APAS e-Newsletter July 2014


混合動力車和電動車採用的高效電力電子配置裝備左邊圖的生產版本動力控制單元（PCU）是採用矽(Silicon)的半導體，右邊圖是採用高性能碳化矽（SiC）半導體的一個目標（PCU）。電氣化提高了整體運輸行業的能源使用效率，但採用矽(Silicon) 的電力電子配置，在混合動力和電動汽車應用，卻表現比較顯著的能量損失。混合動力汽車裡面的動力控制單元（PCU）管理電池能量的流向、控制電動機速度，並存儲回收制動(Re-gen Braking) 的能量到電池。PCU和其他電子設備在操作之間有兩種損耗 : 一種損耗在電流導通期間、其餘比較多的損耗發生於電流接通和斷開期間。在此過程中約四分之一的強電流和高電壓通過PCU後損失為熱量。汽車製造商豐田Toyota於2014年6月表示，它開始製造更高能源使用效益的PCU設備。就是採用碳化矽（SiC）IC晶片替代耗電的矽( Si) IC晶片。(有關豐田Toyota碳化矽（SiC）開發信息, 請參閱該視頻: http://www.youtube.com/watch?v=9FGSOK5l6s0.) 碳化矽電子器件操作在較高的溫度、電壓和開關頻率，實現更少的能量損失，更好的性能和更高的效率運行。豐田預計通過碳化矽（SiC），混合動力汽車的燃油效率可以提高達10％。另外應用碳化矽的晶片（SiC Integrated circuits）更有其他的優點，包括使用十分之一更少的電力，可以在10倍的驅動頻率運行。並且也將未來的PCU的尺寸減少高達五分之四。碳化矽電力電子設備，廣泛地使用於插電式混合動力車和電動汽車、動力傳動系統、以及逆變器和電池充電器的DC-DC電壓轉換系統。香港理工大學的(ITS/035/13) 項目團隊現在開發一台 10kW碳化矽（SiC）電動汽車電池充電器。有關美國能源部（DOE）、日本政府的碳化矽（SiC）技術研究，和汽車行業產品開發活動，請參閱: http://articles.sae.org/13244/ 查詢: 香港生產力促進局汽車零部件研發中心，梁先生 2788-5311

福特公司應用3D列印技術製造汽車零部件
	福特公司一位累積製造 Additive manufacturing(AM)技術專家, Harold Sears表示公司現在大規模應用3D printing 3D列印技術，從優化頻繁的實驗部件，或利基 (niche)生產應用，到整體製造生產。左圖 : Harold Sears拿在他手裡以3D列印技術制成的Engine intake manifold進氣歧管。有關福特公司應用Additive manufacturing(AM)信息，請參閱Ford的視頻。
根據WIKI的定義，3D列印（3D printing）技術，即快速成形技術的一種，它是一種數位模型檔案為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，透過逐層列印的方式來構造物體的技術。過去其常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型，現正逐漸用於一些產品的直接製造。特別是一些高價值應用（比如髖關節或牙齒，或一些飛機零部件）已經有使用這種技術列印而成的零部件。由於物品透過材料一層層的累積被列印出來，該技術也被稱為累積製造Additive manufacturing（AM）。福特的AM團隊現在有五個3D原型製作中心，每天制造數百零件。3D打印機使用的材料包括二氧化矽、尼龍和砂。以engine intake manifold進氣歧管為例子，它是發動機的最複雜的部分。用傳統的方法，一個工程師運用計算機創建一個原型的每一個部分，再送到廠外的原型零件加工車間，這過程需要數週時間、某些零件可長達四個月，花費可能高達50萬美元。如今利用3D打印技術發展的原型，和同一個工廠內3D打印機，工程師們可以四天之內有原型在自己的手中，并且成本低至3000美元。福特AM團隊使用許多不同類型的3D打印機，包括立體光刻stereolithography（SLA），熔融沉積成型fused deposition modeling（FDM），選擇性激光燒結selective laser sintering（SLS）和粘結劑噴印binder jet printing，生產各種不同的汽車零部件原型。福特公司SLA 3D printers in Dearborn, Michigan 3D打印技術行業的領跑公司包括3D Systems and Stratasys。查詢: 香港生產力促進局汽車零部件研發中心，梁先生 2788-5311


混合動力車和電動車採用的高效電力電子配置裝備左邊圖的生產版本動力控制單元（PCU）是採用矽(Silicon)的半導體，右邊圖是採用高性能碳化矽（SiC）半導體的一個目標（PCU）。電氣化提高了整體運輸行業的能源使用效率，但採用矽(Silicon) 的電力電子配置，在混合動力和電動汽車應用，卻表現比較顯著的能量損失。混合動力汽車裡面的動力控制單元（PCU）管理電池能量的流向、控制電動機速度，並存儲回收制動(Re-gen Braking) 的能量到電池。PCU和其他電子設備在操作之間有兩種損耗 : 一種損耗在電流導通期間、其餘比較多的損耗發生於電流接通和斷開期間。在此過程中約四分之一的強電流和高電壓通過PCU後損失為熱量。汽車製造商豐田Toyota於2014年6月表示，它開始製造更高能源使用效益的PCU設備。就是採用碳化矽（SiC）IC晶片替代耗電的矽( Si) IC晶片。(有關豐田Toyota碳化矽（SiC）開發信息, 請參閱該視頻: http://www.youtube.com/watch?v=9FGSOK5l6s0.) 碳化矽電子器件操作在較高的溫度、電壓和開關頻率，實現更少的能量損失，更好的性能和更高的效率運行。豐田預計通過碳化矽（SiC），混合動力汽車的燃油效率可以提高達10％。另外應用碳化矽的晶片（SiC Integrated circuits）更有其他的優點，包括使用十分之一更少的電力，可以在10倍的驅動頻率運行。並且也將未來的PCU的尺寸減少高達五分之四。碳化矽電力電子設備，廣泛地使用於插電式混合動力車和電動汽車、動力傳動系統、以及逆變器和電池充電器的DC-DC電壓轉換系統。香港理工大學的(ITS/035/13) 項目團隊現在開發一台 10kW碳化矽（SiC）電動汽車電池充電器。有關美國能源部（DOE）、日本政府的碳化矽（SiC）技術研究，和汽車行業產品開發活動，請參閱: http://articles.sae.org/13244/ 查詢: 香港生產力促進局汽車零部件研發中心，梁先生 2788-5311

福特公司應用3D列印技術製造汽車零部件
	福特公司一位累積製造 Additive manufacturing(AM)技術專家, Harold Sears表示公司現在大規模應用3D printing 3D列印技術，從優化頻繁的實驗部件，或利基 (niche)生產應用，到整體製造生產。左圖 : Harold Sears拿在他手裡以3D列印技術制成的Engine intake manifold進氣歧管。有關福特公司應用Additive manufacturing(AM)信息，請參閱Ford的視頻。
根據WIKI的定義，3D列印（3D printing）技術，即快速成形技術的一種，它是一種數位模型檔案為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，透過逐層列印的方式來構造物體的技術。過去其常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型，現正逐漸用於一些產品的直接製造。特別是一些高價值應用（比如髖關節或牙齒，或一些飛機零部件）已經有使用這種技術列印而成的零部件。由於物品透過材料一層層的累積被列印出來，該技術也被稱為累積製造Additive manufacturing（AM）。福特的AM團隊現在有五個3D原型製作中心，每天制造數百零件。3D打印機使用的材料包括二氧化矽、尼龍和砂。以engine intake manifold進氣歧管為例子，它是發動機的最複雜的部分。用傳統的方法，一個工程師運用計算機創建一個原型的每一個部分，再送到廠外的原型零件加工車間，這過程需要數週時間、某些零件可長達四個月，花費可能高達50萬美元。如今利用3D打印技術發展的原型，和同一個工廠內3D打印機，工程師們可以四天之內有原型在自己的手中，并且成本低至3000美元。福特AM團隊使用許多不同類型的3D打印機，包括立體光刻stereolithography（SLA），熔融沉積成型fused deposition modeling（FDM），選擇性激光燒結selective laser sintering（SLS）和粘結劑噴印binder jet printing，生產各種不同的汽車零部件原型。福特公司SLA 3D printers in Dearborn, Michigan 3D打印技術行業的領跑公司包括3D Systems and Stratasys。查詢: 香港生產力促進局汽車零部件研發中心，梁先生 2788-5311