｜延距式系統之多模式電力整合模組技術

摘要：金屬雙極板具有低成本與高機械強度的特性，但是質子交換膜燃料電池的金屬雙極板因為操作在溫度較高的硫酸環境中，所以金屬板會遇到腐蝕的問題。透過雷射披覆碳膜於金屬雙極板上可提供抗腐蝕之保護。

Abstract: Metal bipolar plates have low cost and high mechanical strength properties. Because the PEMFC works at a high temperature and sulfuric acid environment, the metal plate encounters corrosion issues. The metal plates can be protected from corrosion by laser carbon film cladding.

關鍵詞：延距型、多模式電力整合、電源轉換器

Keywords：Range-extended, Multi-mode power integration, Power converter

前言
隨著能源使用及環境保護之議題備受重視，車輛產業多已轉向投入替代性能源之技術發展，其中電動化車技術更為現今車輛研發關鍵；但由於整車性能及續航里程仍多受限於電池技術尚未突破及其高成本之特性，導致電動車產業仍無法普及；因此相關解決方案，如複合動力或延距型電動車可為現階段多數廠商對應實際車輛商品開發之技術發展重點。

本文將先針對延距型電動車輛進行專利分析，介紹目前該技術相關的專利佈局，接著將以一輸入電壓為48V電池電壓之延距型電動載運車，分析延距型系統之多模式電力架構；包含一體式同步發電機（Integrated starter generator, ISG）、雙向直流電源轉換器（Bi-directional DC/DC Converter）以及直流轉交流電源轉換器（DC/AC Power Converter），再分別探討電源轉換系統各子系統間的控制技術及其電路架構，以作為將來延距型電動車輛技術發展。

多模式電力整合模組專利佈局分析
由於延距型電動車輛具備引擎動力與電動動力來源，需控制整合兩種動力源，關鍵在整車輛動態控制、能源管理整合控制與多模式電力整合控制，以符合延距型電動車之規格所需。

2.1 延距型電動車輛專利技術簡述
現階段國際上於延距型電動車相關專利佈局及技術，主要是HONDA與GM為大宗，且多用於房車型車款進行設計開發，並分別發展了各自的Hybrid Power Module（HPM）技術，其中HONDA以發動機提供動力為主，電動機作為輔助動力的混合動力系統，特點就是結構設計簡單、重量輕及佈局緊湊；主要由發動機、電動機、CVT變速箱及IPU （Integrated Power Unit）這四個部分組成。其中，電動機則是以三相超薄型直流無刷電機作為動力輔助裝置，安裝在發動機與CVT變速箱的中間，如圖1所示。