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電動車跑得快–同心式馬達技術

97/01/15 18899

蔡永彬｜臺灣大學新聞研究所

臺灣機車滿街跑，消耗許多油料，產生的廢氣也很多。環保議題當紅，電動馬達有取代傳統燃油引擎的趨勢，以馬達驅動的電動車，很可能是未來短程載具的主流。

美國發明家卡曼（Dean Kamen）與旗下的研究小組耗費10年，投注近1億美元，在2001年研發出個人載具「Segway」(譯作賽格威)。這是一種由單人站立駕駛，以鎳氫電池驅動的雙輪踏板車，由於輕巧穩定，再加上不會造成空氣污染，近年來逐漸在國際上風行。美國加州的部分郵差已經開始以它做為交通工具，捷克市區也有類似的車輛出租，供觀光客代步。

成大機械系蔡明祺教授和他的研究團隊以本土的技術整合電磁機械，設計研發出「同心式馬達」，並應用在電動載具上，突破了「低速大扭力起動」和「快速變換轉向」的關鍵技術，達到「變速」與「改變方向」的目標，其效能並不亞於Segway內部的驅動馬達。

蔡教授舉例說，一般廚房、工廠常用的抽風扇，有「從外吸氣」和「向外排氣」兩種功能，就是利用馬達的相反轉向。但要做轉向的轉換，馬達必須先漸漸停止，再反向加速，如此不但造成時間上的浪費，也不適合用在電動載具上。而蔡教授的研發團隊所研發的同心式馬達，是藉由馬達整合設計，使載具無論是前進或後退，內部兩個驅動馬達的輸出轉向都一樣，如此可降低轉換的反應時間。此外，同心式馬達具備強大的輸出扭力，且有連續式變速功能，能讓載具行進平穩順暢。

然而沉重的馬達裝在兩輪電動車上，要如何讓車體站穩，考驗著研發團隊的技術。蔡教授的研究生笑說，因為馬達力量夠，兩輪車體經控制就能自行站立，使用者只須輕鬆站在車上就能駕駛，並不需要「高超」的平衡感。本研究中發展出的「無段變速馬達」及「雙同心軸馬達」，也已申請到臺灣的專利。

目前國內已有法人機構希望取得這項技術，成大醫院也感到興趣，並提出發展成「會爬樓梯的輪椅」的構想。蔡教授預估，如果能將馬達的扭力和方向性的操控再加以改良，「輪椅爬樓梯」的夢想絕對有可能實現。但是馬達電動車的推廣，除了要設法壓低本身的成本外，也需國內交通法規的配合修訂才能真正普及。

資料來源

《科學發展》2008年1月，421期，78頁

賽格威(3) 馬達(18)

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