混合動力汽車在功率管理方面的新挑戰(zhàn)

加強能源效率并減少氣體排放的“綠色”汽車，增強保護并提高安全功能水平這兩大主要趨勢正驅動著新一代汽車的發(fā)展。顯然，采用綠色環(huán)保設計的汽車不一定就是混合動力汽車(HEV)。其實有許多傳統(tǒng)技術都可以使汽車更加符合環(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、可變氣門控制、停缸節(jié)油、渦輪增壓引擎、潤滑引擎等。

從節(jié)能的角度來說，我們看到不同設計和款式的“綠色汽車”。當中有些能夠讓消費者以更少的預算滿足他們的需要。啟動/停止(Start-stop)功能便是一個價錢合理的節(jié)能功能。這種功能使內燃機在汽車遇上紅燈或者堵車時便會自動暫停運作。歐洲的 OEM已經把這種功能當作它們的主流平臺標準功能。整個啟動 /停止功能涉及的額外成本僅為300元美金，但能節(jié)省3%到10%的燃料，效果十分顯著。如果汽車在交通非常擁擠的城市中行駛，甚至可以節(jié)省高達25%的燃料。由于啟動/停止功能能夠在一個標準12V功率網上運行，不用昂貴的較高電壓系統(tǒng)、或是輕度和全混合動力汽車 (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，對很多人來說，HEV就等同于未來的綠色汽車，但我們要注意在開發(fā)中HEV都有許多不同設計，包括通過集成式啟動器交流發(fā)動機(ISA)實現純啟動/ 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(tǒng)，這令設計更具挑戰(zhàn)性。為了向電動引擎汽車提供足夠的電動引擎功率，又或者為內燃機帶來充分的支持，就需要一些大型引擎驅動，而這些大型引擎以前僅應用于工業(yè)世界，現在正逐步進入汽車應用。除此之外，還須要把電動動力系統(tǒng)和其他新式電子系統(tǒng)集成到新的HEV汽車架構內。

新式電子系統(tǒng)包括能實現12V和高電壓功率網之間能源傳送的DC/DC轉換器，以及空調、動力轉向系統(tǒng)等眾多電子驅動系統(tǒng)。這對汽車工程和半導體領域來說都是一項挑戰(zhàn)，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的危險，所以必須要把這些危險的電子系統(tǒng)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(tǒng)以及能源和電池管理單元。因此，我們必須在功率管理領域開發(fā)可靠、先進的驅動器IC和開關以應付汽車環(huán)境的挑戰(zhàn)，其效率與成本效益又必須能確保整個設計概念的技術實際可行，同時價錢不會超過用戶可以接受范圍。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(zhàn)在于電池本身的技術。

時至今日，包括新款鋰離子電在內的電池，都存在技術限制和缺點，例如在兩次蓄電之間只能行走有限的距離；漫長的充電時間；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技術的同時，我們相信能夠通過智能的電子電池管理解決方案，促進電池不斷完善，以延長電池的壽命，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為汽車產業(yè)帶來功率管理的新挑戰(zhàn)，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)用引擎驅動功率管理的經驗，使我們成為獨特的汽車半導體供應商。IR 能夠提供高電壓驅動器IC和IGBT等高電壓功率開關。今天，我們已擁有一流的引擎驅動產品陣營，并且準備在未來12個月內推出超過200款特別為惡劣汽車環(huán)境設計的新型汽車產品。以我們的引擎控制IC為例，該 IC 已經集成了多種安全功能，以便在電力引擎出現短路時防止發(fā)生災難性故障。此外，最新的無鍵合線汽車用DirectFET產品線，不但為DC/DC轉換器和電池管理系統(tǒng)的設計帶來非常低的導通電阻，同時更免除了鍵合線，從而能夠在非常快速的開關狀況下，寄生電感基本上可以達到零，同時擁有一流的EMI表現。

IR的汽車業(yè)務部門具有五個產品線，包括高電壓驅動器IC、智能功率IC、智能開關、MOSFET，以及適用于低、中和高達1,200V的高電壓IGBT開關。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。