汽車功能電子化變革

電動(dòng)汽車(EV)變革在持續(xù)著。在交通史上它曾起步失誤，但這次不會(huì)停下。這場(chǎng)變革將如何影響汽車交通是一個(gè)發(fā)展中的故事。隨著技術(shù)和發(fā)電的進(jìn)步，在不久的將來，許多車輛將有電動(dòng)動(dòng)力總成的選項(xiàng)或標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。

每天您都會(huì)聽到某個(gè)制造商產(chǎn)品陣容中增加了一款新的電動(dòng)車，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)碳中和或電動(dòng)化戰(zhàn)略。在此博客中，我們將重點(diǎn)談?wù)勲姵仉妱?dòng)汽車(BEV)，也稱為零排放汽車(ZEV)。到2026年，BEV將占所有電動(dòng)汽車的35%，超過1300萬輛。

BEV用電動(dòng)動(dòng)力總成取代了內(nèi)燃機(jī)(ICE)，用大型鋰離子電池取代了化石燃料，并通過配電網(wǎng)為電池組充電。本系列的下一篇博客將探討不同類型的電動(dòng)汽車之間的差異。

圖1. 2026年電動(dòng)汽車按電氣化分類(FCEV = 1%，未顯示)

對(duì)于消費(fèi)者而言，在許多用例中，從傳統(tǒng)的ICE車輛轉(zhuǎn)向BEV是有意義的。在2020年全球大流行病之前，在美國(guó)，平均每日通勤往返行程不到30英里(48公里)。從BEV的典型續(xù)航里程考慮，很明顯，它們可以處理日常通勤，途中無需重新充電。除了通勤，還可用于其他日常工作，例如接孩子放學(xué)，去買菜，去健身房和做其他事等，都可以在完成之后再充電。傳統(tǒng)的ICE車輛也可以處理這些任務(wù)，但在相同的往返通勤中，會(huì)排放平均12千克(27磅)的CO2。

根據(jù)美國(guó)環(huán)保局(EPA)的數(shù)據(jù)，平均每輛乘用車一年向環(huán)境排放4.7公噸CO2。如果考慮到全球道路上的車輛數(shù)量，這相當(dāng)于每年向環(huán)境排放超過66億公噸的CO2。各國(guó)正在制定限制措施，以幫助減少交通領(lǐng)域的CO2排放量，使動(dòng)力總成的電氣化成為所有汽車整車廠商(OEMs)的首要關(guān)注點(diǎn)。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)估計(jì)，汽車每年的CO2輸出量相當(dāng)于564個(gè)燃煤電廠每年的CO2輸出量。

要廣泛采用BEV，有許多挑戰(zhàn)需要克服。電子產(chǎn)品能效、充電時(shí)間、電池化學(xué)、住宅和商業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施以及鋰資源開采方面的改進(jìn)將有助于解決這些挑戰(zhàn)。當(dāng)技術(shù)進(jìn)步并解決了這些問題，對(duì)BEV的采用將增加。BEV與內(nèi)燃機(jī)汽車之間將不再有相關(guān)的性能差距。續(xù)航里程、充電時(shí)間、環(huán)境影響、擁有成本和消費(fèi)者滿意度方面的進(jìn)步將推動(dòng)我們走向電動(dòng)化的未來。在許多例子中已經(jīng)有了這些進(jìn)展。消費(fèi)者的意見以及更嚴(yán)格的全球CO2排放要求正在加速這進(jìn)展。這勢(shì)頭意味著從2021年到2026年電動(dòng)車/混合動(dòng)力車的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR(VOL))將為20.1%，而BEV的CAGR(VOL)將為29.7%。

圖2. EV/HEV在未來5年的增長(zhǎng)

一些電子模塊如牽引逆變器、車載充電器(OBC)、高電壓/低電壓DCDC和電池管理系統(tǒng)(BMS)，使BEV成為可能。這些電子元器件支持轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存的能量為牽引電機(jī)供電，為電池組充電，并在車輛內(nèi)進(jìn)行電源管理。

安森美半導(dǎo)體提供尖端的符合車規(guī)的方案，以推動(dòng)這電動(dòng)動(dòng)力總成變革。其產(chǎn)品陣容包括碳化硅(SiC) MOSFET、SiC二極管、混合IGBT、超級(jí)結(jié)MOSFET及汽車功率模塊(APM)，使客戶能夠設(shè)計(jì)出滿足一系列功率水平的高端系統(tǒng)，同時(shí)最大化功率密度、能效及可靠性。