混合動(dòng)力汽車(chē)在功率管理方面的新挑戰

加強能源效率并減少氣體排放的“綠色”汽車(chē)，增強保護并提高安全功能水平這兩大主要趨勢正驅動(dòng)著(zhù)新一代汽車(chē)的發(fā)展。顯然，采用綠色環(huán)保設計的汽車(chē)不一定就是混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)。其實(shí)有許多傳統技術(shù)都可以使汽車(chē)更加符合環(huán)保要求，有助改善燃料效率和減少氣體排放，例如直接燃油噴射、可變氣門(mén)控制、停缸節油、渦輪增壓引擎、潤滑引擎等。

從節能的角度來(lái)說(shuō)，我們看到不同設計和款式的“綠色汽車(chē)”。當中有些能夠讓消費者以更少的預算滿(mǎn)足他們的需要。啟動(dòng)/停止(Start-stop)功能便是一個(gè)價(jià)錢(qián)合理的節能功能。這種功能使內燃機在汽車(chē)遇上紅燈或者堵車(chē)時(shí)便會(huì )自動(dòng)暫停運作。歐洲的 OEM已經(jīng)把這種功能當作它們的主流平臺標準功能。整個(gè)啟動(dòng) /停止功能涉及的額外成本僅為300元美金，但能節省3%到10%的燃料，效果十分顯著(zhù)。如果汽車(chē)在交通非常擁擠的城市中行駛，甚至可以節省高達25%的燃料。由于啟動(dòng)/停止功能能夠在一個(gè)標準12V功率網(wǎng)上運行，不用昂貴的較高電壓系統、或是輕度和全混合動(dòng)力汽車(chē) (HEV) 所需的額外能源儲存電池，這種設計成為該功能的主要成本優(yōu)勢。

當然，對很多人來(lái)說(shuō)，HEV就等同于未來(lái)的綠色汽車(chē)，但我們要注意在開(kāi)發(fā)中HEV都有許多不同設計，包括通過(guò)集成式啟動(dòng)器交流發(fā)動(dòng)機(ISA)實(shí)現純啟動(dòng)/ 停止功能的微型HEV、不斷增加純電力駕駛能效的全HEV和插電式HEV，各種設計琳瑯滿(mǎn)目。由于輕度、全面及插電式HEV需要600V到1,200V之間的高電壓電子系統，這令設計更具挑戰性。為了向電動(dòng)引擎汽車(chē)提供足夠的電動(dòng)引擎功率，又或者為內燃機帶來(lái)充分的支持，就需要一些大型引擎驅動(dòng)，而這些大型引擎以前僅應用于工業(yè)世界，現在正逐步進(jìn)入汽車(chē)應用。除此之外，還須要把電動(dòng)動(dòng)力系統和其他新式電子系統集成到新的HEV汽車(chē)架構內。

新式電子系統包括能實(shí)現12V和高電壓功率網(wǎng)之間能源傳送的DC/DC轉換器，以及空調、動(dòng)力轉向系統等眾多電子驅動(dòng)系統。這對汽車(chē)工程和半導體領(lǐng)域來(lái)說(shuō)都是一項挑戰，因為人們以往都習慣在12V電池環(huán)境下工作，但現在忽然要面對高電壓電子帶來(lái)的危險，所以必須要把這些危險的電子系統安全地隔離。

此外，HEV的高電壓架構還要部署額外的周邊系統以及能源和電池管理單元。因此，我們必須在功率管理領(lǐng)域開(kāi)發(fā)可靠、先進(jìn)的驅動(dòng)器IC和開(kāi)關(guān)以應付汽車(chē)環(huán)境的挑戰，其效率與成本效益又必須能確保整個(gè)設計概念的技術(shù)實(shí)際可行，同時(shí)價(jià)錢(qián)不會(huì )超過(guò)用戶(hù)可以接受范圍。IR的功率管理半導體能夠支持以上所有要求，但 HEV面對的主要挑戰在于電池本身的技術(shù)。

時(shí)至今日，包括新款鋰離子電在內的電池，都存在技術(shù)限制和缺點(diǎn)，例如在兩次蓄電之間只能行走有限的距離；漫長(cháng)的充電時(shí)間；還有電池高昂的成本、龐大的體積和重量。正當全球電池制造商努力改善電池本身的電化學(xué)技術(shù)的同時(shí)，我們相信能夠通過(guò)智能的電子電池管理解決方案，促進(jìn)電池不斷完善，以延長(cháng)電池的壽命，提供更佳表現，并降低成本、體積和重量。

綠色環(huán)保設計和HEV為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)功率管理的新挑戰，國際整流器公司(IR)在這方面具有絕對優(yōu)勢。IR擁有悠久的工業(yè)用引擎驅動(dòng)功率管理的經(jīng)驗，使我們成為獨特的汽車(chē)半導體供應商。IR 能夠提供高電壓驅動(dòng)器IC和IGBT等高電壓功率開(kāi)關(guān)。今天，我們已擁有一流的引擎驅動(dòng)產(chǎn)品陣營(yíng)，并且準備在未來(lái)12個(gè)月內推出超過(guò)200款特別為惡劣汽車(chē)環(huán)境設計的新型汽車(chē)產(chǎn)品。以我們的引擎控制IC為例，該 IC 已經(jīng)集成了多種安全功能，以便在電力引擎出現短路時(shí)防止發(fā)生災難性故障。此外，最新的無(wú)鍵合線(xiàn)汽車(chē)用DirectFET產(chǎn)品線(xiàn)，不但為DC/DC轉換器和電池管理系統的設計帶來(lái)非常低的導通電阻，同時(shí)更免除了鍵合線(xiàn)，從而能夠在非?？焖俚拈_(kāi)關(guān)狀況下，寄生電感基本上可以達到零，同時(shí)擁有一流的EMI表現。

IR的汽車(chē)業(yè)務(wù)部門(mén)具有五個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)，包括高電壓驅動(dòng)器IC、智能功率IC、智能開(kāi)關(guān)、MOSFET，以及適用于低、中和高達1,200V的高電壓IGBT開(kāi)關(guān)。IR能為一部現代化HEV中找到的幾乎所有功率管理應用，提供全面芯片組解決方案。