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推進(jìn)汽車智能化和安全性,車載半導(dǎo)體為先進(jìn)功能提供支撐

發(fā)布時(shí)間:2022-08-17 來源:Melexis 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】我國(guó)大力發(fā)展新能源車,經(jīng)過多年的政策扶持,產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成熟,涌現(xiàn)了主攻純電動(dòng)車的“造車新勢(shì)力”,傳統(tǒng)整車廠商相繼也擴(kuò)增新能源車型,產(chǎn)業(yè)生態(tài)匯集本土品牌和合資品牌。


各國(guó)新能源汽車滲透率持續(xù)提升,根據(jù)我國(guó)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年》,規(guī)劃到 2025 年新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的 20% 左右,高度自動(dòng)駕駛汽車實(shí)現(xiàn)限定區(qū)域和特定場(chǎng)景商業(yè)化應(yīng)用。新能源車的顯著特征是汽車電子系統(tǒng)和元器件數(shù)量、功能都有較大提升。業(yè)界用”新三化”代表當(dāng)今汽車的方向,即電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化,未來汽車趨同于行走的便攜設(shè)備。研究機(jī)構(gòu)德勤的研究表明,以電力系統(tǒng)作為動(dòng)力源的新能源汽車,對(duì)元器件功率管理,功率轉(zhuǎn)換的要求更高,提升了汽車芯片的價(jià)值。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)逐漸成熟,單車搭載芯片的價(jià)格也將更高。據(jù)統(tǒng)計(jì),至 2025 年,汽車電子元器件 BOM(物料清單)價(jià)值將有顯著提升,這主要是來自于新能源汽車電池管理及電動(dòng)動(dòng)力總成對(duì)電子元器件的需求(如逆變器、動(dòng)力總成域控制器 DCU、各類傳感器等)。


以高級(jí)輔助駕駛 ADAS 為基礎(chǔ),自動(dòng)駕駛是汽車的終極目標(biāo),其依賴于多種傳感器,主要為圖像傳感器、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)。隨著汽車安全性等級(jí)不斷提高,這三種傳感器優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),用于實(shí)現(xiàn) ADAS 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng),不過 ADAS 往往強(qiáng)調(diào)車外的安全功能,比如車距控制、外部環(huán)境檢測(cè)等,然而,駕駛艙內(nèi)部的安全功能也開始受到重視,常用在于保障司機(jī)和乘客的安全,在這方面,Melexis 強(qiáng)調(diào)兩種特殊的技術(shù):車內(nèi)照明和車內(nèi)人員狀態(tài)監(jiān)測(cè)。


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在自動(dòng)駕駛汽車或者 ADAS 系統(tǒng)中,電子系統(tǒng)會(huì)取代部分駕駛員的操作,邁來芯(Melexis)亞太區(qū)區(qū)域銷售經(jīng)理高宣表示,“如果不能直接控制汽車,駕駛員的注意力顯然就不會(huì)集中在道路上。因此,智能照明在支持汽車與乘員的溝通方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如,駕駛員座艙會(huì)迅速將內(nèi)部指示燈轉(zhuǎn)為紅色以傳達(dá)危險(xiǎn),立即引起駕駛員的注意?!?LED 已經(jīng)在汽車領(lǐng)域普及,駕駛艙也開始運(yùn)用 LED 實(shí)現(xiàn)照明、氛圍等功能,這有賴于驅(qū)動(dòng)器件的支撐,例如 Melexis LED 驅(qū)動(dòng)器芯片以及 MeLiBu 概念可以塑造未來的駕駛艙,使用這項(xiàng)技術(shù),OEM 高端電動(dòng)汽車的內(nèi)飾已經(jīng)呈現(xiàn)出未來駕駛艙的輪廓。


新能源動(dòng)力系統(tǒng)


新能源車的動(dòng)力系統(tǒng)為電動(dòng)機(jī)+蓄電池,傳統(tǒng)燃油車為發(fā)動(dòng)機(jī)+變速器,前者的電動(dòng)機(jī)給車輛提供全部或者部分動(dòng)力。隨著新能源車的產(chǎn)品力要求不斷提升,電機(jī)控制和熱管理逐漸成為新能源車動(dòng)力總成設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,其設(shè)計(jì)好壞關(guān)系到效率、行程、電池管理等,因此這兩點(diǎn)也成為新能源車動(dòng)力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn),OEM 采用的解決方案直接影響汽車的效率。


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在電機(jī)控制上,電流傳感器、電機(jī)位置傳感器在新能源車的動(dòng)力系統(tǒng)中發(fā)揮著舉足輕重作用,被用于電動(dòng)汽車電機(jī)組和逆變器。電動(dòng)汽車電機(jī)的類型在不斷演變,但是一個(gè)合適的位置傳感系統(tǒng)非常重要。Melexis 針對(duì)這類高速電機(jī)開發(fā)了電感式位置傳感器。逆變器將電池直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源,驅(qū)動(dòng)電機(jī)相位,Melexis 開發(fā)的電流傳感器越來越多被用于電動(dòng)汽車逆變器,例如幫助特斯拉等汽車的提升性能。


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Melexis 電動(dòng)車熱管理解決方案有助于提高系統(tǒng)效率,延長(zhǎng)行駛距離,并縮短電池充電時(shí)間。此外,通過支持使用先進(jìn)熱泵的客艙和動(dòng)力系統(tǒng)的集成,提高了車內(nèi)舒適度。


OEM 正在應(yīng)對(duì)熱管理挑戰(zhàn),包括不同部件(電機(jī)、電池、座艙和電子設(shè)備)的溫度處理和監(jiān)測(cè),并引發(fā)了新的挑戰(zhàn),如復(fù)雜的冷卻劑循環(huán)(能量回收=廢熱回收)、復(fù)雜的制冷回路(熱泵)、安全性(電池監(jiān)控、關(guān)鍵閥門)等。Melexis 提供應(yīng)對(duì)此類挑戰(zhàn)的各種傳感與驅(qū)動(dòng)解決方案。


壓力傳感器:通過監(jiān)測(cè)蒸發(fā)器出口過熱氣體的壓力和溫度,防止?jié)駢嚎s;監(jiān)控壓力和溫度,使制冷回路的熱力性能高,并對(duì)高壓電子壓縮機(jī)/膨脹閥進(jìn)行嚴(yán)格控制。


電流傳感器:通過電流測(cè)量反饋回路監(jiān)控和控制 PTC 加熱器的電流消耗;安全控制電子壓縮機(jī)電機(jī);準(zhǔn)確監(jiān)控電流,快速充電;浪涌電流快速充電安全機(jī)制。


電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片:電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片為閥門帶來智能化和安全性;無刷直流電機(jī)有助于減少泵、鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)扇的電機(jī)尺寸和重量;對(duì)于靜音車輛,智能駕駛員確保閥門和泵的低聲電機(jī)噪音。


位置傳感器:位置反饋提高電磁閥的安全性;實(shí)現(xiàn)精確的閥門控制;處理無刷直流電機(jī)換向。


此外,Melexis 傳感器適用于復(fù)雜的混合動(dòng)力系統(tǒng)。邁來芯亞太區(qū)區(qū)域銷售經(jīng)理高宣認(rèn)為,首先,內(nèi)燃機(jī)的使用情況不同,測(cè)量的壓力范圍也隨之?dāng)U大,以應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)低使用或高使用狀況。這就要求所使用的壓力傳感器的工作范圍更大,以 MLX90821 為例,提供從 50mbar 到 700mbar 的壓力測(cè)量范圍。


其次,在沒有更多空間的情況下放置兩個(gè)動(dòng)力系統(tǒng),制造商被迫制造更小的內(nèi)燃機(jī),其工作溫度就會(huì)更高。要求元器件適應(yīng)更高的工作溫度,Melexis 磁位置傳感器可以在非常高的溫度(160攝氏度)下工作。如此高的溫度也意味著通常使用的塑料(如涂層)的改變,這也給 Melexis 支持的壓力傳感器帶來了新的挑戰(zhàn)。


根據(jù)最新的歐盟標(biāo)準(zhǔn),車輛必須在使用期內(nèi)隨時(shí)保持清潔排放,然而,內(nèi)燃機(jī)處于低溫下會(huì)產(chǎn)生額外的排放,因此需要電流或熱風(fēng)盡快加熱內(nèi)燃機(jī)以達(dá)到最佳性能,這與零碳排放/電池節(jié)約原則相矛盾,要求元器件實(shí)現(xiàn)精確控制的同時(shí),自身的能耗也要更低。


來源:《中國(guó)電子商情》



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