半導體供應商不僅可以為汽車行業(yè)提供改善環(huán)境的解決方案，還可以推動電動汽車更加安全、高效的發(fā)展。

編譯來源：eetimes

根據(jù)Gartner 數(shù)據(jù)顯示，2022 年電動汽車的出貨量將達到 600 萬輛，高于 2021 年的 450 萬輛，到 2030 年這一數(shù)字將達到 3600 萬輛。另外世界各國為實現(xiàn)低碳環(huán)保發(fā)行的各項政策也推動著電動汽車行業(yè)的發(fā)展。例如，在歐盟，從 2035 年起銷售的汽車和貨車必須實現(xiàn)零排放，中期目標是到 2025 年將二氧化碳排放量（與 2021 年的水平相比）減少 15%，到 2030 年減少 55%。這里是電動汽車的最大市場，甚至還有規(guī)定要求電動汽車到 2030 年占所有銷量的 40%。

對于汽車制造商來說，他們需要盡可能的避免受到汽車供應鏈的影響以達到更快的速度投入生產(chǎn)。此外他們還需要繼續(xù)改進他們的電動汽車，吸引更多賣家轉(zhuǎn)向電動汽車市場，并與新進入市場的汽車制造商進行競爭。

智能化電池

電動汽車最重要的兩個競爭因素是汽車的充電速度及行駛里程。而續(xù)航里程和充電時間都與汽車電池及其周圍的電池管理系統(tǒng) (BMS) 密切相關(guān)。事實上，電池是電動汽車中最昂貴的部分，也是提供最大差異化的組件。

如果給汽車配備更大的電池，就可以增加汽車的續(xù)航里程，但這也大大增加了汽車的整體成本，同時增加了汽車的重量并占用了更多的空間。

相反，人們可以通過充分了解其局限性來更好地利用現(xiàn)有電池。云連接的智能電池是一個具有巨大前景的概念。電池的數(shù)字孿生模型內(nèi)置在云中，它結(jié)合了物理，機器學習和AI算法，不僅使用單個汽車的數(shù)據(jù)，而且使用整個車隊的數(shù)據(jù)。

連接電池和數(shù)據(jù)收集的概念并不新鮮。不過，你收集的數(shù)據(jù)類型，你如何收集它，以及你如何處理數(shù)據(jù)，為創(chuàng)新和差異化提供了很大的潛力。

這種智能電池的優(yōu)點包括能夠擴大預測范圍，從而提高電池的效率，以及延長電池壽命。它可以實現(xiàn)更快的充電速度并且可以評估電池的剩余電量，這有助于降低總體成本。

來自智能電池的數(shù)據(jù)能夠?qū)﹄姵匦袨檫M行建模使汽車制造商能夠預測電池的健康狀態(tài)和充電狀態(tài)，還可用于通過推薦充電和駕駛策略、預測性維護以及在問題發(fā)生之前發(fā)現(xiàn)可能的問題來優(yōu)化電池壽命，從而提高可靠性和安全性。

為了創(chuàng)造智能電池，半導體供應商是推動者，為數(shù)據(jù)采集、通信和處理提供芯片組。汽車中的數(shù)據(jù)采集應基于精確、安全、可靠的本地傳感能力，以及與云的靈活、安全的連接。

收集的數(shù)據(jù)必須準確、相關(guān)，并且采集到的數(shù)據(jù)必須符合電池型號的要求、電池系統(tǒng)的數(shù)據(jù)刷新率，以及滿足最高的功能安全標準，即使在非常惡劣的電磁和環(huán)境條件下也是如此。

但要充分發(fā)揮智能電池的潛力，價值鏈中所有參與者都需要密切合作：汽車制造商、系統(tǒng)集成商和一級供應商、電池制造商、軟件和服務提供商以及半導體供應商。

可以共同建立一個高效的生態(tài)系統(tǒng)，以縮短上市時間并確保互操作性。通過建立強大的合作伙伴關(guān)系，來鼓勵服務提供商創(chuàng)建新的用例和應用程序。

高速充電

但是，車輛中的充電基礎設施和BMS電子設備如何促進快速充電呢？

在設計充電系統(tǒng)時，需要考慮多個因素，例如速度。但原始設備制造商還需要考慮安全性、可靠性和功率輸出的精確測量。

一切都需要協(xié)調(diào)，以便為駕駛員提供一個簡單的系統(tǒng)。互操作性是另一個不斷變化的目標——我們?nèi)绾未_保司機可以使用來自多個供應商的充電器并且可以直接透明地計費？

如今的直流快速充電器通常需要 30 到 45 分鐘才能將電池充電至 80%。這是可以接受的，但對于趕時間的司機來說仍然太慢了。因此提高充電速度帶來了艱巨的技術(shù)挑戰(zhàn)，包括由于充電電纜的內(nèi)阻而產(chǎn)生的大電流。

目前有可能實現(xiàn)的方法是將電動汽車的系統(tǒng)電壓從當今最常見的 400 V 提高到 800 V。電池電壓翻倍后，理論上可以實現(xiàn)兩倍的充電速度，可能只需 15 分鐘，而且電纜可以保持在可管理的尺寸和重量。到2025年，800V有望成為電動汽車市場的主流技術(shù)；隨著充電速度的加快，消費者可能會接受續(xù)航里程更小的汽車。

然而，轉(zhuǎn)向 800 V 也會產(chǎn)生一些問題。較高的電壓會帶來更大的電弧損壞可能性，因此隔離要求更嚴格。此外，汽車牽引逆變器中的組件必須額定電壓為800 V。

與 400 V 架構(gòu)相比，800 V BMS 需要監(jiān)控兩倍的電池單元，雖然性能相同，但電磁兼容性挑戰(zhàn)越來越大。總的來說，所有這些變化都會增加系統(tǒng)成本，畢竟更快的充電需要付出相應代價。

加速變革

隨著未來幾年發(fā)生如此多的變化，創(chuàng)新的速度對汽車制造商來說至關(guān)重要。與消費行業(yè)相比，汽車行業(yè)傳統(tǒng)上設計周期較長，采用新技術(shù)的速度較慢，為了保持競爭力，他們必須縮短上市時間并找到加速產(chǎn)品開發(fā)的方法。

一些公司已經(jīng)表明，他們很快就能在短短 12 個月內(nèi)完成新設計的構(gòu)思到生產(chǎn)，而這種壓縮的開發(fā)周期也會變得更加普遍。

為應對這一挑戰(zhàn)，我們看到汽車制造商在設計和生產(chǎn)方式上發(fā)生了變化，許多制造商采用了模塊化方法，例如大眾的 MEB（模塊化電驅(qū)動矩陣）平臺有助于降低成本并加速開發(fā)。大眾在 MEB 平臺中采用了 NXP 的 BMS，以增加車輛續(xù)航里程、延長電池壽命并增強安全性。

無論動力傳動系統(tǒng)的動力來源為何，當今汽車中的電子設備數(shù)量都在不斷增加。從由硬件定義的車輛轉(zhuǎn)變?yōu)橛绍浖Q定其功能和性能的車輛。

半導體供應商需要從僅提供組件轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┚哂蓄A先驗證的硬件和軟件的完整系統(tǒng)解決方案。這些解決方案應處理聯(lián)網(wǎng)汽車的低級軟件和中級軟件，使汽車制造商能夠?qū)Ｗ⒂谕ㄟ^高級軟件來增加價值，并更容易在多個模型中重用軟件。

通過合作，半導體供應商及其生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴可以創(chuàng)建汽車制造商和一級供應商正在尋找的解決方案——使汽車的電氣化對消費者產(chǎn)生積極的影響。半導體供應商不僅可以提供改善環(huán)境的解決方案，而且還可以確保汽車更安全、更高效、更易于駕駛。

編輯：黃飛

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