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關(guān)鍵詞:汽車電子;碳排放;車聯(lián)網(wǎng)
我國(guó)汽車電子業(yè)潛力誘人
今年,我國(guó)的汽車產(chǎn)銷量處于較平穩(wěn)狀態(tài),有些月份甚至出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng),汽車行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)全年的增長(zhǎng)只有5%左右。但盡管如此,我國(guó)仍是世界上最大的汽車市場(chǎng),也是全球汽車市場(chǎng)中增速最快的市場(chǎng)之一?!捌鋵?shí)任何一個(gè)行業(yè)的增長(zhǎng)曲線不是一直往上漲的,都是有升有降。長(zhǎng)期來看,中國(guó)汽車業(yè)還是上升得多,下降得少。”恩智浦(NXP)半導(dǎo)體汽車電子事業(yè)部全球銷售與市場(chǎng)副總裁DrueFreeman分析道,目前中國(guó)的汽車市場(chǎng)增長(zhǎng)很快,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度。有些城市里的道路基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)承載不了那么多汽車了,所以一些城市和地區(qū)采取了限定措施。但全世界沒有任何一個(gè)國(guó)家能像中國(guó)一樣,真正能夠針對(duì)汽車業(yè)的發(fā)展,投入大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。所以中國(guó)今后的道路會(huì)進(jìn)一步的改善,來去承載更多汽車。另一方面,通過科技手段(例如車聯(lián)網(wǎng)、智能交通),也可以讓道路的使用率更高:并減少碳排放等對(duì)環(huán)境的污染。而且目前大多數(shù)中國(guó)人還是沒有車的,隨著中國(guó)人的收入和財(cái)富不斷增長(zhǎng),中國(guó)的汽車市場(chǎng)非常具有吸引力。還有,中國(guó)的本土汽車廠商不僅扎根中國(guó),還在積極開拓國(guó)際市場(chǎng)。尤其中國(guó)的電動(dòng)汽車做得非常出色,未來在國(guó)際上可能也很有競(jìng)爭(zhēng)力。
上述現(xiàn)象,會(huì)為汽車電子帶來很大機(jī)遇。因?yàn)閺奈覈?guó)目前整體的汽車保有量來看,平均每輛車包含的汽車電子的裝置還不太高。每年新車都在增加汽車的電子裝備。
電子業(yè)也在為降低汽車召回事件的發(fā)生率做出貢獻(xiàn)。過去30年里,汽車的可靠性得到了極大的提高,很大一部分是因?yàn)殡娮赢a(chǎn)品來替代過去部分機(jī)械部件?;仡欁罱恍┱倩厥录?,往往是節(jié)氣門、剎車、粘連打不開等機(jī)械故障造成的,而不是電子故障造成的。由于汽車電子的參與,汽車可靠性在過去三年提升了很多,汽車拋錨、故障率大為減少。但也要看到,今后隨著軟件所占比重越來越高,也可能會(huì)出現(xiàn)一些軟件質(zhì)量問題?!斑@就需要企業(yè)在市場(chǎng)上推出任何一款產(chǎn)品時(shí)非常謹(jǐn)慎,來保證產(chǎn)品質(zhì)量?!倍髦瞧值腄rue說,以NXP等公司推出的Car-to-x(車到基礎(chǔ)設(shè)施)方案為例,“從展示到真正能夠達(dá)到量產(chǎn)(推向市場(chǎng),在路上跑起來新功能),起碼需要五年,或者更長(zhǎng),通常才能保證所有環(huán)節(jié)不出問題。”
本土汽車電子的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)
我國(guó)的汽車電子產(chǎn)業(yè)起步比西方發(fā)達(dá)國(guó)家晚了二十多年,技術(shù)角度存在很大差距,大部分核心技術(shù)依然被幾家大型跨國(guó)公司壟斷。但是我們不能因?yàn)榧夹g(shù)落后就被動(dòng)地跟進(jìn),放棄創(chuàng)新而一味把一些關(guān)鍵技術(shù)的主導(dǎo)地位讓給外資廠商。
通常來說,汽車廠商的零部件是由一級(jí)供應(yīng)商(Tjer 1)提供的,而一級(jí)供應(yīng)商往往從半導(dǎo)體與軟件平臺(tái)供應(yīng)商處采購軟硬件產(chǎn)品,進(jìn)行研發(fā)和整合。而半導(dǎo)體和軟件平臺(tái)技術(shù)主要由外資企業(yè)引領(lǐng)。本土企業(yè)在汽車零部件和整車方面正在擴(kuò)大市場(chǎng)份額并累積更多經(jīng)驗(yàn)。
總體來看,我國(guó)汽車娛樂系統(tǒng)有很大優(yōu)勢(shì)。ADI公司大中華區(qū)汽車電子商務(wù)經(jīng)理李防震稱,現(xiàn)在全球有超過一半的影音系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)是在中國(guó),現(xiàn)在中國(guó)本土廠商應(yīng)該在這個(gè)平臺(tái)基礎(chǔ)上做一些產(chǎn)品的延伸,如視頻基礎(chǔ)的輔助駕駛等等。安森美半導(dǎo)體電源及便攜產(chǎn)品全球銷售及營(yíng)銷高級(jí)總監(jiān)鄭兆雄也認(rèn)為,中國(guó)本土汽車電子制造商更能夠在音頻及信息娛樂系統(tǒng)、駕駛員信息及遠(yuǎn)程信息系統(tǒng)方面發(fā)揮技術(shù)專長(zhǎng)。富士通半導(dǎo)體(上海)有限公司汽車電子產(chǎn)品經(jīng)理丁潔早認(rèn)為,本土企業(yè)的產(chǎn)品在應(yīng)用上主要集中在汽車信息娛樂系統(tǒng)、車身和儀表等領(lǐng)域,在動(dòng)力系統(tǒng)和底盤安全等系統(tǒng)上,還處在技術(shù)逐漸成熟的階段。
汽車應(yīng)用環(huán)境極具挑戰(zhàn)性,半導(dǎo)體方案必須具有高可靠性。據(jù)ADI李防震介紹,在車身應(yīng)用方面,中國(guó)本土的MCU(單片機(jī))/放大器/驅(qū)動(dòng)器越來越多地被用到本土品牌車上。在發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱以及電噴方面,建議可以和一些大學(xué)做一些技術(shù)的合作開發(fā),配合車廠的實(shí)質(zhì)性的項(xiàng)目。這樣本土企業(yè)很快就可以在核心技術(shù)上有一定的突破,打破核心技術(shù)被外資企業(yè)壟斷的局面。
在新能源汽車領(lǐng)域,相對(duì)于傳統(tǒng)汽車,中國(guó)的新能源汽車的發(fā)展并沒有落后很多,例如國(guó)內(nèi)一些自主品牌的電動(dòng)車在一次充電的續(xù)航能力在全球領(lǐng)先。此外,為了鼓勵(lì)企業(yè)的自主研發(fā)和創(chuàng)新。中國(guó)政府正出臺(tái)一系列補(bǔ)貼政策,以支持相關(guān)產(chǎn)業(yè)。很多企業(yè)提供了相關(guān)方案,例如ADI的電池管理系統(tǒng)已經(jīng)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)等方面得到了很好的發(fā)展。
本土企業(yè)正逐步過渡到以CAN總線為主,但在Flexray、MOST和IDB-1394等最新總線技術(shù)開發(fā)上還很少。富士通的丁潔早建議,本土汽車電子廠商可以在以下領(lǐng)域發(fā)揮較大的自主創(chuàng)新能力,取得更大的突破。第一,采用F1exray總線技術(shù)設(shè)計(jì)汽車的下一代線控系統(tǒng)(Flexray x-by-wire),富士通可為該系統(tǒng)提供Flexray MCUMB91F465XA的技術(shù)支持。第二,采用基于MOST或者IDB-1394總線來設(shè)計(jì)新一代汽車的前后座娛樂加輔助駕駛系統(tǒng),可在前座的顯示屏開啟立體的三維導(dǎo)航地圖或者啟動(dòng)360°全景環(huán)繞視訊系統(tǒng)做輔助駕駛,后座的顯示屏觀看高清數(shù)字電視,上網(wǎng)沖浪,以及體驗(yàn)類似電腦上的數(shù)字游戲等。富士通的EmeraldMB86Rll SoC芯片可以幫助客戶做這樣的多功能系統(tǒng)整合。
軟件平臺(tái)是車載娛樂包裝的方法之一
消費(fèi)電子,數(shù)字家庭的理念進(jìn)入汽車。首先遇到的瓶頸,一是兩個(gè)行業(yè)之間的“時(shí)間差”,二是汽車應(yīng)用環(huán)境在安全性,可靠性和移動(dòng)行等方面的特殊要求。風(fēng)河系統(tǒng)公司中國(guó)區(qū)首席代表韓青分析道:一般來說,車輛主體的開發(fā)周期需要若干年,而電子產(chǎn)品的研發(fā)周期通常只有幾個(gè)月。通過電子技術(shù)的包裝,汽車可以不斷花樣翻新、引人入勝,為變化不那么多樣的汽車產(chǎn)品注入更多的活力,也帶來了更多的利潤(rùn)來源,而實(shí)現(xiàn)這種電子包裝最有效的方式就是軟件。
同時(shí),電子產(chǎn)品要登堂入室進(jìn)入汽車,還必須逾越一些門檻一一由于汽車不僅是復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu),并且高速行駛在道路上,因此對(duì)安全性和可靠性的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于居家、辦公等普通的環(huán)境,同時(shí)在空間和電力供應(yīng)等方面都受到更多的限制。
一方面是產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程迅速、產(chǎn)品功能靈活多樣的電子業(yè),另一方面是開發(fā)周期長(zhǎng)、功能變化不多的汽車業(yè),如何在二者之間架起暢通的橋梁,這是擺在車載信息娛樂產(chǎn)品開發(fā)商面前的最大挑戰(zhàn)。
由于娛樂消費(fèi)電子市場(chǎng)的成功積累,車載信息娛樂產(chǎn)品的開發(fā)顯然不應(yīng)該從頭做起,而是應(yīng)該站在一個(gè)較 高的平臺(tái)上,采用“平臺(tái)大挪移”的方式,對(duì)現(xiàn)有的消費(fèi)電子產(chǎn)品進(jìn)行裁剪和修補(bǔ)、重構(gòu),這樣就可以在車載信息娛樂市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得先機(jī)。風(fēng)河公司所提供的軟件平臺(tái)和開發(fā)工具,就是在電子產(chǎn)品開發(fā)商和汽車開發(fā)商之間建立雙方都認(rèn)可的軟件橋梁。
由此可見,以平臺(tái)化的戰(zhàn)略貫穿項(xiàng)目、產(chǎn)品、團(tuán)隊(duì)和模型,實(shí)現(xiàn)開發(fā)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化,這不僅可以優(yōu)化人力資源、加快軟硬件開發(fā)速度、簡(jiǎn)化供應(yīng)商管理、減少應(yīng)用時(shí)的集成問題,而且能夠有效地重復(fù)使用知識(shí)產(chǎn)權(quán),因此已經(jīng)成為車載信息娛樂設(shè)備軟件的開發(fā)必然趨勢(shì)。所有這些,都已經(jīng)包含在風(fēng)河面向汽車電子領(lǐng)域推出的專用解決方案wmd River Linux PlatformforInfotainment之中。
世界汽車業(yè)發(fā)展有兩大趨勢(shì):降低二氧化碳排放:互聯(lián)移動(dòng)。部分市場(chǎng)調(diào)查公司和軟硬件企業(yè)接下來介紹了這兩方面的趨勢(shì)和新技術(shù)。
車聯(lián)網(wǎng)引發(fā)汽車行業(yè)技術(shù)發(fā)展探析
據(jù)賽迪顧問行業(yè)電子咨詢事業(yè)部副總經(jīng)理袁遠(yuǎn)介紹,2010年、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)政策的鼓勵(lì)和扶持下快速發(fā)展,技術(shù)研究逐漸深入,產(chǎn)業(yè)環(huán)境逐漸完善。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略。與此同時(shí),在汽車行業(yè),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也逐漸擴(kuò)大,規(guī)模逐漸形成。2010年,工信部全國(guó)工業(yè)和信息化工作會(huì)議指出“萬物互聯(lián)車先聯(lián)”,車聯(lián)網(wǎng)被確定為裝備工業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化的重要內(nèi)容:車載信息系統(tǒng)及服務(wù)同時(shí)作為智能交通的重要補(bǔ)充和新的亮點(diǎn)受到關(guān)注。目前,汽車內(nèi)部的電子網(wǎng)絡(luò)與外界相聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)還未有效融合,部分產(chǎn)品只具備通信功能,未與汽車總線相聯(lián),使得諸如導(dǎo)航設(shè)備的功能以及在其功能上開展的應(yīng)用服務(wù)受到了一定限制。但是。隨著汽車技術(shù),移動(dòng)通信技術(shù)和物聯(lián)技術(shù)深度融合,車聯(lián)網(wǎng)將必成為汽車工業(yè)兩化融合的重要抓手,也將為中國(guó)汽車行業(yè)創(chuàng)造出新的價(jià)值。
車聯(lián)網(wǎng)與智聯(lián)交通相輔相成
車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的行業(yè)深度應(yīng)用,對(duì)實(shí)現(xiàn)智能交通將發(fā)揮重要作用。無論是車聯(lián)網(wǎng)還是智能交通,都離不開先進(jìn)的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)等:在整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系中,車仍然是管理和控制的重點(diǎn)。所以,建立一種實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的、高效的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng),提高汽車的智能化水平是實(shí)現(xiàn)智能交通的重要手段。
從具體應(yīng)用方面分析,現(xiàn)階段,車聯(lián)網(wǎng)對(duì)所有車輛的屬性信息和動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行提取及有效利用,以“人車”、“車車”、“車一路”信息通信為基礎(chǔ),對(duì)汽車的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、管理,提供交通安全、行車效率、商務(wù)和娛樂等綜合信息服務(wù)。而作為信息的需求方,無論是車主還是交通監(jiān)管機(jī)構(gòu)、都能夠在車聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用推進(jìn)過程中獲得效率和服務(wù)的提升。
車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及價(jià)值博弈
我國(guó)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的不同階段存在不同的主導(dǎo)力量。發(fā)展初期,由汽車制造商和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)的市場(chǎng)化發(fā)展將為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入動(dòng)力,而隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸形成,更加貼近市場(chǎng)需求的差異化服務(wù)將是拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。本質(zhì)上,汽車斜造商和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商將是產(chǎn)業(yè)組成中最有影響力的兩個(gè)環(huán)葦,
對(duì)于汽車制造商而言,圖1中藍(lán)色虛線反映了在車聯(lián)網(wǎng)幫助下,車廠與車主的接觸頻率。在整個(gè)購買和運(yùn)行及維修階段,車廠都可以和車主保持密切接觸和聯(lián)系,在CRM(客戶關(guān)系管理)和VRM(銷售商關(guān)系管理)方面能夠?yàn)槠囍圃焐處砭薮髢r(jià)值。
然而,從目前我國(guó)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況來看,車聯(lián)網(wǎng)商業(yè)盈利模式尚處于初級(jí)階段,汽車制造商在遠(yuǎn)程車輛診斷方面優(yōu)勢(shì)明顯,運(yùn)營(yíng)商和TSP(汽車遠(yuǎn)程服務(wù)供應(yīng)商)則在信息及娛樂服務(wù)方面處于重要地位。汽車制造商和運(yùn)營(yíng)商都希望在車聯(lián)網(wǎng)巨大的市場(chǎng)中贏得更多的機(jī)會(huì)和分割更多利潤(rùn)。在產(chǎn)業(yè)組織過程中,汽車制造商和通信運(yùn)營(yíng)商之間的博弈也在一定程度上延緩了車聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)化進(jìn)程。
在汽車導(dǎo)航細(xì)分行業(yè),目前GPS導(dǎo)航服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模占車聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)現(xiàn)有規(guī)模的比例超過90%。激烈的競(jìng)爭(zhēng)也讓一些導(dǎo)航設(shè)備廠商和地圖軟件廠商面臨巨大的成本壓力。同時(shí),導(dǎo)航設(shè)備廠商和地圖軟件廠商之間的關(guān)系和行業(yè)地位也在發(fā)生著微妙的變化。特別是在前裝市場(chǎng),整車廠商采購車載導(dǎo)航設(shè)備時(shí)不僅關(guān)注電子產(chǎn)品本身的性能指標(biāo),更加關(guān)注配套地圖軟件的服務(wù)功能和軟件的后續(xù)服務(wù)。甚至對(duì)于一些整車廠商,采購策略已經(jīng)變?yōu)檫x擇地圖軟件廠商,然后由軟件廠商按照標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)的硬件。
未來智能汽車主旋律:智能與互聯(lián)移動(dòng)
未來汽車的主旋律之一是智能和互聯(lián)移動(dòng),部分芯片公司展示了解決方案。
富士通360°環(huán)繞視訊影像技術(shù)。作為一種多重?cái)z影機(jī)駕駛輔助與安全應(yīng)用,該技術(shù)方案采用EmeraldMB86R11芯片,具有先進(jìn)的3DGDC(三維圖像顯示控制)算法,把4部攝影機(jī)的影像結(jié)合,組成一個(gè)覆蓋360°的全方位車輛圍繞視圖。富士通的丁潔早稱,該技術(shù)具備一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新,就是能提供動(dòng)態(tài)更新的可自設(shè)視角,或“自由視角點(diǎn)”。系統(tǒng)研發(fā)業(yè)者與駕駛?cè)丝衫谩白杂梢暯屈c(diǎn)”來選擇特定駕駛情境下的最佳視角,包括虛擬三維之“第三者”視角,可同時(shí)看到車輛與四周影像。
ADI基于視覺和雷達(dá)基礎(chǔ)的高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)??商峁┤畿嚨榔x報(bào)警、目標(biāo)物檢測(cè)、交通信號(hào)識(shí)別、前撞預(yù)防、盲點(diǎn)檢測(cè)等功能。在這一系統(tǒng),ADI可以提供DSP(BF561/BF608)和視頻編碼(ADV7186)以及雷達(dá)的模擬前端(AD8283),所有軟件設(shè)計(jì)都由ADI印度團(tuán)隊(duì)研發(fā)。為了方便國(guó)內(nèi)客戶的設(shè)計(jì),ADI也和國(guó)內(nèi)高校以及本地設(shè)計(jì)公司合作開發(fā)適合本地市場(chǎng)的參考方案。
飛思卡爾汽車通訊娛樂系紡方案。主要提供基于ARM內(nèi)核的iMX芯片及解決方案。
軟件平臺(tái)
未來汽車走向智能化、網(wǎng)絡(luò)化,歸根結(jié)底還是人性化。從技術(shù)上看,就是消費(fèi)電子與汽車電子兩大領(lǐng)域的結(jié)合。風(fēng)河公司韓青解釋說,人機(jī)界面技術(shù)主要是讓駕駛員和乘客都可以方便地操作和控制車內(nèi)各類設(shè)施,特別是不能影響到駕駛中的安全性,必須提供特殊的操作控制系統(tǒng)。有關(guān)汽車的網(wǎng)絡(luò)通信主要包括車輛對(duì)外與各類服務(wù)設(shè)施之間的通信和車內(nèi)各類設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)通信。節(jié)能與穩(wěn)定性相關(guān)的技術(shù)主要是滿足車載環(huán)境的特殊要求。從電子產(chǎn)品制造商的角度來看,車載信息娛樂產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)應(yīng)該具備以下三個(gè)方面的能力:第一,以靈活的電子產(chǎn)品特性讓汽可以快速反應(yīng)市場(chǎng)需求:第二,以平臺(tái)化的軟件開發(fā)技術(shù)全面降低車用電子產(chǎn)品的開發(fā)成本;第三,以經(jīng)過市場(chǎng)長(zhǎng)期驗(yàn)證的參考設(shè)計(jì)拿到進(jìn)入高利潤(rùn)市場(chǎng)的入場(chǎng)券。
幾年前的消費(fèi)者只要車?yán)镉袀€(gè) 收音機(jī)和CD播放器就滿足了。而現(xiàn)在不同了。人們希望能擁有車載信息娛樂系統(tǒng),它支持互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、導(dǎo)航以及遠(yuǎn)程信息處理等各種功能。這個(gè)系統(tǒng)必須能夠聯(lián)接各種移動(dòng)設(shè)備,例如智能電話和平板電腦?!盀榱撕?jiǎn)化應(yīng)用程序的開發(fā)以及為用戶提供豐富的人機(jī)界面,這些系統(tǒng)應(yīng)該支持各種圖形標(biāo)準(zhǔn)例如HTML5和AdobeFIash。同時(shí)為了能夠充分利用最新的應(yīng)用程序以及移動(dòng)設(shè)備中的新功能、它們還應(yīng)該支持可靠的現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)。”QNX軟件系統(tǒng)公司中國(guó)區(qū)銷售經(jīng)理哈駿元稱。
為此、QNX軟件系統(tǒng)公司針對(duì)這一問題推出了QNX CAR應(yīng)用平臺(tái),目的是為了幫助客戶減輕這一負(fù)擔(dān)。該平臺(tái)為汽車業(yè)的客戶提供了一套復(fù)雜的預(yù)集成套件,它可以有效地幫助汽車廠商降低開發(fā)成本,減少系統(tǒng)集成的風(fēng)險(xiǎn)?!癚NX與各個(gè)軟硬件的技術(shù)伙伴合作,包括Adobe,F(xiàn)reesCale,Google,GraCenote,MiCro soft,NuanCe,Pandora,TI等公司,他們的技術(shù)同QNX Neutrino實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)一起已經(jīng)在全球成百上千萬輛量產(chǎn)車中得到了時(shí)間的考驗(yàn)?!盦NX汽車產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Andy GryC宣稱。
降低碳排放
發(fā)展新能源汽車是降低CO2排放的方法之一。FreesCale(飛思卡爾)半導(dǎo)體汽車電子工程經(jīng)理康曉敦認(rèn)為,相對(duì)傳統(tǒng)車,在新能源汽車方面,中國(guó)的技術(shù)水平落后得不太多,所以,加大新能源汽車電子控制技術(shù)的投入,除了能夠從國(guó)外汽車電子供應(yīng)商那里拿到更多的市場(chǎng)份額外,也能降低碳排放。
新一代混合電動(dòng)汽車(HEV)和電動(dòng)汽車(EV)需要精確的電池監(jiān)視,用以實(shí)現(xiàn)實(shí)用的高壓電池組。據(jù)凌力爾特公司信號(hào)調(diào)理產(chǎn)品高級(jí)產(chǎn)品市場(chǎng)工程師GregZimmer介紹,要解決這個(gè)特定問題,需要高集成度、高準(zhǔn)確度和非常高可靠性的高壓電池監(jiān)視器件。
電機(jī)電子控制在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和混合動(dòng)力/電動(dòng)車輛中發(fā)揮的作用得到進(jìn)一步擴(kuò)展。據(jù)MiCroChip汽車產(chǎn)品部遠(yuǎn)東地區(qū)營(yíng)銷經(jīng)理StephenChan介紹,電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)、電動(dòng)水泵、需求驅(qū)動(dòng)的BLDC(無刷直流電機(jī))燃油泵和電機(jī)控制氣流等應(yīng)用逐漸被集成到內(nèi)燃機(jī)中。起止系統(tǒng)的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)巨大的節(jié)能,尤其是在城市交通中。而對(duì)所有系統(tǒng)而言,智能電機(jī)控制、直流/直流轉(zhuǎn)換和電池監(jiān)測(cè)都是普遍的需求。根據(jù)主要汽車燃油供給系統(tǒng)供應(yīng)商的行業(yè)報(bào)告,與傳統(tǒng)恒定燃油供給系統(tǒng)相比,智能燃油泵控制可節(jié)省60%-70%的電能。對(duì)于1.8升發(fā)動(dòng)機(jī),意味著每公里減排1.5~2g二氧化碳,這對(duì)于二氧化碳減排事業(yè)是一項(xiàng)卓著的貢獻(xiàn)。
高能效電源管理方案可使汽車能以更少的電能消耗執(zhí)行相同的功能。安森美的鄭兆雄稱,高集成度、高能效智能電源方案可幫助減少元器件數(shù)量并節(jié)能減排。
傳感器方面,除溫度和氣流傳感器之外,NOx電控傳感器也能夠測(cè)量氮氧化物濃度并控制NOx存儲(chǔ)催化劑的再生。
現(xiàn)在的熱點(diǎn)是用LED燈取代傳統(tǒng)車燈。MiCroChip的Stephen稱,與車頭近光燈相比,LED日間行車燈每100公里可降低大約0.2升油耗。
部分降低碳排放的方案
ADI鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)
電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)推動(dòng)混合動(dòng)力汽車能源存儲(chǔ)應(yīng)用的發(fā)展,降低二氧化碳排放。ADI的鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)集成了電壓、電流以及溫度測(cè)量、信號(hào)隔離以及安全監(jiān)控等在內(nèi)的所有必需元器件,可滿足鋰電池制造商和電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的各種需求。隨著面向汽車領(lǐng)域的能源儲(chǔ)存應(yīng)用如混合動(dòng)力汽車的發(fā)展,鋰電池的應(yīng)用日益普遍。
去年,ADI的iCoupler數(shù)字隔離器已被三菱汽車采用,開發(fā)用于下一代“i-MiEV”全電動(dòng)汽車的安全可靠和高效的鋰離子電池供電系統(tǒng)。三菱汽車公司將這種汽車稱為不會(huì)排放二氧化碳的終極生態(tài)汽車。i-MiEV電動(dòng)汽車完全采用電力能源、在充滿電的情況下行駛距離為160公里,并提供三相充電系統(tǒng),司機(jī)可以在家里用100V或200V電壓給電池充電,也可以在外面的快充站進(jìn)行充電。
此外、ADI推出用于12V鉛酸電池的第三代智能電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(ADuC703X),目前其市場(chǎng)份額超過95%,該系統(tǒng)采用高性能ARM內(nèi)核,用于蓄電池電壓、電流以及溫度的測(cè)量被廣泛用于汽車的起停系統(tǒng),這一系統(tǒng)差不多可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)8%左右的油耗,并降低C02的排放。
凌力爾特高壓電池監(jiān)視器IC
凌力爾特公司的LTC6802器件是市場(chǎng)上第一款準(zhǔn)確的高壓電池監(jiān)視器IC、于2008年9月已推出。LTC6802得到了汽車制造商的廣泛采用,并用于今天在路上行駛的量產(chǎn)汽車中。LTC6802解決了一個(gè)非常難以解決的問題,即針對(duì)由一長(zhǎng)串電池組成的高壓電池組,非常精確地測(cè)量每節(jié)電池上的電壓。這樣的一長(zhǎng)串電池實(shí)現(xiàn)了大功率、可再充電電池應(yīng)用,如電動(dòng)和混合電動(dòng)汽車、小型摩托車、摩托車、高爾夫球推車、輪椅、小船、潛艇、叉車、機(jī)器人以及便攜式醫(yī)療設(shè)備。今年2月,凌力爾特推出了第二代電池組監(jiān)視器LTC6803。該器件是一款完整的電池測(cè)量IC,包括一個(gè)12位ADC、一個(gè)精確的電壓基準(zhǔn)、一個(gè)高壓輸入多路復(fù)用器和一個(gè)串行接口。LTC6803可以在極端溫度以及電壓可能超過1000V的環(huán)境中工作。MiCroChip渦輪廢氣門系統(tǒng)電機(jī)控制方案。
采用XLP技術(shù)的PIC單片機(jī)(MCU)提高車輛制動(dòng)器、傳感器、功率轉(zhuǎn)換和BLDC電機(jī)控制相關(guān)解決方案的工作效率。渦輪增壓機(jī)一直被用于從發(fā)動(dòng)機(jī)中獲取更多能量,并且不會(huì)像大排量發(fā)動(dòng)機(jī)那樣顯著增加發(fā)動(dòng)機(jī)的重量、耗油量和碳排放量。隨著汽油直噴的日漸流行以及歐洲渦輪柴油機(jī)市場(chǎng)的增長(zhǎng),對(duì)渦輪增壓機(jī)的需求在未來十年可能會(huì)翻番。政府在排放量和耗油量方面的新條例將進(jìn)一步推動(dòng)對(duì)渦輪增壓機(jī)的這一需求。
渦輪增壓機(jī)的工作方式為:將壓縮空氣注入氣缸,壓縮空氣會(huì)排擠出氣缸中的廢氣,并讓更多燃油進(jìn)入氣缸。廢氣被用于驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)內(nèi)的渦輪機(jī),而后渦輪機(jī)又驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的速度提高,廢氣的壓力不斷增加、因而渦輪增壓機(jī)產(chǎn)生的增壓效果也隨之加強(qiáng)。
渦輪增壓機(jī)有利于實(shí)現(xiàn)低油耗和低排放量,因?yàn)槟芰渴恰鞍葱琛惫?yīng)的。渦輪機(jī)僅在高加速度行駛期間啟用,因此,正常行駛條件下的耗油量更低。根據(jù)一家領(lǐng)先的歐洲1級(jí)供應(yīng),商提供的數(shù)據(jù),用1.4升4缸渦輪增壓汽油直噴系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)1.8升4缸系統(tǒng)可減少2s%的碳氧化物排放量。盡管傳動(dòng)系統(tǒng)的體積減小,但其性能并沒有打折。
然而,發(fā)動(dòng)機(jī)所能適應(yīng)的增壓量有一定限制。為調(diào)節(jié)廢氣的壓力,系統(tǒng)中有一個(gè)廢氣門可在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)改變部分廢氣的方向,從而控制渦輪增壓機(jī)的增壓量。廢氣門通過轉(zhuǎn)移一些廢氣來防止渦輪增壓機(jī)內(nèi)的壓力過高,從而保護(hù)渦輪增壓機(jī)(見圖2)。
廢氣門可由簡(jiǎn)單的彈簧裝置控制,但執(zhí)行比較困難。渦輪機(jī)入口壓力可能迫使廢氣門在低于預(yù)期水平的壓力下開啟?;蛘?,可使用直流電機(jī)(有刷或無刷)來驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器,以便更精準(zhǔn)地控制廢氣門的開啟,從而更嚴(yán)密地控制渦輪增壓(見圖3)。為在極端溫度環(huán)境下工作的電機(jī)開發(fā)電子控制裝置是嵌入式設(shè)計(jì)人員所面臨的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。
MiCroChip提供可用于渦輪廢氣門系統(tǒng)的電機(jī)控制解決方案。嵌入式控制設(shè)計(jì)人員可使用PIC單片機(jī)針對(duì)有刷和無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中還會(huì)包括MiCroChip的線性穩(wěn)壓器以及非易失性存儲(chǔ)器。渦輪廢氣門應(yīng)用只是利用MiCroChip的技術(shù)減少油耗量和二氧化碳排放量的一個(gè)典型應(yīng)用示例。
安森美LED汽車前照燈系統(tǒng)用電源