電子：新能源汽車的強(qiáng)力推進(jìn)者

      汽車電子市場概貌

　　賽迪顧問汽車電子產(chǎn)業(yè)事業(yè)部總經(jīng)理兼高級咨詢師徐鵬首先介紹道，電子產(chǎn)品的大量應(yīng)用一直是汽車節(jié)能減排的重要推動(dòng)力，在過去30年中，電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用使得其燃油效率提高了70%，動(dòng)力電子控制系統(tǒng)通過SIDI(火花點(diǎn)火直接射油)、VVT(可變氣門)、混合燃燒、渦輪增壓/快速充電優(yōu)化汽油引擎等技術(shù)，在改進(jìn)動(dòng)力效率方面起到了重要作用;汽車總線技術(shù)使汽車形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，大大減少了汽車的線束重量，在推動(dòng)汽車輕量化的過程中減少了能源消耗;通過TPMS產(chǎn)品時(shí)刻監(jiān)測汽車胎壓狀態(tài)，避免了汽車因?yàn)樘翰蛔愣装讚p失的能量;此外，震動(dòng)與熱能能量回收技術(shù)、智能導(dǎo)航駕駛協(xié)助技術(shù)等新產(chǎn)品也在陸續(xù)應(yīng)用于汽車中，將不斷地持續(xù)提升汽車能量的利用效率。事實(shí)證明，汽車節(jié)能、安全、舒適、娛樂等功能的改進(jìn)，電子產(chǎn)品在其中所起到的作用越來越重要。

       

　　2009年，中國汽車產(chǎn)銷量躍居世界第一，同時(shí)乘用車電子產(chǎn)品配備率相比五年前翻了一番，達(dá)到20%左右，從而推動(dòng)中國汽車電子產(chǎn)品市場規(guī)模達(dá)到1629.6億元，同比增長20.4%。作為汽車電子產(chǎn)品的上游，2009年中國汽車電子類集成電路市場規(guī)模也達(dá)到114.9億元，同比增長16.3%，其中模擬IC、MCU以及ASSP芯片是市場中的主力軍。
                                                

　　新能源汽車被傾注了巨大熱情

　　目前世界各國政府在推動(dòng)新能源汽車以及相關(guān)技術(shù)發(fā)展中傾注了巨大的熱情，支持力度前所未有。據(jù)德勤的統(tǒng)計(jì)，全球各國在經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中，共有440億美元投向新能源汽車，其中美國投入最多，達(dá)到274億美元，其次是法國，達(dá)到85.4億美元，中國政府也在4萬億投資中投入15億美元推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展。新能源汽車作為未來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，吸引了各國政府與大批投資者，而電子技術(shù)的發(fā)展將新能源汽車的發(fā)展從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，成為市場發(fā)展的強(qiáng)力推動(dòng)者。

　　動(dòng)力電池性能的改善，電機(jī)材料與性能的提升，功率器件技術(shù)的發(fā)展，車用MCU計(jì)算能力的大幅提高……一系列的電子技術(shù)的發(fā)展使得電驅(qū)系統(tǒng)能夠在可承受的成本基礎(chǔ)上滿足消費(fèi)者的駕駛需求，推動(dòng)混合動(dòng)力汽車、插電式混合動(dòng)力汽車以及純電動(dòng)汽車為代表的電驅(qū)汽車在市場中取得成功，目前混合動(dòng)力汽車在全球市場中已經(jīng)占據(jù)了明顯的優(yōu)勢，得到了消費(fèi)者的認(rèn)可和喜愛。而汽車的動(dòng)力系統(tǒng)被電子產(chǎn)品替代，力耦合管理系統(tǒng)、電池組與電池管理系統(tǒng)、電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、整車動(dòng)力控制系統(tǒng)、大功率模塊等關(guān)鍵零部件的應(yīng)用，使得汽車電子產(chǎn)品在整車中的成本率快速提升。以20萬元級別的純電動(dòng)版乘用車測算，成本率達(dá)到50%以上。此外，電驅(qū)汽車面向汽車產(chǎn)業(yè)未來的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)中不會僅僅是目前車型的簡單改裝，越來越多的新型汽車電子產(chǎn)品與技術(shù)將應(yīng)用其中，如智能導(dǎo)航系統(tǒng)、多功能數(shù)字化儀表、多媒體娛樂系統(tǒng)、遠(yuǎn)程信息服務(wù)系統(tǒng)、汽車氣候控制系統(tǒng)、駕駛員綜合輔助系統(tǒng)等，這些產(chǎn)品在提升汽車安全、舒適與娛樂功能的同時(shí)，也能幫助駕駛員改善駕駛習(xí)慣，從而達(dá)到節(jié)省能源的目的。而汽車配備如此之多的電子產(chǎn)品將帶來功率不斷提升，新能源汽車發(fā)展所帶來的汽車動(dòng)力電氣化的趨勢，為電子產(chǎn)品技術(shù)在汽車中的應(yīng)用提供了良好的載體。

　　目前全球新能源汽車銷量占總銷量的不足1%，全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展才剛剛開始，對于相關(guān)電子技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新與應(yīng)用創(chuàng)新來說仍有巨大的空間。例如動(dòng)力電池由鎳氫向鋰電池方向發(fā)展是趨勢，這對于鋰電池技術(shù)而言，意味著巨大的發(fā)展空間，例如負(fù)極材料向硅基發(fā)展、固態(tài)鋰電池技術(shù)等都將大大提升現(xiàn)有鋰電池的性能，芯片、電機(jī)、傳感器、控制系統(tǒng)等零部件性能都存在巨大的提升空間，而新技術(shù)、新產(chǎn)品也將不斷被應(yīng)用到汽車中。

　　我國新能源汽車電子的特點(diǎn)

　　特別對于中國這個(gè)新能源汽車年產(chǎn)量僅在5000輛左右、產(chǎn)業(yè)發(fā)展剛剛起步的國家來說，在業(yè)界頻繁作秀和大躍進(jìn)式發(fā)展的背后，存在著決定新能源汽車性能與成本的關(guān)鍵電子、關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化能力不足的現(xiàn)象。從電池材料與制造工藝、大功率功率器件與模塊、多路電池管理芯片、高精度傳感器、高速車用集成電路等基礎(chǔ)電子產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，到混合動(dòng)力耦合裝置、車用動(dòng)力電池模組、電驅(qū)變速箱、電動(dòng)車用儀表盤等新能源汽車電子零部件的產(chǎn)業(yè)化與檢測技術(shù)，再到電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)與制造、公共配套措施建設(shè)等汽車制造與使用環(huán)境，都尚未對即將到來的新能源汽車發(fā)展浪潮完全做好準(zhǔn)備。新能源汽車電子技術(shù)的缺乏，汽車工業(yè)與電子信息產(chǎn)業(yè)之間的合作機(jī)制尚未形成，產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展路徑仍在跟隨國外，產(chǎn)品發(fā)展以車輛改裝為主的發(fā)展現(xiàn)狀，都在阻礙著我國新能源汽車產(chǎn)品和技術(shù)水平處于全球領(lǐng)先水平這一戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

　　電子技術(shù)在推動(dòng)汽車產(chǎn)品發(fā)展的過程中所起到的作用越來越明顯，逐漸從促進(jìn)性能改善的“配角”地位成為決定發(fā)展方向的“主角”，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)融合發(fā)展的趨勢愈發(fā)明顯，汽車工業(yè)與電子信息產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展成為必然選擇。

　　新能源汽車的核心技術(shù)

　　龔進(jìn)峰是中國汽車技術(shù)研究中心首席專家，同時(shí)也是汽車工程研究院副總工程師兼電子部部長。他對新能源汽車，尤其是純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車指出如下認(rèn)識(下述新能源汽車僅指純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車)。

　　國家新能源汽車生產(chǎn)準(zhǔn)入強(qiáng)調(diào)三大核心技術(shù)：電機(jī)及電機(jī)控制器、電池及電池管理系統(tǒng)、整車控制系統(tǒng)。其中動(dòng)力電池技術(shù)是全球新能源汽車所面臨的一個(gè)共同技術(shù)難題，從鉛酸電池、鎳氫電池到鋰電池，電池的比能量階梯型提升，但純電動(dòng)車的續(xù)時(shí)里程仍然無法與傳統(tǒng)汽車相比(從比能量和比功率的角度看)。因此，動(dòng)力電池技術(shù)是新能源汽車面臨的技術(shù)瓶頸。另外，即使人們可以接受目前的純電動(dòng)車?yán)m(xù)時(shí)里程，充電站布局、數(shù)量等基礎(chǔ)建設(shè)也需要配套到位。同時(shí)充電時(shí)間的問題，充電接口標(biāo)準(zhǔn)化的問題等都需要解決。

　　新能源汽車的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題(針對混合動(dòng)力汽車)，就是發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的自主開發(fā)和應(yīng)用。目前國內(nèi)混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)主要是借用傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，基本上是通過控制節(jié)氣門開度來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的動(dòng)力混合(也包括發(fā)動(dòng)機(jī)的啟停技術(shù))，沒有從根本上專門開發(fā)專用的混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。

　　總之，新能源汽車的動(dòng)力電池技術(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是仍需解決和提升的關(guān)鍵所在。對于中國汽車技術(shù)研究中心，更關(guān)注汽車標(biāo)準(zhǔn)化和EMC(電磁兼容)等問題。

　　至于新能源汽車的未來毋庸置疑，肯定是主要的發(fā)展方向。因此在未來汽車中，新能源汽車的數(shù)量和地位會不斷提高。隨著新能源汽車技術(shù)的成熟和國家對新能源汽車鼓勵(lì)政策的出臺和落實(shí)，新能源汽車的市場會逐步打開，尤其是在“十城千輛”城市展開。

     IC與半導(dǎo)體

　　英飛凌科技(中國)有限公司汽車電子業(yè)務(wù)部高級市場工程師曹洪宇認(rèn)為，新能源汽車無疑是目前全球關(guān)注的焦點(diǎn)話題之一，豐田公司的普瑞斯如今已經(jīng)銷售過百萬輛了。而中國也正在掀起了一股產(chǎn)業(yè)研發(fā)熱潮，從政府補(bǔ)助到市場引導(dǎo)，都在大力培植這個(gè)新興市場，預(yù)計(jì)2015年各種車型將占整體5%左右。反觀這些車型背后，來自半導(dǎo)體公司的技術(shù)支持尤為重要，同時(shí)巨大的新能源車市場預(yù)期帶給整個(gè)業(yè)界不少挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

　　主要的挑戰(zhàn)來自兩方面，一方面是傳統(tǒng)汽車電子系統(tǒng)和新系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)工作;同時(shí)還需要在成本可控的條件下，滿足汽車電子在復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下的可靠性要求。

　　廣義新能源汽車在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上和傳統(tǒng)汽車有很大區(qū)別，其中最重要以及最核心的部分就是動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的革新。以混合動(dòng)力車為例，它不僅僅是電機(jī)系統(tǒng)占總功率百分比的數(shù)值差異，重要的是量變引起的車輛結(jié)構(gòu)的變化。微混合系統(tǒng)一般實(shí)現(xiàn)起停功能，全混合系統(tǒng)則要求車輛在沒有發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的情況下依然具有一定的續(xù)航能力。由于系統(tǒng)的耦合度大大增加，全混合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，對設(shè)計(jì)帶來更多挑戰(zhàn)。而純電動(dòng)汽車更是可能引發(fā)車輛系統(tǒng)顛覆性的革新設(shè)計(jì)，從質(zhì)量分配、動(dòng)力傳輸?shù)杰囕v安全性，都將可能產(chǎn)生全新的設(shè)計(jì)理念。

　　英飛凌在電機(jī)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)管理、變速箱控制、電池管理和混合動(dòng)力HCU(整車控制器)等都有相應(yīng)硬件參考方案，能為客戶提供一站式半導(dǎo)體解決方案。

　　以新能源車的核心-動(dòng)力總成系統(tǒng)而言，英飛凌推出了兩款汽車級大功率IGBT模塊，專門應(yīng)用于車載電機(jī)驅(qū)動(dòng)。高功率密度的汽車級模塊HP1 (Hybrid Pack 1) 和HP2 (Hybrid Pack 2)以超小的體積，切合汽車系統(tǒng)空間的局限性。

　　HP1 重485g (72x140x17mm) 3半橋合一的設(shè)計(jì)，650V 400A最大驅(qū)動(dòng)能力，適用于20～30kW以內(nèi)電機(jī)應(yīng)用。HP2 (106.5x48.5x20.5mm) 重量1250g，更是以特別的直接水冷式散熱設(shè)計(jì)，以650V 800A模塊滿足80~100kW的電機(jī)應(yīng)用。
                                         

　　根據(jù)市面上不同電機(jī)功率扭矩和工況的要求，英飛凌將在2010年底推出一款200A電流和HP1相同封裝的產(chǎn)品，以及600A電流和HP2相同封裝的產(chǎn)品，形成兩個(gè)產(chǎn)品系列，能滿足從10kW~100kW的各等級電機(jī)系統(tǒng)的功率需求。

　　除此以外，還將在明年推出兩款超小型easy-B模塊，適合3～10kW以下車載電池充電器、電動(dòng)空調(diào)或EPS等應(yīng)用。

　　飛思卡爾中國區(qū)汽車電子工程經(jīng)理康曉敦說，電動(dòng)汽車大致可以分為三類：混合動(dòng)力、燃料電池和電動(dòng)車。電動(dòng)汽車存在著一個(gè)通用性的問題—電池。由于目前存在的電池方面的種種問題，未來能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的可能性最大的就是混合動(dòng)力車?；旌蟿?dòng)力與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比在技術(shù)領(lǐng)域增加了三部分：整車控制 ;電池管理;電機(jī)控制。
                                   

　　從目前技術(shù)來看，電池技術(shù)是混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)車的關(guān)鍵所在。既使是市場呼聲比較高的混合動(dòng)力汽車，電池的成本也占到了整車的1/3以上。而且還有重量、可靠性、壽命等諸多問題需要解決。磷酸鋰鐵電池技術(shù)應(yīng)該是解決方案中較好的一種。但涉及的以上問題也還是需要進(jìn)一步改進(jìn)。燃料電池是另一種技術(shù)，因其技術(shù)成熟性、燃料(主要是液態(tài)氫)貯存和控制方面的問題，可以說還不能馬上成為成熟的量產(chǎn)產(chǎn)品。而對純電動(dòng)車的混合動(dòng)力來講，電池的成本、重量、可靠性、壽命、包括充電問題將是政府、汽車公司所面臨的主要問題。當(dāng)然因?yàn)殡妱?dòng)車的環(huán)保優(yōu)勢，各國政府均在采取鼓勵(lì)政策。我們也希望電動(dòng)車市場能夠盡快有長足的發(fā)展。

　　最新的電子動(dòng)力系統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)證明可以幫助降低排放量、提高燃油效率，并將更多引擎動(dòng)力傳輸?shù)铰访?。飛思卡爾在電子汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理領(lǐng)域具有優(yōu)勢，提供先進(jìn)的嵌入式控制器、傳感器技術(shù)、動(dòng)力管理組件和動(dòng)力制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，使新車輛更加經(jīng)濟(jì)，并保護(hù)環(huán)境。而且飛思卡爾將繼續(xù)把引擎控制技術(shù)引入到新興應(yīng)用中，如混合車輛控制和普通線路的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)管理。

　　飛思卡爾對國內(nèi)重要客戶的支持(如比亞迪等)包括技術(shù)交流、產(chǎn)品定價(jià)等，同時(shí)與奇瑞和東風(fēng)合作的汽車電子聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，并且未來還將擴(kuò)展到其它整車廠商。此外，飛思卡爾還與清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)和上海交大等高等院校進(jìn)行相關(guān)的合作和研究。

　　電源與電池技術(shù)的創(chuàng)新

　　ADI大中華區(qū)汽車電子商務(wù)經(jīng)理李防震認(rèn)為，新能源汽車的主要難點(diǎn)在于電池管理和電機(jī)控制系統(tǒng)。電池技術(shù)是新能源汽車的重要驅(qū)動(dòng)力，亟待降低成本。同時(shí)國家相應(yīng)配套的基礎(chǔ)設(shè)施如充電站要盡快普及;國家還應(yīng)該要出臺相應(yīng)的政策法規(guī)鼓勵(lì)和規(guī)范這個(gè)正在發(fā)展中的行業(yè)，以方便以后大規(guī)模的批量生產(chǎn)。針對電池管理和電機(jī)控制系統(tǒng)這兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，ADI推出了鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)品，該系統(tǒng)集成鋰電池安全監(jiān)控器，可以幫助用戶實(shí)現(xiàn)故障安全電路，并為之構(gòu)建安全環(huán)境的安全監(jiān)控器件。這款全新的監(jiān)控器為設(shè)計(jì)師提供了他們開發(fā)完整電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)前端所需的最終解決方案。AD7280/8280為集成式解決方案，每片AD7280/8280可監(jiān)控六個(gè)電池單元的工作狀態(tài)。該器件由電池組供電，可以針對過壓、過溫或欠壓這三種狀況中的任何一種提供共享式或單獨(dú)式報(bào)警。此外還包括了其他主要的元器件：例如隔離等等。這一套鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)解決方案可以應(yīng)用于能源、工業(yè)和汽車應(yīng)用的鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)。在電機(jī)控制系統(tǒng)中，ADI的DSP(BF50X)系列產(chǎn)品和旋變(AD2S12XX)是專門為這個(gè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

    基礎(chǔ)元件、材料、EMC暗室設(shè)備

　　2010年是中國新能源汽車的啟動(dòng)年，預(yù)期真正大規(guī)模發(fā)展在2020年左右。TDK汽車電子營業(yè)總經(jīng)理兼董事梶屋雅隆說：“從2008年開始世界新能源汽車啟動(dòng)，預(yù)估每年將以百分之兩位數(shù)增長。2020年世界新能源汽車的份額將達(dá)45%左右。”

　　燃料電池、HEV(混合電動(dòng)汽車)、P-HEV(插電式混合電動(dòng)汽車，即可用家用外接電源充電) 、EV(電動(dòng)汽車)等在高速發(fā)展，不過增長最快、超過上述新能源汽車數(shù)量總和的卻是一種利用汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的改良汽車(有人稱輕混合，也有稱啟動(dòng)/停車技術(shù))，這種車在汽車等紅綠燈等臨時(shí)停車時(shí)也將自動(dòng)熄火，在車啟動(dòng)時(shí)又自動(dòng)打火，這樣可大大節(jié)省汽車在空轉(zhuǎn)時(shí)的排放。而HEV被列為市場份額的第二位。
                                                                             

　　中國新能源汽車的發(fā)展，要?dú)w結(jié)為中國政府對環(huán)保汽車的大力推動(dòng)。同時(shí)，中國政府也鼓勵(lì)中國本土企業(yè)自主研發(fā)。縱觀中國本土企業(yè)在汽車電子上的研發(fā)，2007年在車載信息娛樂方面做得最多，部分企業(yè)能做車身和馬達(dá)系統(tǒng)，2009年中國本土企業(yè)也開始涉足安全方面，并且在車身和馬達(dá)方面國產(chǎn)率更高。

　　為了本土化，國產(chǎn)新能源汽車需要在關(guān)鍵系統(tǒng)和ECU方面自行設(shè)計(jì)，因此預(yù)期會大量采購高效的DC-DC轉(zhuǎn)換器、電流傳感器，汽車充電器，以及鐵氧體材料、MLCC(多層陶瓷片式陶瓷)等被動(dòng)元件。

　　已經(jīng)成功地為本田、豐田的HEV車供貨的TDK，期待在華也能夠?yàn)橹袊就疗髽I(yè)提供優(yōu)質(zhì)解決方案。TDK的產(chǎn)品特點(diǎn)，一方面為環(huán)保事業(yè)做貢獻(xiàn)(例如推動(dòng)新能源汽車發(fā)展)，一方面產(chǎn)品追求小型化、精細(xì)化、高性能、材料環(huán)保。

　　EMC(電磁兼容)電波暗室方面，TDK已經(jīng)有30多年的鐵氧體材料經(jīng)驗(yàn)，10余年的EMC電波暗室經(jīng)驗(yàn)，在全球已建成上千個(gè);在中國三年間也建立了65個(gè)。電波暗室的核心技術(shù)是外部全部要貼鐵氧體材料，而鐵氧體技術(shù)正是TDK的長項(xiàng)。TDK磁產(chǎn)品事業(yè)部技術(shù)服務(wù)中心高級應(yīng)用工程師—村瀨圭子女士說，TDK暗室的特點(diǎn)是屏蔽性高。應(yīng)用主要是兩方面：一方面是檢測認(rèn)證中心采購;另一方面會被大中型企業(yè)采購，用于產(chǎn)品研發(fā)階段的檢測等。

　　“新能源汽車是Vishay定位的未來極具增長潛力的4個(gè)重要市場之一(除此之外還有風(fēng)能/太陽能、LED照明和超薄移動(dòng)家電)。”Vishay(威世)亞洲區(qū)市場開發(fā)技術(shù)應(yīng)用總監(jiān)楊益彰在7月6日于北京舉行的記者會上宣布。

　　“2010年是中國混合動(dòng)力車和電動(dòng)車的起飛年。盡管目前銷售量還比較小，但是我們相信良好的設(shè)計(jì)會引領(lǐng)銷售的?！睏钜嬲米孕诺卣f。

　　Vishay綜合了幾家市場調(diào)研機(jī)構(gòu)的研究結(jié)果后，得出如下平均預(yù)測數(shù)據(jù)：2009～2012年，混合動(dòng)力汽車的年復(fù)合增長率為20%;2012年，50%的新能源汽車將采用啟動(dòng)/停車技術(shù)。Vishay在啟動(dòng)/停車方面的應(yīng)用實(shí)例有：電解升壓電容器、Power Metal Strip檢流電阻、MOSFET和TMBS肖特基整流器、電感、高分?jǐn)嚯妷簲嗦菲鞯取?/p>

　　對于混合動(dòng)力汽車的逆變器、電機(jī)控制和動(dòng)力電池組管理，Vishay將提供薄膜電容器模塊、IGBT模塊、分流和放電電阻、MOSFET和固態(tài)繼電器等器件。不同品質(zhì)的基礎(chǔ)元件效果是有差別的，就像一杯水你喝不出味道，如果加熱或者加冰，你就會很舒服。以電阻來說，電阻的核心是材料，簡單的電阻技術(shù)里面加入不同的材料會使電阻成為高技術(shù)，例如精準(zhǔn)度提高。

　　在電動(dòng)車的使用過程中，電池的充電時(shí)間非常關(guān)鍵，能否快速完成對電池的充電關(guān)系著消費(fèi)者能否更早地接受這種新能源車。由于Vishay的逆變器方案具有可定制、開關(guān)和熱性能方面的特點(diǎn)，采用Vishay逆變器方案的一款比亞迪汽車能夠?qū)崿F(xiàn)10分鐘充電80%的高效率，這和消費(fèi)者在加油站等待的時(shí)間相當(dāng)。

　　現(xiàn)在雖然有很多集成電路(IC)，但分立器件在新能源汽車上具有不可替代的優(yōu)勢。IC受到包括最大電流等供電能力的限制;很難集成電容器和電感器等儲能器件;高精度電流檢測需要分立式外置分流電阻;IC內(nèi)部的瞬態(tài)保護(hù)功能過于薄弱;難以承受很高的工作溫度;包括引腳兼容在內(nèi)的電路板設(shè)計(jì)靈活性有限;難以集成用于精確和穩(wěn)定輸入信號的分散式智能傳感器。

　　電源保護(hù)器件的創(chuàng)新

　　泰科(Tyco)電子上海瑞侃電路保護(hù)部應(yīng)用工程師郭濤介紹了電源保護(hù)器件的重要性。在做混合動(dòng)力開發(fā)的時(shí)候，國內(nèi)的汽車公司面臨的挑戰(zhàn)有許多，其中混合動(dòng)力車在包括車輛傳動(dòng)系設(shè)計(jì)，車身電氣環(huán)境等方面較傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車相比都有較大不同。由于電流沖擊、電壓波動(dòng)的增加，車內(nèi)各種功能控制電子單元面臨的電氣環(huán)境更加復(fù)雜，對保護(hù)器件、保護(hù)技術(shù)要求也會更加苛刻的。

　　由于新能源汽車開發(fā)的復(fù)雜性、系統(tǒng)性，未來主機(jī)廠和零件廠的合作開發(fā)是大勢所趨，尤其是在電氣保護(hù)方面，需要在前期保護(hù)器件廠商就能夠配合參與設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境提供合適的保護(hù)產(chǎn)品和方案。國內(nèi)開發(fā)新能源汽車也具有一定的優(yōu)勢，例如，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比，我們跟國外公司在混合動(dòng)力技術(shù)方面的差距并不是很大，起點(diǎn)上比較接近。而且政府對企業(yè)影響也很重視，容易平臺化體系建立，包括資源聯(lián)合攻關(guān)。

　　泰科電子電路保護(hù)部基于PPTC(聚合物正溫度系數(shù))保護(hù)技術(shù)開發(fā)的PolySwitch系列過電流保護(hù)產(chǎn)品已應(yīng)用于包括電池、汽車、電子、電信等多個(gè)領(lǐng)域。由于汽車用鋰離子電池體積大，其散熱性變差，安全性大幅下降，如何解決該問題十分重要。在鋰電池保護(hù)方面，PolySwitch多數(shù)和電池芯串聯(lián)在一起，可有效進(jìn)行短路、過充、過放、過溫保護(hù)。在溫度監(jiān)控方面，鋰電池組也可采用PolySwitch對單節(jié)電池溫度進(jìn)行監(jiān)控。

     測試測量

　　泰克中國渠道分銷經(jīng)理程峰介紹道，汽車電子關(guān)乎目前汽車設(shè)計(jì)的三大市場挑戰(zhàn)，即如何滿足生態(tài)(環(huán)保)、更舒適方便和增強(qiáng)安全性的要求，而圍繞解決這些挑戰(zhàn)的系統(tǒng)和子系統(tǒng)正是目前汽車電子設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

　　動(dòng)力系統(tǒng)無疑是汽車的心臟，而與動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)的電子電路的高質(zhì)量穩(wěn)定運(yùn)行將很大程度上決定整車的性能表現(xiàn)，其中既包括通過ECU實(shí)現(xiàn)的電子控制部分，還包括汽車電源電路，由于需要提高汽車的能耗效率，因此電源系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，特別是新能源汽車。混合動(dòng)力和清潔燃料柴油機(jī)技術(shù)要求高級電子控制系統(tǒng)，保證安全及環(huán)保。

　　利用ECU控制基本汽車系統(tǒng)和非基本汽車系統(tǒng)正成為新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這些ECU基于數(shù)字技術(shù)(MCU、FPGA等器件)，要求更深入地了解復(fù)雜的定時(shí)和信號完整性問題。
                                       

　　針對上述汽車動(dòng)力系統(tǒng)，泰克提供了一套完善的解決方案。汽車ECU根據(jù)放在汽車各處的傳感器傳回的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算信息，確定最佳的引擎控制參數(shù)值。由于ECU內(nèi)置到汽車引擎室中，噪聲環(huán)境更加惡劣，同時(shí)由于對更高頻率的分析需求也在不斷上升，特別是對微秒級、毫秒級以及甚至納秒級瞬態(tài)信號或尖峰的抗擾能力，對傳統(tǒng)示波器和探頭分析納秒級的高頻噪聲提出了挑戰(zhàn)。針對部分工程師希望利用信號源進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)ECU現(xiàn)場仿真測試，泰克提供了基于信號源的測試方法，例如利用AFG3000系列函數(shù)信號發(fā)生器仿真各種汽車傳感器信號，如壓力、溫度、速度、旋轉(zhuǎn)和角度位置，對汽車應(yīng)用中的引擎控制單元進(jìn)行功能測試和優(yōu)化。

　　汽車電源電路的測試與其他電子系統(tǒng)上的電源測試類似，需要進(jìn)行包括開關(guān)損耗、傳導(dǎo)損耗、平均功率損耗以及安全工作區(qū)(SOA)在內(nèi)的主要性能測試。目前，業(yè)界已經(jīng)具有完整、方便易用的電源測試解決方案，例如泰克公司就提供了完整的集成電源分析解決方案DPO4PWR和DPO3PWR電源分析應(yīng)用模塊，可實(shí)現(xiàn)開關(guān)損耗測量、安全工作區(qū)、諧波、波紋、調(diào)制、轉(zhuǎn)換速率等全面的測試，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量功能，可簡化汽車電源應(yīng)用的功率分析工作。

　　上海橫河國際貿(mào)易有限公司大客戶部部長陳林認(rèn)為，中國在新能源車方面已經(jīng)和世界汽車第一集團(tuán)的腳步一致了，做得好可能會“彎道超車”，中國的汽車行業(yè)很可能由此實(shí)現(xiàn)飛躍。
                                        

　　新能源電動(dòng)車分為純電動(dòng)/混合動(dòng)力/燃料電池車，目前來看混合動(dòng)力車較能滿足近期的市場發(fā)展。當(dāng)然純電動(dòng)車更符合新能源電動(dòng)車的未來要求，中國已經(jīng)開始在幾個(gè)城市里建立新能源車的充電站，這對于未來實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)十分有利。但由于電池技術(shù)的解決和充電站建設(shè)都還需要時(shí)間，因此近期普及可能會遇到問題。

　　新能源電動(dòng)車與傳統(tǒng)車相比有了很大的不同，特別是在電子方面有了較大的提高，因此必須進(jìn)行很多電氣測試和分析工作，工程師對控制驅(qū)動(dòng)單元/電機(jī)/電池等關(guān)鍵部位的測試需要符合電動(dòng)車特點(diǎn)的測試儀器，其測試精度和數(shù)據(jù)采集的要求越來越高。

　　日本橫河電機(jī)(YOKOGAWA)的解決方案較多考慮了汽車測試的需求。橫河公司的功率分析儀在變頻器、電機(jī)、電池功率測試、效率評估以及電能能耗測試等方面擅長，獨(dú)特的快速分析和精確的測量數(shù)據(jù)為開發(fā)和測試工程師發(fā)現(xiàn)問題并解決問題提供了可靠的保證。橫河公司的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也受到工程師們的歡迎。由于汽車上面測試信號的特殊性，測試工程師需要多通道的集電壓/電流/溫度/應(yīng)力/加速度/扭矩/轉(zhuǎn)速/流量等相互隔離的多路信號采集于一體的數(shù)據(jù)采集。橫河公司的DL750/DL850可完全滿足這方面的需求，能很好的解決汽車研發(fā)中多路的甚至十幾路，幾十路的信號處理分析和記錄。

　　NI中國技術(shù)市場工程師徐征說，混合動(dòng)力汽車ECU的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證對于新能源汽車行業(yè)來說是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。如何快速設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)原型并進(jìn)行驗(yàn)證和發(fā)布是一個(gè)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的開發(fā)流程中，往往先根據(jù)受控對象的模型設(shè)計(jì)算法并進(jìn)行軟件仿真，然后設(shè)計(jì)嵌入式硬件電路，再將算法代碼重新移植到嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。在這種開發(fā)流程中，需要在軟件開發(fā)與硬件設(shè)計(jì)中反復(fù)協(xié)調(diào)，進(jìn)行修改和驗(yàn)證，一般需要較長時(shí)間。因此，通過商業(yè)可用的現(xiàn)成嵌入式平臺快速實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)原型成為一種趨勢?；谏虡I(yè)可用的嵌入式平臺(如NI CompactRIO)，用戶可以迅速為控制算法添加I/O，并在嵌入式實(shí)時(shí)控制器上執(zhí)行，從而快速完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后需要進(jìn)行功能性驗(yàn)證，之后才能發(fā)布。為了更好地在驗(yàn)證測試中模擬受控對象的行為，硬件在環(huán)(HIL)仿真成為一種主流的測試手段。在將控制器投入系統(tǒng)之前，先用一個(gè)可以模擬受控對象行為的真實(shí)硬件模型對其進(jìn)行測試，就是我們這里所說的硬件在環(huán)測試。硬件在環(huán)測試可以大大降低開發(fā)和測試風(fēng)險(xiǎn)，降低測試成本，提高測試質(zhì)量。

　　NI提供開放靈活的模塊化硬件平臺和統(tǒng)一的圖形化系統(tǒng)開發(fā)軟件LabVIEW，可高效地進(jìn)行混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)和硬件在環(huán)仿真。基于NI LabVIEW軟件，用戶可以建立受控對象(如混合燃料電池系統(tǒng))的模型，設(shè)計(jì)控制算法，并進(jìn)行軟件仿真。之后，用戶可將算法直接下載到NI CompactRIO的實(shí)時(shí)控制器上運(yùn)行，并選擇所需的CompactRIO I/O模塊作為算法的真實(shí)硬件I/O，從而快速構(gòu)建完整的嵌入式實(shí)時(shí)控制器原型。進(jìn)一步，用戶還可以基于NI PXI平臺，利用之前建立的受控對象模型建立硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，對控制系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。在此過程中可以充分利用現(xiàn)成的模塊化硬件平臺，并且重用軟件模型和組件，從而大大加速了控制器設(shè)計(jì)和原型驗(yàn)證的整個(gè)開發(fā)過程。NI于2009年還專門針對硬件在環(huán)測試應(yīng)用推出了基于配置無需編程的實(shí)時(shí)測試軟件NI VeriStand，為用戶提供了更多選擇和支持。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 何耀華.汽車級IGBT在混合動(dòng)力車中的應(yīng)用[J].電子產(chǎn)品世界,2010(3):53-55

　　[2] 潘威海.高幅度任意波形/函數(shù)發(fā)生器簡化汽車、半導(dǎo)體、科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中的測量[J]. 電子產(chǎn)品世界,2009(3):54-57

　　[3]新能源汽車全面落后 獲支持發(fā)展空間廣闊[R/OL].(2010-7-14).

　　http://industry.yidaba.com/dzdgdq/201007/140959341007100100000085889.shtml

　　[4]孫昌旭.飛思卡爾與英飛凌演講汽車電子發(fā)展的四大趨勢[R/OL].(2010-3-17). http://eetimes.cn/qcdz/2010/0317/article_1819.html

　　[5]冀凱. ADI李防震：半導(dǎo)體技術(shù)積極推進(jìn)混合動(dòng)力發(fā)展.(2010-5-14). http://www.bbs.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0514/article_2048.html