電動車馬達與電池系統之前瞻情境分析｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	尤智強 Chih-Chiang Yu
論文名稱：	電動車馬達與電池系統之前瞻情境分析 Foresight Scenario Analysis of Motor and Battery System Development of Electric Vehicle
指導教授：	薛義誠 Yih-Chearng Shiue
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	管理學院 - 企業管理學系 Department of Business Administration
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	127
中文關鍵詞：	馬可夫轉換、修正式德菲法、前瞻情境、電動車
外文關鍵詞：	Markov Transition, modified Delphi method, foresight scenario, electric vehicle
相關次數：	點閱：15 下載：0
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為描繪2020年電動車馬達系統與電池系統之發展趨勢，及瞭解影響技術發展過程中的外部驅動力以及內部的能力與資源有哪些，本研究以情境規劃法為基礎架構，加入修正式德菲法，並將因素的時間轉換清楚區分為：不變的、變易的、消失的、不確定與新生五類，發展出「馬可夫修正式德菲法情境分析」作為情境分析與規劃的前瞻方法。
本研究針對「馬達系統」、「電池系統」進行前瞻分析，以馬可夫鏈之時間狀態轉移觀點，分析出不確定狀態之關鍵因素為：馬達系統之「直流無刷馬達」、「表面磁鐵型永磁同步馬達」、「切換式磁阻輪內馬達」；電池系統之「鋰高分子電池」、「鋰鈷電池」、「鋰鈦氧負極電池」、「多晶矽太陽能電池」以及「砷化鎵太陽能電池」。以馬可夫鏈不變狀態作為背景，再納入變易狀態、不確定狀態之關鍵因素，劃分為基礎情境、假設情境I、假設情境II、未來情境、突破情境I、突破情境II、挑戰情境七種情境組合，透過七組情境的描述，可讓政府、產業與相關研究單位意識到電動車關鍵零組件之發展趨勢，除了可觸發馬達和電池相關研發，讓未來的想像可以及早實現，也刻畫出2020年電動車可用性工程技術與系統整合後之概念意像。

In order to describe the trend of motor and battery system development of electric vehicle and to figure out the factors that would affect the external drives and the internal resources, the thesis uses scenario analysis method to be the basic framework, adding modified Delphi method to clarify timable transition into five categories: changeless, changeable, disappeared, uncertain states and newborn. More precisely, the five factors is used to construct “Scenario Analysis of Markov Modified Delphi Method”.
The thesis focuses on motor and battery system to do the Foresight analysis, using the transition concept of Markov Chain to clarify the key factors of uncertain states into (I) motor system: brushless DC (BLDC) motor, surface permanent magnet synchronous motor and Switched Reluctance In-Wheel Motor. (II) Battery system: lithium-ion polymer battery, LiCoO2 batter, Li4Ti5O12, Multi-Single Crystal Silicon Solar Cell and GaAs Solar Cell. Moreover, the changeless concept of Markov Chain is used to be background, adding the key factors of changeable and uncertain states to clarify seven kinds of scenario portfolio: basic scenario, scenario assumption I, scenario assumption II, future scenario, breakthrough scenario I, breakthrough scenario II and challenge scenario. It could make the government, industries and related departments realize the development trend of key components about electric vehicle by the scenario descriptions. It can increase their willingness to invest in the related researches to achieve future image, also shape the usable engineering technique and integrated system concepts of electric vehicles in 2020 for public.

摘要……………………………………………………………………………………I
ABSTRACT……………………………………………………………………………II
目錄…………………………………………………………………………………III
表目錄………………………………………………………………………………V
圖目錄………………………………………………………………………………VII
第一章　緒論………………………………………………………………………1
　　1.1.研究背景…………………………………………………………………1
　　1.2.研究動機…………………………………………………………………2
　　1.3.研究目的…………………………………………………………………3
　　1.4.研究流程…………………………………………………………………4
第二章　文獻探討…………………………………………………………………6
　　2.1.電動車……………………………………………………………………6
　　　　2.1.1.電動車之定義………………………………………………………6
　　　　2.1.2.電動車之種類………………………………………………………7
　　2.2.全球電動車市場現況……………………………………………………10
　　　　2.2.1.全球車廠發展電動車現況………………………………………10
　　　　2.2.2.全球電動車市場規模……………………………………………20
　　　　2.2.3.電動化前後關鍵零組件之差異…………………………………21
　　2.3.馬達系統…………………………………………………………………23
　　　　2.3.1.電動車馬達的特性需求…………………………………………23
　　　　2.3.2.電動車馬達的種類與特性………………………………………24
　　2.4.電池系統…………………………………………………………………34
　　　　2.4.1.動力電池的特性需求……………………………………………34
　　　　2.4.2.動力電池的種類與特性…………………………………………35
　　2.5.德菲法與修正式德菲法…………………………………………………51
　　　　2.5.1.德菲法之定義與特色……………………………………………51
　　　　2.5.2.修正式德菲法之定義與應用……………………………………54
　　2.6.馬可夫鏈觀念……………………………………………………………55
　　2.7.情境規劃法………………………………………………………………57
　　　　2.7.1.情境規劃定義……………………………………………………57
　　　　2.7.2.情境規劃特性與應用……………………………………………57
　　　　2.7.3.情境規劃步驟……………………………………………………58
第三章　研究方法…………………………………………………………………61
　　3.1.研究施測步驟……………………………………………………………61
　　3.2.修正式德菲法問卷………………………………………………………63
　　　　3.2.1.問卷設計…………………………………………………………63
　　　　3.2.2.受訪專家遴選……………………………………………………63
　　　　3.2.3.建立修正式德菲法測量工具……………………………………65
　　3.3.馬可夫修正式德菲法情境分析…………………………………………65
　　　　3.3.1.確認關鍵因素……………………………………………………66
　　　　3.3.2.評估外部驅動力…………………………………………………67
　　　　3.3.3.評估內部的能力與資源…………………………………………68
　　　　3.3.4.發展情境…………………………………………………………69
第四章　資料分析與情境描述……………………………………………………71
　　4.1.因素構面之歸納…………………………………………………………71
　　4.2.修正式德菲法問卷結果分析……………………………………………74
　　　　4.2.1.回收率……………………………………………………………74
　　　　4.2.2.第一回合問卷結果分析…………………………………………74
　　　　4.2.3.第二回合問卷結果分析…………………………………………79
　　4.3.確認關鍵因素……………………………………………………………82
　　4.4.分析外部驅動力…………………………………………………………82
　　　　4.4.1.未來前瞻事件簿…………………………………………………89
　　　　4.4.2.2020年之馬可夫四種狀態整合圖………………………………91
　　　　4.4.3.關鍵因素轉變……………………………………………………91
　　4.5.評估內部能力與資源……………………………………………………96
　　4.6.發展情境…………………………………………………………………98
　　　　4.6.1.情境組合內容描述………………………………………………100
第五章　結論與建議………………………………………………………………106
　　5.1.研究結論…………………………………………………………………106
　　5.2.研究限制…………………………………………………………………107
　　5.3.後續研究建議……………………………………………………………107
參考文獻……………………………………………………………………………108
附錄一　「電動車馬達與電池系統發展趨勢之研究」第一回合問卷……………116
附錄二　「電動車馬達與電池系統發展趨勢之研究」第二回合問卷……………121
附錄三　修正式德菲法兩回合統計重要性結果分析表…………………………126
表目錄
表 1 豐田 Prius Plug-in 規格表………………………………………………10
表 2 通用 Chevrolet Volt 規格表………………………………………………11
表 3 福斯 Porsche Panamera S規格表…………………………………………12
表 4 現代 BlueOn 規格表…………………………………………………………13
表 5 福特 Focus Electric 規格表表……………………………………………14
表 6 寶獅 EX1 規格表……………………………………………………………15
表 7 本田 Accord Hybrid 規格表………………………………………………16
表 8 日產 Leaf 規格表……………………………………………………………17
表 9 雷諾 Fluence EV 規格表……………………………………………………18
表 10 飛雅特 Phylla 規格表……………………………………………………19
表 11 零組件在電動車上的變化…………………………………………………21
表 12 電動車與電池和馬達性能之關聯性………………………………………22
表 13 電動車驅動馬達的種類與特性……………………………………………30
表 14 電動車驅動馬達的優缺點比較……………………………………………31
表 15 電動車輪內馬達的種類與特性比較表……………………………………33
表 16 二次電池比較表……………………………………………………………40
表 17 鋰離子電池正極材料性能比較表…………………………………………43
表 18 各類燃料電池之特性………………………………………………………48
表 19 各種類太陽能電池之轉換效率……………………………………………50
表 20 情境規劃的步驟表…………………………………………………………58
表 21 參與研究之專家小組成員…………………………………………………64
表 22 馬達系統發展之構面………………………………………………………71
表 23 電池系統發展之構面………………………………………………………72
表 24 兩回合問卷之回收率………………………………………………………74
表 25 修正式德菲法第一回合統計分析（馬達系統）……………………………76
表 26修正式德菲法第一回合統計分析（電池系統）……………………………77
表 27 二回合修正式德菲法統計分析（馬達系統）………………………………80
表 28二回合修正式德菲法統計分析（電池系統）………………………………81
表 29 五個力量檢核表……………………………………………………………83
表 30 未來前瞻事件簿……………………………………………………………90
表31馬達系統關鍵因素之轉變…………………………………………………92
表 32 電池系統關鍵因素之轉變…………………………………………………94
表 33 台灣電動車零組件發展趨勢之內部因子發展來源………………………96
表 34 台灣馬達系統產業發展之內部因子分類…………………………………97
表 35 台灣電池系統產業發展之內部因子分類…………………………………97
表 36 馬達與電池系統關鍵因素之馬可夫四種狀態整合表……………………98
表 37 各種情境的馬可夫四種狀態組合表………………………………………99

                                

中文部分
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