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關鍵技術自製 工研院減速機搭上電動車浪潮

工研院成功自主研發減速機,目前已與台灣齒輪業者合作,應用於電動車齒輪箱。工研院

2022年在半導體與電動車雙火車頭帶領下,產業仍持續呈現高度成長,也帶動自動化設備的需求強勁,乘此浪潮,建立關鍵技術國產化也順勢成為台灣產業升級的目標。工研院近年成功研發素有精密機械心臟之稱的「減速機」,這是過去被視為台灣工業較為缺乏的技術能力,在國產化效益上,估計每顆減速機成本可望降低3成。目前工研院減速機已實際與台灣齒輪業者合作開發,將其應用於電動車齒輪箱,另在面板產業也已有導入實績。

汽車電動化後,一台車所需的總零件數雖相對減少,但也有諸如對傳動元件的需求保持不變,反而因新能源車全新以電池、電機為主的動力總成和電控系統,讓汽車製造商有了多樣的生產需求。在電動車的「三電」系統中,減速機即是搭載馬達之重要的傳動元件。工研院觀察近年電動車發展趨勢,已有國際傳動大廠相繼投入研發雙檔位變速箱,並藉此發展出三合一動力系統,用以提升整車加速性能與能耗效益。

工研院近年也已成功與台灣齒輪業者本土合作,開發出國內首顆雙檔位變速箱,工研院機械與機電系統研究所博士楊正平表示,相較於單速齒輪箱,雙檔位變速箱的優勢在於可以根據不同的行駛環境,例如高速行駛或爬坡時,同時滿足電動車高速與高負載狀態下的動力需求,而使得馬達在兩種狀態下均能保持高效率的動力輸出,根據實測,粗估至少可以提升5%~10%的里程數,並可因此降低馬達規格,達到輕量化的目的,更加提升車輛續航力。

延伸閱讀:手握電動車大單 齒輪廠本土的「低成本智造」心法

除電動車之外,減速機在加工製程的應用上,扮演傳遞動力及提高輸出扭矩的重要角色,對於半導體、光電及電動車等高科技產品所需的自動化設備中,是為相當重要的關鍵零組件。在自動化領域中,工研院發展出低背隙、高精度減速機,並將感測器內嵌在減速機模組中量測振動,可即時監控並分析齒輪磨耗與斷齒等故障。

目前這項技術工研院已實際導入至台灣面板業者,應用於面板移載平台,而藉由國產化技術自主開發,工研院估計每顆減速機成本可望降低3成。楊正平進一步表示,內嵌式感測器透過無線傳輸將振動資訊傳送至後端平台,其一可減少實體佈線,增加產線設計彈性,二來對於設備輸出後提供遠端服務,也有很大助益。而未來工研院亦計劃將這項智慧減速機技術導入至電動車傳動模組中,整合IoT技術並發展應用於自駕車領域。

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