| 工業基礎專欄 | 電動機車高功率密度傳動電機分析概述

前言
電動車的發展預計於2030年會達到一個黃金交叉點，成長和市占率可能會達到52%，大於傳統汽車的48%。同時，在國際的挪威(2025)、荷蘭、冰島、印度、以色列(2030)、英國(2035)、法國、新加坡(2040)等，都紛紛定義施行電動車的時程。而在美國能源部(United States Department of Energy, DOE)，更提出了2025年的高功率密度電機的表現和成本的挑戰，包含在馬達和驅動等零組件上，以上的訊息，顧名思義要將車用載具的電動化普及；未來僅有e-Bike、e-Motorcycle、EV、e-Bus等的景象指日可待。
電動摩托車的架構與電機型式
全球機車市場規模為325億美元，預計從2020年到2030年，複合年增長率（CAGR）為0.1%。在2019年，常規充電的機車市場佔據了90%以上，預測未來將保持其主要銷售地位。功率規格方面，在歐洲電動機車市場分為<1.5 kW，1.5–5 kW，6–15 kW和> 15 kW；其中，電動車功率為1.5-5 kW機車佔據了歐洲市場，整體來看，2018年的市場份額超過60%。以上，為電動車些許的市場資訊，但由此可知，電動車的種類、需求皆不同。
在電動重型機車的開發重點是整車規劃，才有辦法正確的開發相對需求的馬達和特性需求。需要考慮到馬達的配置，常用的配置方式如圖1所示。

圖1 電動機車的基本配置

為了體現高功率密度馬達的發展，在不同的應用場選用的配置方式不同。例如以高速的方式呈現高功率密度馬達，通常就會以中置的方式配置，然後搭配1-2段的傳動方式，輸出轉矩到輪上，也有部分的指標性公司，為了保留既有的駕駛感，搭配了換檔機構或CVT等，但整體的模數配置、空間限制、馬達規格、電池等是被共同挑戰的，無法單獨開發。另外，例如馬達與輪速的轉速相同，且IP等級不高，就較適合輪轂外轉的方式，可以透過較大的馬達定子外徑，獲得平方倍的轉矩輸出，效果較佳。沒有一種特定的馬達種類和樣式，能給予不同場合，全盤獲得最佳的整體輸出特性，須看環境選用。