《電子技術(shù)應(yīng)用》
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2015年汽車(chē)電子最新技術(shù)與市場(chǎng)動(dòng)態(tài)

2015-01-30

編者按:隨著中國(guó)不斷世界第一位汽車(chē)產(chǎn)量的地位,汽車(chē)電子正在成為半導(dǎo)體產(chǎn)品供應(yīng)商最為重視的市場(chǎng)之一,而不斷推陳出新的汽車(chē)電子用半導(dǎo)體技術(shù)與產(chǎn)品,也引領(lǐng)著汽車(chē)電子化走向新的方向。


更環(huán)保、更安全、更智能

電子化已成為汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),而汽車(chē)電子化技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)則越來(lái)越多地依賴(lài)半導(dǎo)體技術(shù)。根據(jù)市場(chǎng)研究公司Strategy Analytic近期的報(bào)告,全球平均每輛車(chē)?yán)锼陌雽?dǎo)體器件約價(jià)值334美元,預(yù)計(jì)至2019年將增至361美元,傳統(tǒng)的動(dòng)力總成、安全、車(chē)身和信息娛樂(lè)系統(tǒng)都將有所增長(zhǎng)。

英飛凌科技(中國(guó))有限公司汽車(chē)電子事業(yè)部負(fù)責(zé)人徐輝,在當(dāng)今的汽車(chē)電子化進(jìn)程中,英飛凌作為全球領(lǐng)先汽車(chē)電子芯片供應(yīng)商,將與汽車(chē)制造商和零部件廠商更緊密地合作,著眼于面向未來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新,致力于使汽車(chē)更環(huán)保、更安全、更智能,這也正是現(xiàn)在以及未來(lái)汽車(chē)電子市場(chǎng)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

第一,實(shí)現(xiàn)汽車(chē)環(huán)保,電動(dòng)汽車(chē)是最有效的方案。英飛凌向客戶提供從啟停到混動(dòng)到純電動(dòng)全套的功率器件,模塊及解決方案;此外,通過(guò)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)革新讓內(nèi)燃機(jī)更加清潔,降低二氧化碳排放;小型電機(jī)電控更是市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。英飛凌創(chuàng)新的電機(jī)控制系統(tǒng)方案,汽車(chē)電機(jī)和泵類(lèi)能夠改變以往一直在工作的機(jī)械傳動(dòng)狀態(tài),只根據(jù)需求而運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)高效的能源管理,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

第二,“安全”一直是汽車(chē)行業(yè)最為重要的課題之一。傳統(tǒng)的“被動(dòng)安全”主要是在事故發(fā)生后所采取的保護(hù)措施,如彈出的氣囊,以保護(hù)駕乘人員,而汽車(chē)電子正幫助汽車(chē)向“主動(dòng)安全”和“預(yù)防式安全”邁進(jìn),除駕乘人員之外,也同時(shí)保護(hù)行人、障礙物,以及進(jìn)一步地避免撞車(chē),實(shí)現(xiàn)高級(jí)駕駛輔助;汽車(chē)聯(lián)網(wǎng)的需求和趨勢(shì)也日漸成熟,由半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)的信息安全防范技術(shù)成為必要環(huán)節(jié);

第三,汽車(chē)智能化無(wú)疑是目前的一大熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的汽車(chē)智能較為局限于導(dǎo)航、影音等信息娛樂(lè)方面,如今,在半導(dǎo)體技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下,汽車(chē)正逐步從輔助駕駛,到半自動(dòng)駕駛,并終將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的夢(mèng)想。


汽車(chē)將轉(zhuǎn)化成“機(jī)械+IT”的產(chǎn)品

德州儀器處理器業(yè)務(wù)部業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監(jiān)蔣宏表示,下一代的汽車(chē)將會(huì)通過(guò)傳感器來(lái)監(jiān)控駕駛員及汽車(chē)周邊的環(huán)境,而車(chē)載的通信系統(tǒng)會(huì)將所有的數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行整合與分析。相比目前使用的車(chē)載通信系統(tǒng),未來(lái)的系統(tǒng)不僅會(huì)在速度上提升百倍,同時(shí)也會(huì)更加的輕便,從而減少汽車(chē)的二氧化碳排放量。

無(wú)論是用于汽車(chē)智能前照燈的DLP技術(shù),還是用于下一代智能顯示和雷達(dá)系統(tǒng)的技術(shù),未來(lái)的ADAS處理器將會(huì)更加的智能與強(qiáng)大,并且會(huì)朝著無(wú)人駕駛的方面發(fā)展,半導(dǎo)體也終將成為智能汽車(chē)與打造完美駕駛體驗(yàn)的核心。

對(duì)于許多人來(lái)說(shuō),汽車(chē)可能是他們的移動(dòng)生活空間或辦公場(chǎng)所,汽車(chē)的智能化也為提升駕駛的趣味性帶來(lái)更多的發(fā)展空間。未來(lái)的汽車(chē)將在不同部位集成不同的信息娛樂(lè)設(shè)備,并在駕駛時(shí)通過(guò)屏幕以及其他裝置(抬頭顯示,等)為駕駛員顯示所有的關(guān)鍵駕駛信息。未來(lái)車(chē)廠的差異化很多主要來(lái)自于人機(jī)交互和使用體驗(yàn),汽車(chē)從以前我們認(rèn)為是純機(jī)械的產(chǎn)品,慢慢會(huì)轉(zhuǎn)化成“機(jī)械+IT”的產(chǎn)品。

蔣宏認(rèn)為,目前越來(lái)越多的汽車(chē)制造商正在轉(zhuǎn)向電子、高科技方案以求解決安全問(wèn)題,高需求也使得汽車(chē)安全系統(tǒng)越來(lái)越像智能化的方向發(fā)展。德州儀器提供創(chuàng)新的汽車(chē)電子技術(shù),為汽車(chē)駕駛帶來(lái)更加安全、環(huán)保及更具趣味性的駕駛體驗(yàn)。該公司擁有廣闊的汽車(chē)產(chǎn)品組合,包括嵌入式處理器、完整的信號(hào)鏈、界面、電源模擬組合、ASSP、定制化集成電路等。


汽車(chē)電池系統(tǒng)的復(fù)雜性日益增強(qiáng)

Intersil公司工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略高級(jí)副總裁Mark Downing先生認(rèn)為,汽車(chē)電池系統(tǒng)正在發(fā)生根本性的改變,這需要電子制造商進(jìn)行創(chuàng)新。

例如,已被大多數(shù)汽車(chē)制造商采用(最快用于2015年初推出的車(chē)型)的新48V標(biāo)準(zhǔn)引入了48V鋰離子電池來(lái)操作48V供電網(wǎng)絡(luò),以支持一些關(guān)鍵功能系統(tǒng),如制動(dòng)、助力轉(zhuǎn)向、高端音響系統(tǒng)和暖通空調(diào)系統(tǒng)。更高的電壓要求IC供應(yīng)商顯著提高其制造能力,Intersil是能夠提供48V解決方案中的業(yè)內(nèi)少數(shù)廠商之一。

Intersil還致力于推動(dòng)混合動(dòng)力/電動(dòng)車(chē)的安全改進(jìn)。一輛混合動(dòng)力/電動(dòng)車(chē)可能有96到196個(gè)電池單元,所以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電池單元的電壓、電流和溫度并可靠地傳送這些監(jiān)測(cè)信息,對(duì)保證汽車(chē)的安全操作至關(guān)重要。這一信息傳送必須經(jīng)濟(jì)和有效,以減少導(dǎo)線數(shù)量和增加可靠性。Intersil開(kāi)發(fā)了一種可在長(zhǎng)電纜長(zhǎng)度上使用的創(chuàng)新雙向系統(tǒng)。這取代了將電池模塊、均衡IC、MCU和CAN接口連接至中控臺(tái)的傳統(tǒng)方法,傳統(tǒng)方法不但成本高,還會(huì)引入許多潛在故障點(diǎn)。

此外,改善混合動(dòng)力和電動(dòng)車(chē)的電源效率也很重要。Intersil能夠通過(guò)使監(jiān)測(cè)精度達(dá)到2.3 mV提供10%的效率提升。在實(shí)際實(shí)用中,這意味著汽車(chē)行駛距離可從100英里增加到110英里。或者從電池組使用壽命的角度來(lái)看,該10%效率提升可使通常提供10年保證的電池組使用壽命再增加一年。汽車(chē)駕駛艙中和發(fā)動(dòng)機(jī)罩下使用的模擬和數(shù)字IC將在下一代電動(dòng)和混合動(dòng)力車(chē)的安全和效率方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

不斷演變的電源要求和新標(biāo)準(zhǔn)加大了整車(chē)廠商及其合作伙伴設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)的復(fù)雜性。提出一種設(shè)計(jì)并將其重復(fù)用于各種電源系統(tǒng)負(fù)載和支持12V、24V及48V要求的能力,可節(jié)省大量的時(shí)間成本。Intersil最近開(kāi)發(fā)并向其汽車(chē)客戶推出一種高集成度和多用途的降壓轉(zhuǎn)換器,專(zhuān)用于支持從高壓(Vin – 通常為12V、24V或48V)向低壓(Vout – 通常為3.3V、5V或12V)的輕松轉(zhuǎn)換。它完全集成了峰值電流模式同步PWM控制器和高邊及低邊FET驅(qū)動(dòng)器,可進(jìn)一步提升效率。


電池管理技術(shù)更加完善成熟

隨著不斷出臺(tái)的激勵(lì)政策,混合動(dòng)力和電動(dòng)車(chē)會(huì)得到社會(huì)以及消費(fèi)者越來(lái)越多的關(guān)注,混合動(dòng)力車(chē)和電動(dòng)車(chē)的鋰電池技術(shù)必然有所突破,這時(shí)如何有效地監(jiān)控鋰電池使用情況,并保護(hù)汽車(chē)的運(yùn)行系統(tǒng)就變得非常重要。

據(jù)ADI公司汽車(chē)電子事業(yè)部大中華區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理許智斌介紹,針對(duì)這一應(yīng)用ADI開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的鋰電池管理和隔離芯片。另外在各項(xiàng)政策和規(guī)范的推動(dòng)下,整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈必將提高對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放的重視和投入,ADI在動(dòng)力總成中的傳感器和傳感器接口產(chǎn)品以及方案將大有用武之地。

現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)需要監(jiān)測(cè)及控制電池組、電機(jī)和變換器。惡劣的電磁干擾和溫度環(huán)境,以及對(duì)極低缺陷率和產(chǎn)品長(zhǎng)效使用的期望,要求這種系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和全面測(cè)試,以便管理數(shù)百伏的電池組,并達(dá)到毫伏級(jí)的檢測(cè)與校正精度。千伏級(jí)隔離和數(shù)百安培至數(shù)毫安的電流,要求加強(qiáng)通信與保護(hù),提高系統(tǒng)在汽車(chē)使用壽命內(nèi)的質(zhì)量和精度。

電池技術(shù)是新能源汽車(chē)的重要驅(qū)動(dòng)力,目前新能源汽車(chē)中的電池對(duì)新能源汽車(chē)的發(fā)展帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。如何改善電池的充電時(shí)間、使用壽命、減輕電池的重量,增加電池的續(xù)航能力、降低成本、保證使用安全等等問(wèn)題,都是新能源汽車(chē)迫切需要而且必須要解決的問(wèn)題。

另外,電動(dòng)車(chē)還對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)等提出了更高的要——需要準(zhǔn)確、成熟和高效的電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案。

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