因應國際淨零碳排潮流與疫後創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)趨勢，全球汽車產(chǎn)業(yè)也為此加速電動化腳步，甚至逐漸漫延成了紅海。包括近年來由美商Tesla率先發(fā)動價格戰(zhàn)，以及到了今年中國大陸車廠在慕尼黑車展大出鋒頭可見一斑。

根據(jù)國際能源總署（IEA）最新統(tǒng)計，2022年電動車銷售突破1,000萬輛新高，較前一年成長逾5成，估計新能源車對整體車市的滲透率也不斷攀升；且依工研院IEK Consulting推估，2040年全球電動車市場規(guī)模將達到智慧手機的2.3倍、半導體的1.6倍。惟若從中國乘聯(lián)會與日本汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計顯示，今年上半年大陸整車出口為234.1萬輛、較同期成長76.9%，更優(yōu)於日本上半年汽車出口量為202萬輛、同期成長17%。這意味著大陸已穩(wěn)居全球第一汽車出口大國寶座，而排名前2名的大陸車為上汽、奇瑞，Tesla竟居排名第3。

為衝刺季底買氣搶市占，美國電動車大廠特斯拉（Tesla）今年以來降價頻頻，不只調(diào)整零售價格，還加入了免費超級充電服務，雖然營收和獲利雙雙成長，但毛利率卻因而下修。未來更應該重視因產(chǎn)油國減供而助長高通膨和高利率，將帶來市場不穩(wěn)定性、消費者縮減支出對汽車銷量的衝擊程度，以及小型車廠是否能撐過經(jīng)濟逆風考驗，都使今年下半年的汽車市場充滿變數(shù)。

今年德國最大的慕尼黑車展（IAA Mobility）參展廠商也有約41%總部位於亞洲，大陸廠商數(shù)量更是攀升1倍之多，包括比亞迪、寧德時代新能源科技、小鵬等電池和電動車商。業(yè)界分析師和高層更指出，在這個電動車時代，歐洲車廠必須證明，從產(chǎn)品、財務策略到控制供應鏈等方面，都能與亞洲車廠一較高下。

博世集團執(zhí)行長Stefan Hartung表示：「在軟體定義的未來交通中，除了硬體至關重要，不同來源的軟體間互動也很關鍵！博世則具備軟硬體專業(yè)，將應用新科技實現(xiàn)軟體定義汽車，使其加速上路。」為了較以往更強化其交通移動軟體公司的定位，同時持續(xù)發(fā)展硬體專業(yè)，博世將於2024年1月1日正式重整博世交通移動業(yè)務事業(yè)群，強化跨部門協(xié)作。目前在交通移動領域擁有約38,000名軟體工程師人數(shù)為汽車產(chǎn)業(yè)之冠。

圖1 : 歐洲車廠必須證明，從產(chǎn)品、財務策略到控制供應鏈等方面，都能與亞洲車廠一較高下。（source：Bosch）

著眼淨零碳排商機 電動車規(guī)模化成長

工研院產(chǎn)科國際所組長岳俊豪對此表示，當前全球正處於下世代汽車轉(zhuǎn)型的起點，未來電動車將配備更先進的三電系統(tǒng)與關鍵零組件，包括：高效率馬達、電池和智慧化控制系統(tǒng)等科技的進步，將讓電動車的性能更卓越、安全性更高，且更易於維護。加上充電速度的提升與更廣泛的充電設施佈建，將使電池的充電時間更為短暫，並加速電動車的普及化，其所對應的加工設備與下世代材料，也為臺灣未來產(chǎn)業(yè)帶來發(fā)展的新動能。

工研院產(chǎn)科國際所副組長熊治民進一步指出，現(xiàn)今電動車規(guī)模化生產(chǎn)需求，係受惠於淨零碳排浪潮下，各國補貼政策措施出籠、車廠製造並推出更多車款與降價促銷，以及充電樁等基礎設施持續(xù)增加，促使全球電動車（HEV、BEV、PHEV、FCEV）銷量穩(wěn)定成長的重要驅(qū)動因素，依Marklines統(tǒng)計在2021~2022年間達到1,533.2萬輛。國際能源署（IEA）更預測，2025年全球電動車銷量占比約23%，將在2030年達到36%。

「運具電動化及無碳化」也是臺灣實現(xiàn)2050淨零碳排轉(zhuǎn)型目標的12項關鍵策略之一，交通部將藉由各項運具數(shù)量提升和實施環(huán)境改善配套計畫，促進電動車輛普及，預計會在2040年達到電動小客車/電動機車市售占比100%。

大陸則是目前全球電動車及電池最大生產(chǎn)地區(qū)，並預計在泰國、印尼、巴西等地設廠生產(chǎn)電動車及電池；臺灣也由鴻海帶頭，前往印度、泰國等地佈局；以及美商Tesla考慮將分別前往印度、墨西哥設立電動車製造工廠。

打造智慧自動化生產(chǎn)線 攸關動力/電池、車身競爭力

「隨著電動車產(chǎn)能擴張，還將陸續(xù)促成動力系統(tǒng)、動力電池、車體結構與零組件等多類製造生產(chǎn)的機械設備市場需求，以及自動化整合與智慧產(chǎn)線商機。」熊治民說，其中的動力系統(tǒng)約占整車成本15%~20%，雖然相較於內(nèi)燃機動力系統(tǒng)的結構較為簡約，主要由馬達與減速齒輪、驅(qū)動與控制器組成，仍須解決電、磁、機械、冷卻系統(tǒng)等問題，而延長使用壽命。且其要求緊緻和精密、輕量化特性為設計與製造的關鍵，將決定車輛動態(tài)能力，包含輸出動力、能源消耗及使用效率，以及符合加速性和極速、安全、安靜等指標。

尤其是因為高效馬達可能須達到上萬轉(zhuǎn)速，對於軸承品質(zhì)要求較高；且在本體製造過程中，必須先利用沖壓設備，將矽鋼片沖製出設計尺寸與孔洞，才能通過繞線產(chǎn)生磁場，再將多個薄僅0.5~0.2mm矽鋼片重疊，經(jīng)過模具設計壓合成為定子、轉(zhuǎn)子，而減少渦流損失，而成為主要製造技術門檻。接著利用CNC車床等工具機，循設計的心軸形狀和尺寸加工棒材；且經(jīng)過鑄造設備製造馬達外殼初胚，再由工具機針對細部尺寸鑽孔、攻牙等加工。

藉著引進自動化設備或人力，為大型或中小型感應式馬達定子繞線，提高複雜的定子繞線組裝效能；與使用機器人自動化搬運、塗密封膠、裝配冷卻系統(tǒng)、軸承和鎖螺絲等作業(yè)，可提高馬達組裝效能與品質(zhì)。

另因為電動車須搭配靜音減速齒輪組，衍生精密齒輪製造研磨設備需求。除了傳統(tǒng)「成形磨齒機」，先將通過齒輪成型方法去除部份齒形材料，再由如齒廓形狀的工具磨削齒輪面；「連續(xù)創(chuàng)成磨齒機」，則透過蝸桿砂輪與齒輪工件間的相對創(chuàng)成運動，可一次研磨產(chǎn)生所有齒面，用於量產(chǎn)中小型齒輪；並針對電動車齒輪開發(fā)獨有的珩齒機，以改善齒輪表面粗度、降低齒輪運轉(zhuǎn)噪音。

動力電池則在電動車成本占比40%~45%，熊治民分析其系統(tǒng)與主要元件包含電池芯、模組、系統(tǒng)，也須有底座、外殼、隔板等結構設計，以及冷卻和散熱裝置，與其他扣件、接頭等小型鈑金件，涉及多種工具機執(zhí)行沖壓、彎折、銑削、切割、銲接、鑽孔與攻牙等工法。

目前動力電池市場以大陸、日、韓等大廠為主，依Ofweek估計投資鋰電池工廠設備約占總投資金額63~77%，平均每GWh鋰電池投資設備金額約新臺幣9.5億元、電池芯設備約7.7億元；MicKinsey預估到了2030年，全球鋰電池需求量達4,500GWh，相關設備投資金額約新臺幣4.27兆元。

至於在動力系統(tǒng)及電池之外的底盤、車架、車殼等相關零組件，其實大部份構造都與燃油車相似，約占電動車成本15%~20%，主要加工設備包括切割、沖壓、彎管、銲接、噴塗等；另有部份專用機，則是為了增加電動車的續(xù)航里程，而導入鋁鎂合金、碳纖維複合材料加工製造，以有效減少車體重量。

例如美商Tesla便採用義大利IDER公司所開發(fā)的GIGA Press壓鑄機，於2008年由力勁集團併購，可透過高達8,000噸以上鎖模力，一次壓鑄成型大尺寸鋁材的車體結構件，取代原先需要分別沖壓、銲接眾多零組件的複雜製程，而有效減少零組件數(shù)量，加速生產(chǎn)電動車。惟缺點是必須採用特製合金材料、製造參數(shù)和結構設計最佳化，才能真正實現(xiàn)製程；加上比起傳統(tǒng)沖壓、拼接的尺寸和重量增加又降低良率，導致許多業(yè)者都還在觀望引進。

碳纖維複合材料固然具有重量輕、強度高等優(yōu)勢，用來製造電動車的車體、板金和內(nèi)部零組件可降低總體重量，在相同動力系統(tǒng)和電池配置下，具備較長行駛里程。但在加入複材異質(zhì)整合之後的切割、鑽孔、修補零件加工，以及鋪材、塗膠、壓合等製造成型的過程特殊又難以自動化，導致必須結合人工操作，使之成本、工時居高不下。

其中還須加入3D printing、積層製造技術，可用來實現(xiàn)結構最佳化，強化生產(chǎn)輕量化結構件與客製化零件能力，並加速新車原型及零組件設計開發(fā)、驗證，製作鑄造砂模、夾治具與工具，以縮短電動車開發(fā)時間。

值得一提的是，近年來因應疫情及缺工、少子化社會沖擊下，基於車輛零組件製造與組裝，須要持續(xù)提升生產(chǎn)效能，以維持作業(yè)品質(zhì)及控制成本、降低人員傷害，所以目前汽車製造業(yè)也持續(xù)透過推動自動化系統(tǒng)整合，於產(chǎn)線和工廠導入數(shù)位化與智慧化需求。

包括工業(yè)/協(xié)作型機器人、AGV/AMR等自動化周邊設備，IBG-Automation公司也在2023年德國漢諾威自動化展，發(fā)表其使用ABB機器人的汽車裝配應用，以多部機器人組裝電動車電池；利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（AIoT）、數(shù)位分身（Digital twin）結合數(shù)位模型資料及實體設備整合應用，可協(xié)助實現(xiàn)機臺、產(chǎn)線設計布置的生產(chǎn)系統(tǒng)設計和效能模擬驗證、機臺與產(chǎn)線即時狀態(tài)監(jiān)控可視化、參數(shù)調(diào)整與優(yōu)化、設備健康狀態(tài)診斷及預測維護等，最終打造出智慧工廠，都有助於提高電動車生產(chǎn)效能及品質(zhì)。

最後熊治民指出，電動車製造商機雖大，臺廠仍需要在工具機、馬達/電池、組裝設備、自動化與SI聚焦及建立優(yōu)勢，包括客製化配合能力，驅(qū)使完整、靈活的動力/電池系統(tǒng)、整車組裝供應鏈廠商異業(yè)合作，維持品質(zhì)與成本控管。另針對國際電動車廠、機械設備商、新創(chuàng)產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈投資併購，克服在先天上的劣勢，包括：缺乏具主導性客戶、品牌形象與價格天花板、與終端客戶合作網(wǎng)路。

圖2 : 隨著電動車產(chǎn)能擴張，還將陸續(xù)促成動力系統(tǒng)、動力電池、車體結構與零組件等多類製造生產(chǎn)的機械設備市場需求，以及自動化整合與智慧產(chǎn)線商機。（source：us.bosch-press.com）

MIH善用達梭3D體驗平臺 加速電動車開發(fā)與智慧城市融合

臺灣最具有代表性的開放式電動車聯(lián)盟MIH，則趁著日前參與在臺北舉行的「2023年達梭系統(tǒng)（Dassault Systemes）臺灣產(chǎn)業(yè)高峰會」期間，由MIH執(zhí)行長鄭顯聰現(xiàn)身說法，其如何利用著名的達梭3DEXPERIENCE平臺，將開發(fā)電動車時間從5年縮短至2年，至少節(jié)省約10%~15%成本。

鄭顯聰表示，從今年德國規(guī)模最大的慕尼黑車展結束後，已可看到有許多歐系車廠都「醒過來」了。雖然在疫情過後，德、法電動車廠已開始急起直追，但競爭遠比想像中快，還會反應稱電動化的腳步走得太慢。

由於現(xiàn)今電動車推陳出新的速度越來越快，過去大約每隔5~10年推出一款新車的週期時間已經(jīng)改變，而必須縮短在24~30個月內(nèi)完成，經(jīng)過不斷地升級改進，目前特斯拉（Tesla）上海超級工廠不到40秒就能下線（離開生產(chǎn)線）一輛整車，在今年9月6日特斯拉上海超級工廠第200萬輛整車從生產(chǎn)線上緩緩駛出的「特斯拉速度」。包括德國、美國車廠都已跟不上Tesla的一體壓鑄技術，原有員工也不願接受組織改革，唯有縮短軟體模擬分析，才能與Tesla競爭。

圖3 : 開放式電動車聯(lián)盟MIH執(zhí)行長鄭顯聰日前參與「2023年達梭系統(tǒng)臺灣產(chǎn)業(yè)高峰會」現(xiàn)身說法，其如何將開發(fā)電動車時間從5年縮短至2年，至少節(jié)省約10%~15%成本。（攝影：陳念舜）

在臺灣的Bosch、Siemens、達梭等MIH合作夥伴，也會向歐洲總部反應，希望能有更多互動。MIH則與德商FEV合作研發(fā)Body Structure車身設計，增加銲點及可更換樑柱來符合小車設計需求，而不必浪費成本來引進昂貴的一體成型壓鑄機。達梭3DEXPERIENCE平臺也頻獲電動車廠青睞，協(xié)助MIH布局全球和歐洲，實現(xiàn)與世界各地供應鏈夥伴零時差、24/7天協(xié)同作業(yè)開發(fā)車用軟、硬體。

鄭顯聰進一步分析，過去完整的造車系統(tǒng)除了核心的底盤、車身、引擎、電子/電機之外，皆將其他零組/配件委外生產(chǎn)。但進入電動車時代之後，由於標準化及模組化趨勢，已讓其整體零組件數(shù)量減少30%、開發(fā)時間縮短6~8個月以上；再利用軟體模擬、分析，縮短在工程測試、驗證及評價的時程到6~8個月，合計約可減省1~1.5年開發(fā)新車的時間。

MIH還透過達梭3DEXPERIENCE平臺模擬、分析來實現(xiàn)數(shù)位分身理念，即由掌握雲(yún)端平臺權限於最快時間蒐集資訊，減少重覆工作造成的額外負擔；與更多跨國團隊交流討論、快速導入創(chuàng)新技術和IP布局全球；同時解決建置電動車系統(tǒng)流程所需的有形/無形成本和縮短模擬分析、驗證、測試時間，須確保合乎規(guī)範才上線生產(chǎn)。

包括真正導入了基於開發(fā)者（Developer Oriented）、使用者（User Oriented）體驗而生產(chǎn)，即使未必要使用如Tesla的高價一體壓鑄式設備，也能經(jīng)由合作夥伴FEV協(xié)助設計Body Structure、Denso負責溫控空調(diào)系統(tǒng)等，形成「堆積木式」的底層技術架構而方便替換；支援上層軟體VicOne、Black berry持續(xù)更新?lián)Q代，與世界各地工程師協(xié)同作業(yè)。

圖4 : 目前MIH不只從事電動車OEM生產(chǎn)，還必須要建立完整生態(tài)系，帶領臺灣其他產(chǎn)業(yè)數(shù)位轉(zhuǎn)型。（source：autoevolution.com）

值得一提的是，鄭顯聰也說明了電動車與未來智慧城市關聯(lián)性，強調(diào)目前MIH共有超過2,700家會員、分為14種類型的工作團隊，已不只從事電動車OEM生產(chǎn)，還必須要建立完整生態(tài)系，帶領臺灣其他產(chǎn)業(yè)數(shù)位轉(zhuǎn)型。

因此可避免與歐、美、日、大陸車廠直接在硬體削價競爭，進而直接訴求B2B應用場域，透過服務克服痛點，如物流運輸業(yè)者對於淨零碳排的迫切需求；並利用數(shù)位分身建立可與車輛以語音通訊互動、安全等14類工作體驗的模型，且所有數(shù)據(jù)資料最後還是會在雲(yún)端，伴隨用戶一輩子，進而驅(qū)動軟體平臺成長，帶來更好的顧客體驗。

智慧城市則能提供電動車更多應用場景的平臺，此時後臺也變得更為重要，可隨時隨地複製、擴大體驗內(nèi)容。MIH也希望藉著與達梭合作平臺，整合各地不同市場及消費者體驗而持續(xù)成長，將更有助於大幅提升工作效率。

**刊頭圖（source：autoevolution.com）