大家為什麼不用節能家具？─節電苗栗篇

本文與 威力暘電子 合作，泛科學企劃執行。

想像一下，當你每天啟動汽車時，啟動的不再只是一台車，而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機，後果會有多嚴重？方向盤可能瞬間失靈，安全氣囊無法啟動，整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情，而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天，我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟，汽車的「大腦」—電子控制單元（ECU），是如何從單一功能，暴增至上百個獨立系統？而全球頂尖的工程師們，又為何正傾盡全力，試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化？

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代，當時的汽車工程師們面臨一項重要任務：如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力？「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現，關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間：火星塞的點火時機，也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內，這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一！引擎效率就能提升整整一成！這不僅意味著車子開起來更順暢，還能直接省下一成的油耗。那麼，要如何跨過這道門檻？答案就是：「電腦」的加入！

工程師們引入了「微控制器」（Microcontroller），你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法，在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內，精準計算出最佳的點火角度，並立刻執行。

從此，引擎的性能表現大躍進，油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元（ECU）的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」（Engine Control Unit）。

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功，在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像：「這 ECU 這麼好用，其他地方是不是也能用？」於是，ECU 的應用範圍不再僅限於點火，燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車，甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而，問題來了：這麼多「小電腦」，它們之間該如何有效溝通？

為了解決這個問題，1986 年，德國的博世（Bosch）公司推出了一項劃時代的發明：控制器區域網路（CAN Bus）。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上，就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是，CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如，煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息，絕對能搶先通過，避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題，但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線，並連接各種感測器和致動器。結果就是，一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里，總重量更高達 50 到 60 公斤，等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面，大量的 ECU 與錯綜複雜的線路，也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束，簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障，無疑讓人一個頭兩個大。

汽車電子革命：從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代，汽車電子架構迎來一場大改革，「分區架構（Zonal Architecture）」搭配「中央高效能運算（HPC）」逐漸成為主流。簡單來說，這就像在車內建立「地方政府＋中央政府」的管理系統。

可以想像，整輛車被劃分為幾個大型區域，像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙，就像數個「大都會」。每個區域控制單元（ZCU）就像「市政府」，負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合，並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理，就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台（HPC）擔任，統籌負責更複雜的運算任務，例如先進駕駛輔助系統（ADAS）所需的環境感知、物體辨識，或是車載娛樂系統、導航功能，甚至是未來自動駕駛的決策，通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中， 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子，便精準地切入了這個趨勢，致力於開發整合 ECU 與區域控制器（Domain Controller）功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢，威力暘提供的解決方案，就像是將好幾個「分區管理員」的職責，甚至一部分「超級大腦」的功能，都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力，可同時支援 ADAS 與車載娛樂，還能兼容多種通訊協定，大幅簡化車內網路架構。如此一來，車廠在追求輕量化和高效率的同時，也能顧及穩定性與安全性。

萬無一失的「汽車大腦」：威力暘的四大策略

然而，「做出來」與「做好」之間，還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯？具體來說，威力暘電子憑藉以下四大策略，築起其產品的可靠性與安全性：

1. AUTOSAR ： 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層（RTE）和基礎軟體層（BSW）。就像在玩「樂高積木」，ECU 開發者能靈活組合模組，專注在核心功能開發，從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
   
2. V-Model 開發流程：這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般，左側從上而下逐步執行，右側則由下而上層層檢驗，確保每個階段的安全要求都確實落實。
   
3. 基於模型的設計 MBD（Model-Based Design）： 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具，把整個 ECU 要控制的系統(如煞車)，用數學模型搭建起來，然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前，就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷，，並驗證安全機制是否有效。
   
4. Automotive SPICE (ASPICE) ： ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」，它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性，而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」，也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化，並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作，其能否正常運作，自然被視為最優先項目。為此，威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準：ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統（特別是 ECU）的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」，從概念、設計、測試到生產和報廢，都詳細規範了每個安全要求和驗證方法，唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略，威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準，才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而，ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡，「大腦」變得更集中、更強大後，汽車產業又迎來了新一波革命：「軟體定義汽車」（Software-Defined Vehicle, SDV）。

軟體定義汽車 SDV：你的愛車也能「升級」！

未來的汽車，會越來越像你手中的智慧型手機。過去，車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」，想升級？多半只能換車。但在軟體定義汽車（SDV）時代，汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」，能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA（Over-the-Air）技術，車廠能像推送 App 更新一樣，遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過，這種美好願景也將帶來全新的挑戰：資安風險。當汽車連上網路，就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭，輕則個資外洩，重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV，業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略，確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程，到安全認證，這些努力，讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新，也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力，威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota，以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈，更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴，以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈，並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產，驗證其流程與品質。

毫無疑問，未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷，交由電腦判斷，比交由人類駕駛還要安全的那一天，離我們不遠了。而人類的角色，將從操作者轉為監督者，負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全，人類甘願當一個「最弱兵器」，其實也不錯！

本文由經濟部能源局贊助

「有人問我，做一個經濟部長，心裡壓力最大的是什麼事？」經濟部部長鄧振中在 4 月 26 日的智慧節電計畫成果分享發表會說：「臺灣的電力問題絕對是其中之一。除了在供應面要持續拓展替代能源、需求面也要鼓勵全民共同養成好的用電習慣。」

為了養成良好的用電習慣，主打「自己的電自己省」的智慧節電計畫志在讓各地方縣市以節電 2% 為目標，這一年來共有基隆市（-1.92%）、新北市（-1.00%）、新竹市（-0.96%）、臺北市（-0.27%）、桃園市（-0.22%）、台中市（-0.00%）六個縣市達成「用電零成長」的成績。

經濟部部長鄧振中表示，雖然這一年來全臺灣的整體用電仍微幅成長 0.05%，但各縣市低度的用電成長仍值得鼓勵，也可藉著「智慧節電計畫成果分享發表會」和節電有成的縣市互相取經。

分享會中的新北市政府分別以節電參與式預算、媽省理工與節電認同券、機關雲端空間和 PFI 採購模式這三個主題向其他縣市分享經驗。

由下而上的草根民主實驗

「節電參與式預算」是嘗試讓公民智慧進入城市治理的新典範，改變了過去「市府請市民配合」的模式，讓市民有機會從政策設計就開始關心、參與自己所在城市的能源未來。

「節電參與式預算重點不在產出偉大計畫，而是讓市民開始學習、關注自己住區的用電情形，整個過程本身就是政策宣傳。」這場由下往上的草根民主實驗，以永和區和蘆洲區的社區大學為示範區，期程共約三個月，兩區市民發展出的提案風格也很不同。

「蘆荻社大節電中」的參與者從小學生到新住民都有，因此提案也充滿不同居民的生活經驗和發想特色——例如巡守隊腳踏車、小學生漫畫、家庭主婦圍裙、新住民野餐等等。蘆洲過去從工業區起家，如今也有不少新住民的加入。說明會開始前，蘆荻社大就深入菜市場、公園、神將腳、市場攤商等「庶民出沒地」進行宣傳，最後的宣傳也結合蘆洲大拜拜和神將文化祭，以「人人來參與、投票審預算」為號召，在園遊會設攤讓民眾親身認識不同提案並且現場投票。

同樣是參與式民主，在以住宅區為主、且上班族和高教育族群居多的永和區，過程中的說明會和工作坊的知識溝通成分也更多，產出不少往公園路燈、集合式住宅等公共場域思考的提案方向。最後的審議形式，除了紙本也開放了網路投票，因此獲得更高人次的參與；在投票設計上，永和區也允許市民一次投給四個中意的提案、並且從九個提案中選出前七名共享經費額度。

同樣著墨於市民參與，臺北市資訊局則以「創意節電黑客松實證計畫」為主打，引進科技圈日益廣泛的「黑客松」活動，吸引許多具有資訊工程背景的大學生參加，發想出許多智慧監測家庭耗電裝置的提案。這些提案多半強調「對使用者友善」，例如利用手機一鍵關燈、以APP統一多個家電的操控介面、或是設計視覺化圖表取代冰冷無感的電費帳單。

節電認同券，比帳單減免更有感

在地的區里是縣市政府嘗試對住宅部門經營節電宣導的必爭之地。「相較於服務業等產業部門可以利用法規去要求節電，一般市民是地方政府比較難觸及和要求的對象。」很多地方政府舉辦以里為單位的節電競賽，新北市環保局則更推出「媽省理工」的頭銜，希望推廣不要集中在里長等少數人的肩上、而能吸引更多婦女和里志工加入節電輔導員的行列，做「有感情」的串門子輔導。

2008 位的「媽省理工」經過培訓和資格認證，對自己節電輔導員的身分更具有認同感、也讓鄰居們更信任他們，2.5萬戶以上的家庭都完成了居家節電輔導。如果做好資源回收，也可以去里長那裡累積點數、免費換取 LED 燈。除了區里，新北市也直接開放所有居住（包括租屋）在新北市的居民參加「節電認同券」計畫。同樣是從電費來評估省電的進步程度，新北市環保局表示回饋超商購物券的方式比電費帳單直接減免「更有感」。

https://www.youtube.com/watch?v=44TMSrhaXJU

「也許只是兩百元的獎勵，但是我太太帶著鄰居好友們一起去超商喝下午茶，好友們好奇問她為什麼有購物券……無形之中讓更多人認識了這個計畫。市民反映這個計畫和抽獎相比更踏實，因為是幾分努力就會換得幾分成果（購物券額度）；有簡訊主動提醒也很貼心有感。有參與認同券計畫者，節電率比起新北市整體平均節電率高了 1~2%。」

新北市環保局也深入分享，節電認同券的參加者以 30~50 歲擅長資訊操作者居多，和媽省理工以 50~60 歲的年齡分布恰好相反；觀察居住型態，套房的節電率可達 37%，遠遠超出華廈大樓，而小家庭與單身者也比起大家庭與三代同堂更容易達成省電目標。

創新採購模式

為了達成機關節電目標，新北市除了為市府建築引進雲段智慧管理系統，還採用了創新的 PFI 採購模式（Private Finance Initiative，民間財務主導公共建設），突破傳統採購限制，徵求民間融資提案、全面換裝 LED 節能路燈，在不增加政府財政負擔的狀況下快速提公共服務水準（6 年縮短為 1 年），在換裝後的一年來已經節省 1 億元的電費、在機關部門創下了 13.5% 的漂亮節電率。

新北市政府分享經驗，過去的採購契約是「多裝多拿」的付款方式，每當遇上天災等不可抗力的路燈維修因素，地方政府就必須無止盡的吸收成本、逐年編列預算分批換裝；現在 PFI 採購模式改採固定支付金額，使承包商在平時就會努力維護路燈壽命、減少重複裝設的成本。市府方採分期付款機制，且依路燈服務效果「先享用後付費」，在全額付款前就可讓全市獲得一次性的換裝成果。

同樣從機關財政的角度切入，高雄市政府重點分享導入 ESCO（Energy Service Company，能源服務公司）採購的推動模式，此模式允許市府機關無需先編列採購經費，而是將節省下來的電費作為支付 ESCO 廠商的費用。因為採「先服務、後付款」模式，更保證節能績效，估計一年可節省 157 萬度電、相當於 486 萬的電費。

汰換水銀路燈，基隆節電第一名

節電總成績以 1.92%（約 2204 萬度電）奪得第一名的基隆市，關鍵就在於汰換全市 80% 以上的水銀路燈為 LED 燈泡。以七堵區為例，換裝 4,818 盞LED路燈後，節電效益可達一年 719.9 萬度電。

基隆市政府同時補助社區及公寓大樓推動節能、為提出需求的單位提供現場輔導的服務、重點診斷市立醫院的用電設備、媒和在地 ESCO 公司替社區與服務業者改善節能效益等等。公家機關為了帶頭示範，也開展屋頂太陽能光電系統、屋頂風力發電系統等計畫，在機關部門取得 16.19% 的節電成績。

新竹市取得總節電率的全國第三名，在住宅部門強調「用電行為改變」和「老久電器汰換」兩大重點，除了從集合式住宅公設的照明系統更新下手，也以各里為單位舉辦節電績優競賽、將節電經驗橫向擴散至各里，在住宅部門達到了 2.11% 的高節電率。

新竹市過去一年來新設的運動中心、水資源回收中心、文化局演藝廳、以及增設實驗機組的國家同步輻射研究中心，共替新竹市增加了約 200 萬度的年用電；但其他政府機關的節電率達到了 2.34%～4.53%。市政府亦推動了 LED 路燈的換裝，新設的 23,736 盞路燈，為新竹市節省了 1,007 萬度電。

因地制宜，鼓勵寺廟汰換神明燈泡

臺南市政府考量到市區和郊區的用電特質差異大，推出「節電 37 區，區區有意思」，讓各行政區各自施展身手，每個月的節電達標行政區也都越來越多。比較有趣的是，因為臺南寺廟多，區公所特地協助寺廟汰換 LED 神明燈泡，讓節電政策更走入在地。除此之外，也鼓勵市民汰換老舊家電即可抽獎送 LED 燈泡、輔導服務業用電大戶和大專校園、協助 40 處低碳社里更換節能燈具。

從服務業能源大戶下手

臺中市在服務部門針對市內能源大戶下手，包括大型量販店、觀光旅館和百貨公司，協助量身打造節能方案；在居民方面則選擇住宅屋齡較高者為優先執行對象、依住宅特性設定照明時間以節省用電；並汰換公有停車場、公有市場、區公所等場所的燈具為 LED 燈，一年下來大幅節省了 14 萬度電，整體節電 0.00%，達成了用電「零」成長的初步成績。

本預期服務業部門比起住宅部門更容易節電的桃園市，針對能源大戶舉辦節能診斷輔導、並且補助智慧節電服務業，不過從全國的服務業部門用電率不減反增了 0.8% 便可窺知，要提昇業者更換老舊設備的意願仍是未來的桃園挑戰。儘管桃園市遇到人口和店家新增，但在住宅部門仍有節電佳績，達成了 0.22% 的整體節電率、成為全台第五名的節電縣市。

開拓替代能源的工作是從供應端控制節電，而使用端無論是一般民眾、服務業或製造業者、甚至是公家機關，也都有能力達成自己能做的節電工作。各縣市從智慧節電計畫中絞盡腦汁薈萃出的方案，證明了節電好習慣不只是隨手關燈這麼單純，地方的智慧自會發展出符合地方條件的節電特色，替遙遠的北極熊敬上一份心意。

本文章由 經濟部能源局贊助，泛科學規劃執行。

智慧節能計畫成果期中成果發表

由行政院推動，各全台各地方政府執行的「智慧節電計畫」選在 2015的聖誕節前夕舉辦了期中競賽暨展示大會，先不論他們呈現方式非常像國高中的科展大賽……，這場展示活動目的除了要進行要各縣市的創意比評外，據說也是首次開放讓一般民眾參觀參與評選活動。

這項耗資 30億的計畫自去年四月推動以來，18個參與縣市便陸續提出各自的節電計畫，除了包含節電獎勵、節電創意競賽，節能家電等傳統作法外，許多縣市也試著從不同角度切入，希望可以喚醒民眾意識，完成節電的最後一哩路。

以新北市為例，雖然市長請假了好一陣子，但新北市本次提出了頗受好評的創意節電作法，像是泛科學過去曾經專文介紹過的「都市熱島效應檢測」，以及透過「新北電癮節」網站和Facebook粉絲頁，以相當吸引人眼球的的能源浪費恐怖片和即時的用電資訊更新，讓民眾更容易接受到節電的相關資訊。另外像是屏東縣近年來觀星旅遊正夯，屏東縣節電計畫也搭上這股熱潮，和民間團體（屏東縣天文協會）合作，推動「星空再現屏東」計畫，鼓勵關上電燈、走出戶外，一口氣達成節電和降低光害兩項目標（泛科學專文：光害，害在哪？）。

在最後評分結果中，新北市一口氣拿下八個獎項，目前實際節電量 127萬度、節電率 1.24%也都遠高於全國平均，算是實至名歸的大贏家！臺北市、臺中市和臺南市則分別拿下拿下三座獎項，並列第二。

民間團體怎麼看？

除了官方評比外，由 20多個民間團體組成的「能源轉型推動聯盟」日前也推出一份全台縣市節能治理政策評比。其中，新北市、屏東縣和臺北市被評為表現最佳三個縣市，並列 A級；而彰化縣、基隆市、花蓮縣、嘉義縣及苗栗縣等六個縣市則被列進評為有待加強的 D級。聯盟成員也強調這些評比是經過數個月密集資料蒐集，以及和各縣市政府訪談過後所得出的結果，未來也會依據改善情形調整評分。

這項評分是以五項標準和兩個加分項目為各縣市節電政策進行評分。內容包含：

1. 成立納入民間社會力的能源委員會
2. 推動地方能源自治條例
3. 捲動民間資源的政策機制設計
4. 掌握地方能源使用狀況
5. 行政資源投入多寡
6. 抑制尖峰用電成效
7. 促進其他公益性

聯盟認為，能源規畫與治理人才不足，是台灣能源轉型所面臨的首要問題。衍伸而出的問題包含：地方政府無法針對各地能源現況和改善方向進行評估、規劃，計劃多是簡單的「宣導」，或是抽獎、補助等「雞血」式的短期方案，而非提供實質的誘因與罰則，缺乏創新的可能和長遠規劃。

其中值得注意的是屏東縣、宜蘭縣和南投縣在這項評比中順利逆襲了部分六都縣市，顯示了獲得資源的多寡，和節電成效也並非絕對的正相關。這份報告也特別指出，這三個縣市成觀的關鍵在於主管單位的專業程度及行政協調能力。像屏東縣變是由縣長親自推動相關計畫，順利整合各機關部會資源，也讓屏東縣獲得了相當不錯的成績。

台灣能源轉型之路節電不能缺席

雖然在核四議題上雙方有些出入，但台灣政壇目前不論藍綠的能源政策都以邁向「非核家園」為最終目標。所以姑且先不論台電在選前選後基載電量評估大轉彎，和欠缺發電條件的台灣在核電廠停役後的替代能源該從何而來，長遠的能源政策規劃是立刻可以著手進行。希望在這幾次能源評比後，各地方政府可以展開良性競爭，在知道自己的不足後，更能了解節能政策，應該要含括哪些元素和做法，讓台灣困難重重的能源轉型之路，可以走得更加順遂。

延伸閱讀：

• 泛科學 自己用電自己省系列專題