梅雨季 行車安全 讓車電技術來協力
智慧電動車進化 商機大無限
聯網科技、自駕、共享與服務和電能驅動浪潮崛起 2028年車電產值上衝4,000億美元
全球車輛產業持續朝聯網科技（Connected）、自動駕駛（Autonomous）、共享與服務（Shared & Services）和電能驅動（Electric）「CASE」四大主軸前進，車廠不斷導入新科技，並將傳統零件升級電子化，目前新型車款內的電子系統，約占整車成本的40%。
工研院產科國際所調查，2021年全球車電產值約2,350億美元，受惠「CASE」趨勢，預期2028年將突破4,000億美元，年複合成長率達8%，帶來龐大商機。
因應「CASE」的發展趨勢，業者持續開發各項前瞻車電軟硬體技術。聯網科技部分，車廠利用車聯網來掌握車輛的運行參數，在必要時提供診斷及維修建議，同時可透過空中下載技術（Over-the-Air，OTA）聯網更新以優化車輛系統，例如Tesla Model S上市初期0到100公里的加速時間約3.4秒，隨著技術的精進，車主透過OTA升級，加速度時間可縮短至3.3秒，甚至能進一步改善車輛能耗及升級安全系統，提升續航里程與安全性。
自動駕駛部分，搭載SAE Level 2自動輔助駕駛的量產車已是時下流行，車輛配有相機模組與毫米波雷達等感測器，然而Level 3以上的系統，基於高度安全需要，可能需增加光達、4D成像雷達、高精圖資、5G車聯網通訊模組以及AI快速運算電腦等重量級武器。
共享與服務部分，廠商正規劃各種公共運輸行動服務（Mobility as a Service，MaaS）商業模式，如Toyota發表e-Palette「移動服務平台」，未來車輛除能作為自駕接駁巴士外，當汽車玻璃成為螢幕時，炫麗的車輛外觀便宛如移動式商業平台，可以因應需求變身為快遞車、旅館、餐廳、流動市集、實驗室或行動辦公室等用途。
電能驅動部分，因應國際淨零碳排目標，電動車被視為解決的利器，過往車輛動力以內燃機動力與複雜的傳動結構為研發核心，隨著電動車的崛起，現今已逐漸被電池系統（電池模組）、電力驅動系統及電控系統等「三電」技術取代。
配合未來智慧電動車進化，傳統零組件往電子化、智慧化轉型。未來將無須自行駕駛，進而衍生出智慧座艙概念。現今的智慧座艙發展趨勢，主要為結合儀表、中控、副駕駛座形成大尺寸顯示器，以往駕駛艙僅提供車況、娛樂及導航功能，未來車輛的駕駛艙將結合觸控及大尺寸顯示面板、擴增實境抬頭顯示器（AR Head Up Display，ARHUD）、語音辨識、手勢辨識及駕駛監控（Driver Monitoring System，DMS）等，期望打造出「第三生活空間」。
此外，智慧車燈亦是近年國際大廠開發重點之一，車燈效能的增強及使用者對外型的要求，使車燈朝小型化趨勢邁進。為提升車輛安全，自適應式智慧頭燈（Adaptive DrivingBeam，ADB）產品發展快速，除確保駕駛夜晚開車視野外，亦保護對向車輛或前方車輛不受眩光影響。
台灣零組件與資通訊（ICT）廠深耕產業多年並與世界接軌。工研院產科國際所亦指出，2021年我國車電產值約新台幣2,900億元，在車燈、導航、面板及發電機二極體等領域皆為全球領先，擁豐富的車電產品經驗與實績。產業研發車電技術，協助台灣廠商於電動車供應鏈提早卡位布局，許多業者具備與品牌車廠合作開發經驗與量產供貨實績，其中也有不少業者已和Tesla合作。雖然目前車規的感測晶片多採用國外晶片，但國內業者仍抓緊製造自駕車關鍵組件，集中火力研發光達、雷達等產品，並以軟實力開發自駕車系統，使先進駕駛輔助系統（ADAS）研發成果豐碩，特別是在感測領域優勢盡顯，例如車用相機、雷達等產品能量充沛，逐步推動自駕車供應鏈成形。
因應未來智慧電動車的新世代，全球車輛產業正加速重組，使供應鏈朝向扁平化與去集中化發展，相信將為台灣帶來切入國際市場的新契機。
（作者王正健；經濟部技術處新興智慧自動駕駛決策與控制關鍵技術暨整合應用研究計畫主持人）
提升安全性 化被動為主動
過去車輛行駛中能夠保護駕駛的安全裝備，僅有安全帶而已，後來為能提升行車安全，車廠陸續導入空氣囊技術，使車禍發生時能降低乘員受傷的程度。然而，這些安全設備均屬被動性質，僅限於在車禍發生後減少人員受傷的機會，並不能「主動」降低車禍發生的機率。
近年來車輛的科技發展日新月異，除了發展迅速的引擎、底盤、懸吊等技術之外，車輛的電子系統也在不斷快速發展。時至今日，受惠於電子感測技術進步，各家車廠積極投入發展各種輔助功能，也造就出市面上各式的先進駕駛輔助系統（Advanced Driver AssistanceSystems，ADAS）。而ADAS的主要功能，就是在車輛遭遇危險或偏離正常行駛路徑時，發出聲光警示提醒駕駛，或是主動介入車輛的加速、煞車、轉向系統，協助駕駛安全地操作車輛迴避危險。
行車安全相關的電子系統與一般安全設備的啟動機制不同，例如安全帶和空氣囊是在實驗室內以模擬碰撞的方式確認其功能性，但是能夠在碰撞前「主動」偵測危險進而做出反應的複雜系統，則需仰賴精確控制下的實車動態測試，才能夠驗證系統的效能。由經濟部技術處科技專案所支持建置的車輛中心試車場，便是執行車輛動態測試的最佳場地，其占地面積119公頃，具備12條測試道，可對應各種實車測試項目，協助產業升級發展以及促進民眾用車安全。
近年來科技專案也再挹注資源，協助車輛中心建置相關自動控制設備與驗證技術，以積極推動ADAS驗證能量的建立，除讓產業在技術開發階段有著可靠的測試平台外，對於國內車輛安全的提升也有相當大的助益。其設備包括可精確控制車輛的駕駛機器人、高精度的衛星定位系統、模擬實車的軟式目標車及軟式目標行人人偶等專業設備。藉由控制方向盤、煞車及油門，達到控制車輛行駛路徑、加減速與定速等動作，並記錄所有相關數據。
其中，藉由搭配符合歐盟新車安全評鑑協會（Euro NCAP）標準之軟式目標車，與腿部可模擬真人步行擺動的行人人偶，做為車輛行進間遭遇的感測目標，以驗證主動安全系統偵測及應變的能力。
目前車輛中心已具備完整的軟硬體能量，能進一步協助產業在開發各項ADAS時，進行產品的開發測試驗證；且通過車輛安全主管機關所委託的車輛安全審驗中心（車安中心，VSCC）認可，可以執行多種ADAS法規測試，藉此替消費者把關，期望能帶給民眾更安全的交通環境。
（作者黃品誠；經濟部技術處新興智慧自動駕駛決策與控制關鍵技術暨整合應用研究計畫成員）
強化電磁相容性 不能等
近年極端氣候頻繁出現，全球許多國家宣示於2050年達成淨零碳排，台灣也在2021年加入邁向淨零碳排的行列。國際能源署（IEA）報告中指出，交通運具電氣化是淨零碳排的關鍵之一，電動車在行駛過程中不會排放二氧化碳、懸浮微粒和其他造成空氣汙染的物質，不只順應減碳趨勢，也改善空氣汙染問題。台灣也已宣布2030年公共運輸巴士全面電動化的發展方向，經濟部技術處為加速電氣化進程亦投入資源，研發適用於電動車的車用電子組件。
從燃油車轉為電動車，車輛中使用的關鍵零組件，也需從原有的機械系統逐步導入電子控制。舉例來說，在車輛動力系統部分，由內燃機引擎演變成由電控與馬達驅動器、動力馬達、傳動裝置、動力電池、電池管理系統及外接充電控制單元所構成的油電混合與純電動能源系統。
此外，隨著車輛智慧功能愈來愈多，電子產品不只是GPS導航、行車記錄器、車上影音娛樂、無線車載通訊等，各個系統也都仰賴諸多電子元件所構成的模組發揮其功能。如今，整輛車將含有上百、上千個電子控制元件，而每個電子產品的運作都會釋放頻率且強度不一的電磁波，當組合一起運作時，彼此間會互相產生干擾，進而影響車輛各電子系統的功能運作，這也就是電磁相容性（EMC）的問題。各系統之間若沒有完善電磁相容性設計，一旦防護力不足被干擾時，會使電子組件功能錯亂或是失去功能，小則造成音響異音、儀表閃爍、雨刷啟動異常等短暫失常問題，嚴重時將導致失去動力或是車輛無預期加、減速等危險。
為保護與規範車內電子零組件之間，以及生活環境中的電子產品彼此不受干擾，車廠及各國政府均針對車輛電磁相容訂定嚴苛的廠規、法規與標準，制定應需符合的限制，以確保車輛電子產品不會有超出標準值的電磁波產生，將影響到其他產品功能的風險降到最低，同時要求產品要具備一定程度的電磁耐受能力，才能確保電子裝置能夠承受彼此與外在的電磁干擾並運作正常。
電動車輛還有一項與傳統車輛最大不同的地方，就是需要連接市電（台電電網）進行充電，其在充電時亦需符合相關EMC要求或進行更嚴謹的驗證程序，確保電動車輛整體的安全性，這也是促使車輛整體的EMC測試需求大幅提升的原因。
早在2003年時，技術處就透過科技專案於車輛中心成立電磁相容實驗室，後來在二年內取得包括德國TÜV萊因、TÜV SÜD、西班牙IDIADA、台灣TAF等第三方驗證機構的認可，協助產業早期投入EMC測試；2013年技術處為替台灣電動車產業搶先機，以及持續升級軟硬體研發能量與提升國際級的驗證技術，委由車輛中心建構國內第一座可容納車長達12米的大型電動巴士專用之整車電磁相容實驗室，協助產業在發展電動車整車及車電關鍵零組件時能滿足所有車型的EMC研發、分析、測試及改良服務。
車輛中心的電磁相容實驗室，不僅可提供整車電磁相容分析與改良對策，更可加速國內業者的開發時程，且從零組件到整車均完整導入EMC測試驗證，確保車輛內所使用電子零組件全部通過法規測試驗證，打造出最優質國產電動巴士。
目前車輛中心已是全球主要車廠及車電供應鏈指定合作的產品開發驗證研測機構，台灣廠商不僅可取得更直接迅速且高效率的認證管道，助力廠商攻入國際車廠供應鏈，更協助台灣車輛產業及ICT產業，帶動下世代電動車、車輛電子、自駕車及ADAS系統的產業鏈發展，在電動車與智慧車的全球賽道中，為台灣產業提供關鍵動力。
（作者黃麗芬；經濟部技術處新興智慧自動駕駛決策與控制關鍵技術暨整合應用研究計畫成員）
本文同步刊登於2022/03/13經濟日報A11產業追蹤