日圓於電動車的電池上，目標使電池成本在 2030 年可減少 50% ； 韓國 Hyundai 規劃於 2025 年以前推出 44 款電動車，實現 67 萬輛新能源車年銷 售目標，擠身全球前三大新能源車廠。
資料來源：車廠官網、IEA、Marklines，車輛中心整理
圖 2.2 國際車廠電動車規劃藍圖 (二)技術布局重點著重提升續航力及降低電池成本
目前全球車廠積極推出電動車產品，而電動車的續航里程更是消費者在選購 電動車之關鍵因素，畢竟現階段之充電設施，尚未如加油站的普及與便利，故車 廠皆致力於提升電動車在單次充飽電能的最大行駛里程，以解除使用者對於電動 車續航力不足所產生之里程焦慮。
而隨著車廠投入資源加緊研發，以及電池產業技術日益增進，電動車之續航 力將逐漸增加。根據 BloombergNEF 資料顯示，全球熱銷市場電動車的平均續駛 里程，從 2010 年的 166 公里，提升至 2020 年的達 379 公里，平均年提升率達 128%。其中，第一大銷售市場亞洲地區(Asia)，電動車之續航力，已從 2010 年的 100 公里，提升至 2020 年的 400 公里，且預估 2021 年後可望朝 500 公里以上邁 進。相信未來隨著各車廠電動車之續航力大幅增加後，將加速全球電動車大量普 及(圖 2.3)。
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單位：美元/kWh
資料來源：BloombergNEF
圖2.3 電動車續航里程演進
根據國際調研機構-彭博新能源財經(BloombergNEF)表示，近年電動車所搭載 的動力電池，其生產成本持續顯著降低，且諸多電動車新興車廠與轉朝發展電動 車產品的傳統車廠，相繼提出規電動車動力電池製造廠或電池專用生產線等相關 投資規劃，將加速電動車動力電池成本下降(圖 2.4)。另 BloombergNEF 發布之
「Mobility Transition- Outlook for Electric Vehicles and Charging Infrastructure」報 告微粒，其指出鋰電池組成本由2010 年 1,191 美元/kWh，降至 2020 年 137 美元 /kWh，下降幅度達 89% (圖 2.4)。另 BloombergNEF 根據萊特定律(又稱為學習曲 線效應)估算，預計鋰電池組製造成本將於 2024 年起降至 100 美元/kWh 以下，且 於 2035 年成本僅 45 美元/kWh，較 2024 年成本減少 51%(圖 2.5)。
資料來源：BloombergNEF
圖 2.4 電動車鋰電池成本逐漸下降趨勢
32 資料來源：BloombergNEF
圖 2.5 未來電動車電池成本推估
此 外 ， 根 據 歐 洲 運 輸 環 境 聯 合 會(European Federation for Transport and Environment)委託 BloombergNEF 研究資料推估，自 2026 年起，C 級距(C-segment) 電動車之生產成本將與採用化石燃料的內燃機車輛相近；而自 2027 年起，歐洲 地區之電動車製造成本將低於傳統燃油車量(圖 2.6)。
資料來源：Transport Environment
圖 2.6 電動車生產成本逐漸下降走勢推估
33 (三)電動車平台趨勢
由於電動車物理結構簡單，且搭載大量的電子資通訊元件及 IC 晶片，且以 電能方式進行驅動，就如同具備驅動能力的智慧型行動裝置，適合採取軟體整合 硬體方式，整合車輛各式資通訊元件與訊號，有助建立車輛之作業系統，以提供 車輛進行系統升級、維護及各式警示偵測。
目前國際車廠，已積極發展上述所提之軟硬體整合技術，又稱為「軟體定義 汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)之發展趨勢。如美國知名電動車大廠 Tesla，
發展空中下載技術，讓汽車不用進廠、不用人力改裝，即可透過 OTA 方式進行系 統更新，同步提升電動車功能與性能。
傳統汽車大廠已由燃油車製造轉將重心朝生產電動車產品，並因應不同車款 所對應不同尺寸、價格及相關組件等，紛紛朝共用平台及標準模組化發展，以簡 化生產製程、降低車輛開發成本。目前全球多數車廠，多以電動車模組化(底盤) 平台生產電動車，如 VW 開發 MEB 平台、通用開發 Ultium、PSA 開發 e-CMP 及 雷諾日產三菱開發 CMF-EV 平台等(圖 2.7)。而車廠亦可將此平台權限開放給其 他車廠，成為電動車共用平台，以創造經濟規模效益，導致更顯著的成本下降。
資料來源：Digitimes，車輛中心整理
圖 2.7 國際車廠電動車平台未來發展規劃 二、國際電動車整車、系統與零件技術趨勢
本節聚焦未來電動車的平台、動力系統、功率元件與電池技術之發展趨勢。
(一)電動車平台設計開發方向
在電動車之開發過程中，是沿用傳統內燃機汽車的平台，或是開發全新之電 動汽車平台，各家車廠都有其考量。美國密西根大學交通運輸研究所(UMTRI)將 其歸納成以下兩種開發概念：
1.電動車設計
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(1)AEVD(Adapted Electric Vehicle Design)：改造成電動車。
(2)NEVD(New Electric Vehicle Design)：設計新電動車。
2.電動車平台
(1)AEP(Adapted Electric Platform)：改造傳統汽車平台。
(2)NEP(New Electric Platform)：開發全新電動車平台。
在傳統汽車平台上通過改造而成之電動車，雖然在製造成本上可得到較好的 控制，但是亦受到許多侷限，例如電池之擺放及容量大小、馬達之輸出功率等，
都受到原有空間配置之影響，而降低電動車之續航里程及動力優勢。全新開發的 電動車平台可解決上述的問題，但是所需投注的成本將大為提高。圖 2.8 為兩種 電動車平台之比較。
資料來源：UMTRI，車輛中心整理
圖 2.8 兩種電動車平台之比較
根據AEVD、NEVD、NEP 與 AEP 的組合，可以得到三類電動車平台(圖 2.9)。
A 類(AEVD-AEP)車廠為福特(Ford)、奧迪(Audi)、賓士(Benz)等；B 類(NEVD-AEP) 車廠為日產(Nissan)、豐田(Toyota)與通用(GM)；C 類(NEVD-NEP)車廠為特斯拉 (Tesla)、BMW 等。此外，A、B 兩類車型以混合動力電動車(HEV)、插電式混合 動力電動車(PHEV)居多，但仍有部分純電動車，C 類則皆為純電動車(BEV)。
35 資料來源：UMTRI，車輛中心整理
圖 2.9 電動車平台設計之分類
隨著各國減碳政策年限之逼近。眾多車廠也漸漸往 C 類方向移動，如圖 2.10 所示。如福斯在2015 年啟動 MEB(Modular Electric Drive Matrix)全新電動車平台、
Benz 啟用了 EVA(Electric Vehicle Arch-itecture)電動車模組化平台，及 BMW 開發 FASR(Flat Battery Storage Assembly)電動車平台，以上為 C 類的新平台；日產亦 在 2016 年宣布啟動新平台，由 B 類往 C 類移動；雪鐵龍(Citron)則是由 A 類往 B 類移動。
36 資料來源：UMTRI，車輛中心整理
圖2.10 電動車設計-平台版圖遷移情況
由於電動車之版圖都漸漸往C 類平台靠攏，使得電動車研發製造之成本越來 越高，也越來越花時間，因此大多數車廠或集團都改採用聯盟策略，發展電動車 共同平台來降低成本及縮短研發日程。例如福特加入福斯的 MEB 平台、本田的 Architecture 平台則搭載通用汽車的 Utium 電池技術、豐田與速霸合作發表的 e-TNGA 平台、雷諾/日產/三菱(RNM 聯盟)的 CMF 模組化平台，及起亞採用現代集 團的 E-GMP 平台等，圖 2.11 為 CMF 模組化平台之示意圖，藉由四組模塊：引 擎室、前車底、駕駛艙與後車底以組合成多種類型之車輛。
資料來源：UMTRI
圖2.11 CMF 模組化平台概念
37 (二)多合一動力系統成為主流
電動車類型多元，但其動力系統皆有驅動馬達(Traction Motor)、減速器 (Reducer)及逆變器(Inverter)三大類零組件。電動車性能之良莠，端看製造商是否 能有效整合此三者的配置。
早期電動車之動力系統，其驅動馬達、減速器與逆變器皆為分開設計，以雪 佛蘭的 Bolt 為例，如圖 2.12 所示，其動力系統之各重要零組件皆為個別設計，
整體外觀較龐大且笨重，而管線眾多且複雜，不僅易造成能量之損耗，許多高壓 電纜之外露，對安全性亦可能造成影響。
資料來源：WeberAuto
圖 2.12 雪佛蘭 Bolt 動力系統
為改善上述之缺點，電動車之動力系統不斷的演進，馬達定子線圈之繞線方 式改良、馬達轉子材料選用與設計之改善，及功率元件材料不斷的創新，目前已 經可以將該系統整合馬達、減速器及逆變器這三個動力系統零組件，共用殼體及 散熱管路形成單一機組。資料來源：NIDEC
圖 2.13 為日本電通(NIDEC)所生產之三合一動力系統(E-ALEX)，可見其整合 情況。
38 資料來源：NIDEC
圖2.13 日本電通之三合一動力系統
目 前 則 更 進 一 步 的 將 車 載 充 電 器(On Board Charger, OBC) 、 變 頻 器 (Converter)、接線盒(Junction Box)與配電器(Power Distribution Unit,PDU)等零組件 整併到動力系統上，藉由共用電壓/電流轉換、散熱系統來增加整體效能及安全性，
使得車輛空間之配置更靈活。圖 2.14 為日產新一代 Leaf 所搭載之四合一動力系 統(e-Powertrain)。
資料來源：Nissan，車輛中心整理
圖 2.14 日產之四合一動力系統
未來充電用之通訊設備(Electric Vehicle Communication Controller, EVCC)、整 車控制器(Vehicle Control Unit, VCU)、冷氣壓縮機(A/C Compressor)與電池加熱系 統(Battery Coolant Heater)等零組件都有可能整合到動力系統上。亦有將動力系統 與高壓電力系統分開之配置方式，例如特斯拉的 Model 3。緊緻型的多合一動力 系統是未來之趨勢，各種配置之方式亦趨多元化，最終將視車廠及電動車平台之
39 設計考量。
(三)功率元件為電動車電能驅動之核心
功率元件為電動車電能驅動之關鍵零組件，其應用在電動車內包含控制馬達
功率元件為電動車電能驅動之關鍵零組件，其應用在電動車內包含控制馬達