BSG的市場機會及模組發展現況

摘要：受環保的壓力，許多國家不僅提高車輛油耗標準，甚至已有零碳排放的要求；百年來，作為機動車輛的主要動力，使用石化燃料之內燃機引擎，是否會面臨被多數國家禁用的命運；趨勢雖明顯呈現，但由於各種電池(含燃料電池)的技術現況及成本考量，一時還不能讓純電動車很好的被大市場接受，使得各種型式的油電混合車，成為過渡期的產品；其中將電機作為啟動引擎或輔助局部動力的輕度或中度油電混合車，因實施成本相對比較低，成為一種較適當的選擇；又其中性價比最高的，是結合皮帶式啟動馬達發電機的48V BSG模組；本文介紹此模組的技術概念與市場機會。

Abstract：Due to increasing pressure from environmental protection, many countries do not only tighten regulation of vehicle emission levels and fuel economy but also plan to limit and even in the near future to remove the use of vehicles which are powered solely by fossil fuels. Though the trend seems already shaping, due to the fact that cost of batteries and fuel cells are yet economically competitive, pure battery powered vehicles (battery electric vehicle, BEV) have not been widely taking the lead. Consequently, for their high capacity to price ratio, hybrid electric vehicles (HEV) become a very popular choice,for using motors to start engines and to provide auxiliary driving powers. Comparatively, since the added cost of installing 48V belt-driven starter generator (BSG) system are not unacceptably high, BSG systems are very attractive to car makers.  This paper therefore aims to elaborate the technology of BSG systems and discuss their market opportunity.

關鍵詞：車輛動力系統、油電混合動力車、皮帶式啟動馬達發電機
Keywords：Vehicle power system, Hybrid electric vehicle, Belt-driven starter generator

前言
眾人皆知，產品技術不停地發展演變，若順應趨勢，則能省力且易於成功；但有些情況，其趨勢似是而非、既是又成非、說非却似是；明知它是必然的趨勢，但走得早的，未必能收穫甜美果實；趨勢方向雖沒錯，但時機總是在事後被結果否定了；工商產品的趨勢會如何演變，資源投入量與時機點的拿捏，一直是很微妙的事情；又或是趨勢有多種選擇，哪一種技術最後會成為主流，也考驗著投資技術發展的決策人員；因此所謂能抓住趨勢與時機，常是由成敗結果來反推當初判斷的睿智與否。
一個明顯的實例就是車輛產品的發展變化，雖然全世界汽車產業界很早就知道純電動車是必然的趨勢，但最先投入的，未必能興盛；電池的技術、尤其是價格，制約了商業的拓展速度；經過很長一段時間的發展，近年國際一些新創汽車公司認為時機已到，對前途非常樂觀，很大膽的投入純電動車的開發，雖還未獲利，但被認為是順應趨勢抓住先機，股價高漲，資金充裕，前景看好；讓許多相對保守謹慎而行的傳統汽車業者，不禁被懷疑是否落伍了。
其實許多傳統汽車廠在技術上並沒有落伍，對電動車的技術能力儲備，皆很完整先進；畢竟在技術上，由油電混合車要轉入純電動車是相對容易太多。但是對切入時機點的預估，傳統汽車廠相對很保守，且多數採取較漸進的策略；例如德國有些業界人士認為，到2020年，純電動車銷售量可能不到2 %；甚至認為到2025年也只會有5 %左右。他們認為到2025年之時，各汽車產品仍可藉助於內燃機引擎技術，例如更精確的燃油直接噴射技術(Gasoline Direct Injection, GDI)等，與車輛動力控制技術，例如雙離合變速器(Dual-或Double- Clutch Transmission, DCT)等，與降低引擎摩擦阻力，及車身減重，等等技術，再結合油電混合(或稱:複合)動力技術，成為更省油的油電混合車(Hybrid Electric Vehicle, HEV)，就能通過各國嚴格的油耗法規。
全球各國在環保措施緩急的認知上，及各大汽車廠在產品發展趨勢的步調上，亦即朝向全面零排放車（Zero Emission Vehicle, ZEV)步驟上，有很明顯的差異；我國的汽車零組件產業，主要以順應全球的車輛發展趨勢而前進；在這種情況下，本文以順應市場趨勢與對應時機的角度，介紹一種性價比最高的油電混合動力系統，48 V皮帶式啟動馬達發電機，簡稱48V BSG模組，是全世界許多大汽車廠與零組件大廠普遍認為，面對各國環保法規之已知及未知性，至少未來7~8年間，很值得選擇作為汽車主要動力的類型之一；其中顯現出一個很龐大的汽車零組件市場，尤其是在48 V電子電機零組件方面，是我國的汽車零組件產業值得注意的項目。
國際環保趨勢的影響 
1.石油儲量殆盡的危機感
根據英國石油公司出版的[BP世界能源統計年鑒](2016年6月)公布[1]，在2015年全球探明石油儲量約1.6976萬億桶，年產量約334.8億桶，每年消耗約347億桶(石油1桶≒159公升，重量隨各地石油比重不同，平均1桶約137公斤)，依此產量只能開採50.7年；美國[油氣雜誌]統計，2016年全球石油（包括原油、凝析油Condensate Gasoline、油砂Oil Sand）產量大約39.2億噸，剩餘已探明儲量約2254.6億噸，還可開採57.5年；挪威Rystad Energy公司於2017年6月公告分析結果[2]，全球石油儲量約為2.2萬億桶，產量約300億桶/年，還能開採73.3年。
礦藏儲量的探勘分析與估計其實很難，經常有很大差距；但不論如何，石油在可見的未來，必然會耗盡，此事實已被全世界接受，且顯現於要求汽車油耗更嚴的壓力也一直持續增加，逼使汽車產業大幅提升技術。
2. 車輛油耗與空污排放目標趨嚴
溫室氣體（包含二氧化碳CO2、甲烷CH4、氧化亞氮N2O），其中的二氧化碳排放，是引擎動力車輛的弱點，排空污之量與耗油量是成正比關係，也就是說油耗越高的車，其排放的空氣污染值越高(指一氧化碳CO、二氧化碳CO2、碳氫化合物HC等)。
各國環保法規之制定以歐盟及美國加州為先導，依照歐盟委員會規劃的減碳路線圖，對比1990年的水準，2050年歐盟在交通方面應該減少60 ％的CO2排放量[3]；所以歐盟規定小客車碳排放量（指CO2含量)，2015年為130 g/km，預定在2020年為95 g/km(比2015年改善降低至26.9 %)，在2025年為78 g/km(比2020年改善17.9 %，比2015年改善40 %)；此碳排放量，是依照新歐洲行駛循環(New European Driving Cycle, NEDC)之模式，測試各車廠車隊的平均油耗之統計值，95 g/km相當於1350 kg標準重小型汽油車之油耗約25.0 km/L(L為公升)，柴油車約為27.76 km/L。