推動(dòng)汽車(chē)電氣化發(fā)展，恩智浦都在做什么？

日前，恩智浦舉辦了2022媒體開(kāi)放日活動(dòng)，在活動(dòng)現場(chǎng)，恩智浦全球副總裁、新能源及驅動(dòng)系統產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理李曉鶴以及恩智浦大中華區汽車(chē)電子市場(chǎng)總監周翔，就恩智浦在汽車(chē)電氣化領(lǐng)域的布局進(jìn)行了詳細介紹。

▲恩智浦全球副總裁、新能源及驅動(dòng)系統產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理李曉鶴（右）與恩智浦大中華區汽車(chē)電子市場(chǎng)總監周翔（左）

勢不可擋的新能源

李曉鶴援引了一些調研機構的數據：2030年全球新能源車(chē)普及率將超過(guò)50%，而近零排放的目標想在2050年實(shí)現，全球的新能源車(chē)的普及率應在85%以上。同時(shí)，中國已經(jīng)成為了新能源車(chē)的最主要市場(chǎng)，產(chǎn)能占全球的54%，其余則為歐洲26%和美國15%。

汽車(chē)電氣化普及的關(guān)鍵是成本、續航以及充電速度。李曉鶴表示，未來(lái)隨著(zhù)電池成本的降低，產(chǎn)能的擴充，C級以上車(chē)輛的續航里程將達到800km，同時(shí)充電基礎設施也會(huì )加速革新，5分鐘內充電80%的充電樁將會(huì )普及，屆時(shí)對于消費者而言，電動(dòng)汽車(chē)和燃油車(chē)的使用體驗將趨于一致。

新能源車(chē)發(fā)展需要底層創(chuàng )新

芯片的創(chuàng )新將成為汽車(chē)電氣化普及的關(guān)鍵所在。隨著(zhù)汽車(chē)電動(dòng)化和電氣化的演進(jìn)，未來(lái)每輛車(chē)中含有的芯片越來(lái)越多，相比油車(chē)會(huì )有數倍增長(cháng)。而實(shí)際上2018年缺芯問(wèn)題的出現，讓人們更加意識到了芯片的重要性。

目前，很多汽車(chē)領(lǐng)域的創(chuàng )新，都需要圍繞芯片來(lái)進(jìn)行。從域控制器到互聯(lián)，再到ADAS以及新能源，同時(shí)包括軟件定義、出行即服務(wù)等熱門(mén)概念的興起，都要依賴(lài)配套的涵蓋處理器、信號鏈、功率等相關(guān)芯片。

“在電氣化領(lǐng)域，恩智浦是全球為數不多的可以以交鑰匙方案提供整體電控單元系統的公司。產(chǎn)品包括MCU微處理器、模擬前端、柵極驅動(dòng)器、安全電源管理，以及傳感器等?！崩顣扎Q說(shuō)道。

新能源造車(chē)的痛點(diǎn)在哪兒？

李曉鶴盤(pán)點(diǎn)了目前新能源汽車(chē)所遇到的四大痛點(diǎn)：首先，是降低整個(gè)生命周期的成本和碳排放；其次，是延長(cháng)續航里程，加快充電速度；第三是軟件定義汽車(chē)的新趨勢；第四則是需要可伸縮適應百萬(wàn)級產(chǎn)能的平臺。

在降低生命周期方面，恩智浦通過(guò)簡(jiǎn)化部件成本，加速自動(dòng)化裝配流程，延長(cháng)電池的使用壽命以及簡(jiǎn)化二次回收利用來(lái)幫助車(chē)企降低整個(gè)生命周期的成本。在延長(cháng)續航里程上，恩智浦通過(guò)提供800V母線(xiàn)電壓解決方案，提供更快的充電速度以及更少的損耗。同時(shí)提供更高的功能安全和診斷要求，利用AI和云計算來(lái)強化及改進(jìn)電池的使用方式。而軟件定義汽車(chē)方面，恩智浦采用了模塊化域超算，更多的仿真建模、軟件及OTA的支持等等。

李曉鶴還表示，供應鏈的創(chuàng )新在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈中同樣重要。和傳統汽車(chē)供應鏈不同，新能源車(chē)的供應鏈呈現網(wǎng)狀結構，彼此聯(lián)系更為緊密。為此，恩智浦和主機廠(chǎng)、電池廠(chǎng)一起來(lái)打造創(chuàng )新金三角，這樣的結果是其模擬前端銷(xiāo)售數量產(chǎn)生了“幾何級”增長(cháng)，累計出貨量超過(guò)1億片，在全球排名前20的新能源車(chē)企中就有10家采用了恩智浦的方案。

功率系統的未來(lái)

電池是新能源汽車(chē)的最重要部分，為此恩智浦正在通過(guò)全面創(chuàng )新助力客戶(hù)。李曉鶴表示，電池系統定義不是孤立的，其技術(shù)進(jìn)步實(shí)際上是沿襲著(zhù)軟件和數據的創(chuàng )新，而這些離不開(kāi)整車(chē)電子電氣架構的進(jìn)步。

具體而言，隨著(zhù)算力及云越來(lái)越普及，域控制器的軟件會(huì )向上集成，從而電池包中的軟件含量會(huì )減少，大部分的關(guān)于BMS的軟件與處理能力會(huì )進(jìn)入域控制器甚至超算單元中，并進(jìn)行合理分層?！盁o(wú)軟件電池就是這么一個(gè)概念，以前電池中要有微處理器，算法在電池中執行，然后再通過(guò)CAN與域控制器連在一起。而通過(guò)域控制器及邊緣控制器，算力可以更集中，維護也更加方便?！睘榇?，恩智浦正在與客戶(hù)協(xié)力打造更智能的電池管理芯片，從而幫助客戶(hù)降低電池包里的軟件量，適應整體電氣架構的遷徙，比如恩智浦已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一系列CAN轉換為BMS菊花鏈的網(wǎng)關(guān)，顯著(zhù)降低了節點(diǎn)微處理器的算力消耗。

同時(shí)，恩智浦也與初創(chuàng )公司、大學(xué)正在圍繞云計算的BMS系統，通過(guò)云計算、物理模型、物理建模、人工智能等新技術(shù)，更準確地估算電池的剩余電量幾健康狀況，從而提高系統安全性，二次利用效率以及最重要的續航里程。

李曉鶴特別強調，BMS的性能不只體現在硬件上，比如電池容量和健康狀況等檢測還需要更精準的建模和軟件能力。

李曉鶴還透露了恩智浦正在利用光通信技術(shù)，降低BMS的連接線(xiàn)束，從而實(shí)現輕量化、易組裝等特點(diǎn)。在此方面，李曉鶴特別談到了他對于無(wú)線(xiàn)BMS的看法?！盁o(wú)線(xiàn)BMS實(shí)際上只是將CAN更換為無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，并不牽扯到BMS的核心。此外BMS要管理的電池模組眾多，很難保證模組間的同步性、實(shí)時(shí)性以及功能安全特性等?！崩顣扎Q認為，無(wú)線(xiàn)通信只是一種技術(shù)路線(xiàn)的探索，實(shí)際上恩智浦采用的光通信技術(shù)同樣可以解決線(xiàn)束、裝配等問(wèn)題?！拔磥?lái)一定是百花齊放的，最后選擇何種通信協(xié)議要根據應用場(chǎng)景而定。比如中國市場(chǎng)流行的C2P、C2C等裝配方式，對于靈活性的裝配需求不高。但在大模組的情況下，無(wú)線(xiàn)會(huì )體現出獨特的優(yōu)勢?！?/p>

此外，恩智浦還在推進(jìn)電池的電子護照技術(shù)，從而幫助電池實(shí)現更可靠的二次開(kāi)發(fā)與利用，以及在V2G、安全支付等方案上的前期研究工作。

“從電池的創(chuàng )新來(lái)看，恩智浦實(shí)現了全生命周期的閉環(huán)維護，而不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的生產(chǎn)?！崩顣扎Q總結道。

除了BMS電池管理之外，完整的電氣化還包括充電管理及逆變。為了提升效率及減少損耗，碳化硅逐漸成為主流的功率器件，恩智浦則為此提供了一系列配套的逆變解決方案，涵蓋充電樁、車(chē)載充電機以及逆變等各類(lèi)應用。

系統角度的思考

為了滿(mǎn)足消費者快速增長(cháng)的需求，新能源汽車(chē)的平臺開(kāi)發(fā)周期已經(jīng)從四年縮減到了兩年，然而汽車(chē)芯片的開(kāi)發(fā)因為要考慮到安全設計、驗證、測試等流程，并不能成比例縮減，因此需要更頻繁的與OEM、Tier1、電池廠(chǎng)等環(huán)節互動(dòng)，從而使客戶(hù)甚至在芯片設計原型階段就可以開(kāi)展系統及軟件設計，從而加速開(kāi)發(fā)的左移。同時(shí)，采用交鑰匙方案也可以極大加速客戶(hù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程。

周翔表示，恩智浦盡量采取了平臺可擴展架構，從而節省客戶(hù)的研發(fā)投入。比如域處理器采用了Arm內核，因此很多底層軟件都可以直接復用。

從系統角度思考，除了可以加速客戶(hù)的開(kāi)發(fā)進(jìn)程之外，還可以為客戶(hù)帶來(lái)整體性?xún)r(jià)比的提升。對此李曉鶴表示，盡管新能源車(chē)中電池占據了主要成本，但其他軟件和硬件的優(yōu)化也是重要途徑之一?！氨热缒妇€(xiàn)電壓有400V升到800V，盡管高壓元件的整體成本更高，但考慮到線(xiàn)纜、空間、效率以及續航等方面，省下的費用要遠超過(guò)芯片的支出?！?/p>

為了實(shí)現從系統角度思考，恩智浦分別在天津、上海和重慶開(kāi)設了研發(fā)中心和應用開(kāi)發(fā)中心，從而實(shí)現全產(chǎn)品周期的本地支持，快速滿(mǎn)足客戶(hù)需求。

實(shí)際上就在此次媒體會(huì )召開(kāi)之前，恩智浦分別與蔚來(lái)和小鵬簽約，加強在電氣化領(lǐng)域深化合作，以系統級解決方案助力中國新能源車(chē)企的創(chuàng )新突破。其中最典型的兩個(gè)代表案例是：恩智浦最新一代高精度18串ASIL-D電池管理模擬前端IC解決方案將在小鵬汽車(chē)實(shí)現全球首發(fā)，并計劃在2023年實(shí)現量產(chǎn)；恩智浦的高度集成、高能效以及ASIL-D的門(mén)極驅動(dòng)器，將支持蔚來(lái)高端車(chē)型的三電系統選型，助力蔚來(lái)汽車(chē)實(shí)現從IGBT到碳化硅的過(guò)度與升級。

對此，恩智浦全球資深副總裁、大中華區主席李廷偉博士總結道：“新能源時(shí)代為中國車(chē)企創(chuàng )造了前所未有的發(fā)展機遇。恩智浦在電氣化領(lǐng)域有著(zhù)全面的技術(shù)平臺和長(cháng)期投入，我們十分榮幸能夠與新能源頭部廠(chǎng)商持續合作，深入理解客戶(hù)的個(gè)性化需求和對下一代產(chǎn)品的定義，成為車(chē)廠(chǎng)值得信賴(lài)的創(chuàng )新合作伙伴?！?/p>

（本文轉載自電子工程世界）