環(huán)保與安全并重，ADI賦能汽車電動化與智能化完美融合

　　以電動汽車為代表的新能源汽車因為更貼合“青山綠水就是金山銀山”的可持續(xù)發(fā)展理念，受到了從”廟堂到江湖”的普遍歡迎。進入2018年，抑制燃油汽車的“雙積分”政策和鼓勵新能源汽車發(fā)展的補貼政策繼續(xù)推進，蘿卜大棒齊揮之下，車廠、Tier 1更追求符合政策預期的長續(xù)航、低能耗的新能源汽車，以期通過技術優(yōu)勢與資金優(yōu)勢、市場優(yōu)勢并重，優(yōu)化產業(yè)結構，助力市場更快增長，達到2020年產量超200萬輛的發(fā)展規(guī)劃目標。

　　在這波席卷中國汽車業(yè)的綠色浪潮中，全球領先的高性能模擬芯片大廠ADI基于長期積累的汽車電氣化廣泛經驗，通過提供更低排放、更高效率、更高可靠性和安全性的解決方案，讓電池管理、動力總成和信息娛樂等系統(tǒng)保持高性能的同時變得更小、更輕、更可靠，推動更環(huán)保高效的未來汽車早日落地。

　　圖1：ADI讓未來汽車更環(huán)保、更高效。

　　監(jiān)控+隔離：電池安全管理的兩大守護神

　　動力電池因為高能量密度特性成為新能源車輛的主要動力源，占整車成本比重較高，在純電動汽車中高達40%，是新能源汽車“三電”核心關鍵技術之一。BMS(電池管理系統(tǒng))技術通過對動力電池的熱管理，啟停電池冷卻系統(tǒng)，管理單體電池之間的均衡，防止單體電池過充過放產生危險，并監(jiān)測整體電池的健康狀態(tài)，從而提高電池組效率、延長壽命并確保安全性，已成為新能源汽車提升續(xù)航里程、降低整車成本的重要設計考慮點。

　　由于鋰電池在混合動力汽車和純電動汽車領域的出色電能和功率特性，汽車行業(yè)目前普遍選用鋰電池解決方案。動力鋰離子電池組包含大量的電池單元，工作電壓和電流很高，必須正確監(jiān)控且對強弱電信號進行隔離，才能提高電池效率、延長電池壽命，同時確保電池組的安全性。

　　圖2：ADI針對汽車能量管理的完整解決方案。

　　ADI第四代鋰電池主監(jiān)控IC產品LTC6811，能夠對12個通道的電壓和溫度進行監(jiān)測(未來產品提供更靈活的通道數)，極限精度優(yōu)于1.2 mV;可采用菊花鏈連接;提供業(yè)界最快的轉換速度和最佳數據保護;可在290μs內檢測12個通道的數據;并提供被動式電池單元平衡控制功能。而專為汽車應用優(yōu)化的數字隔離器iCoupler?，具有高速率下最低功耗性能的同時，還具有封裝尺寸小、通道選項多的優(yōu)勢，所需組件量和占用電路板面積都最小。isoPower?是 ADI 獨特的集成電源數字隔離器解決方案，它提供隔離電源和多通道數字隔離功能;與分立式DC至DC隔離器加數字隔離器的方案相比，isoPower的成本更低、占用面積更小。

　　基于LTC6811產品、iCoupler?和isoPower?技術的ADI最新一代鋰電池BMS解決方案，具備高精度監(jiān)控功能，在苛刻的環(huán)境下能夠保持良好的性能，提供可靠、安全的電量管理，并能有效降低系統(tǒng)的整體成本。

　　圖3：ADI高性能監(jiān)控IC+隔離方案，安全可靠的守護神。

　　48V輕混：嚴政下的過渡期優(yōu)選

　　日益復雜的車載電子功率增加引起的電流增加，伴隨著更粗的電纜提供更大電流能力的需求，由此將帶來車內空間不足、重量增加導致能效降低的難題。在越來越嚴格的能耗和排放要求雙重壓力下，系統(tǒng)成本較低、節(jié)油效果相對明顯、對現有整車結構改變不大的48V輕混系統(tǒng)廣受業(yè)界青睞，因此相當一段時間內，48V和12V系統(tǒng)將共存。

　　ADI雙向兩相同步降壓或升壓型控制器LTC3871，通過允許把相同的外部功率組件用于降壓和升壓目的，將新的性能水平、控制和簡化電路帶給了48V/12V雙電池DC/DC汽車系統(tǒng);并可對多達12相實施并聯以滿足高電流大功率(3KW-10KW)應用的需要。當起動汽車或需要額外的功率時，LTC3871允許兩個電池同時為同一個負載提供電能。48V電池將在提高可用能量上發(fā)揮核心作用，同時還可減少線束重量和損耗。這種額外的能量為采用新技術鋪平了道路，從而可使汽車的安全性和效率得以提升，同時降低了其 CO2 排放量。

　　圖4：ADI針對48V/12V雙電池應用的雙向多相同步降壓/升壓控制器方案。

　　針對自動駕駛汽車冗余電池系統(tǒng)應用，ADI最新推出效率高達 98% 的雙向降壓-升壓型開關穩(wěn)壓控制器LT8708/-1，利用一個輸入電壓供電運行，該輸入電壓可以高于、低于或等于輸出電壓，十分適合兩個各為 12V、24V 或 48V 的電池 以及48V/12V和48V/24V雙電池系統(tǒng)。該器件采用單個電感器在 2.8V 至 80V 的輸入電壓范圍內工作，并能產生 1.3V 至 80V 的輸出電壓，提供高達kW級的功率，簡化了需要在正向或反向調節(jié)VOUT、VIN和/或IOUT、IIN的電池/電容器備份系統(tǒng)中的雙向電源轉換。

　　圖5：效率最高達98%的LT8708/-1可在 48V/12V 和 48V/24V雙電池系統(tǒng)中使用。

　　事實上，ADI還有很多其他的創(chuàng)新電源解決方案也適用于新能源汽車的電源管理和powertrain設計進行創(chuàng)新升級，如超低噪聲(電磁干擾)、更優(yōu)的主動均衡和能量優(yōu)化(安全駕駛更長距離)、超強浪涌和高壓保護等。這些技術特性讓汽車相關電源系統(tǒng)實現高能效的同時還優(yōu)化了EMC和PCB空間，提高安全可靠性，最大限度滿足了自動駕駛和新能源汽車系統(tǒng)性能和安全性要求。

　　線控技術：澎湃動力瞬息掌控

　　線控系統(tǒng)是未來自動駕駛汽車的標配。從技術角度來看，相較于原有底盤系統(tǒng)的剛性連接，線控系統(tǒng)布置更加柔性化，可以降低底盤設計和布局難度，不需要調整其他部件位置，有利于實現模塊化底盤設計。針對自動駕駛的線控方案，ADI與國際領先的磁阻供應商合作，將自身擅長的信號調理、接口等模擬器件技術與磁阻傳感器相結合，推出了業(yè)界領先、高性價比、安全性更優(yōu)的用于檢測速度、角度和位置的的磁阻方案(xMR)，可用于線控剎車、線控方向盤等高精度線控馬達驅動系統(tǒng)。

　　圖6：ADI高精度馬達控制檢測方案。

　　以廣受市場歡迎的ADI磁阻傳感器芯片ADA4571為例，可在廣泛的電機應用中實現直接、非接觸式和無磨損的角度測量，適用于包括電動輔助轉向、制動、主動式懸架、穩(wěn)定性控制等汽車系統(tǒng)。借助集成式AMR和精密信號調理技術，ADA4571可以不受壽命、高溫或機械應力導致的磁體漂移的影響，在惡劣環(huán)境下也可實現高精度讀數;借助高精度位置反饋信息，則可提高電機換向效能，改進對扭矩和速率性能的控制，在低轉速應用中尤其如此;更加完善的扭矩控制能力，有利于提高電機效率，減少排放和散熱，并能延長電機壽命。尤其值得一提的是，ADA4571可以承受的磁場強度沒有上限，可以達到很高的信噪比。

　　在旋變數字轉換器(RDC)市場，ADI同樣擁有廣泛的產品組合和悠久的歷史。AD2S1205和AD2S1210能夠處理高達3,125 RPS的跟蹤速率，精度可以達到±2.5弧分。AD2S1205是12位RDC，AD2S1210的10/12/14/16位分辨率可由用戶設置。芯片具有差分輸入和增量式編碼器輸出，以及可編程故障檢測閾值。它們可在變速箱、EPS和HEV/EV電機中用于電機軸角度和速度的精確測量。

　　電動化與智能化如何完美結合?

　　隨著用戶對信息娛樂、主被動防護、輔助駕駛甚至自動駕駛的需求，汽車集成了越來越多的屏幕、電子設備和軟件系統(tǒng)，變得越來越智能。對于從業(yè)者而言，相較于傳統(tǒng)燃油車，以“三電”系統(tǒng)為核心的新能源汽車天然就是實現智能化的最佳載體，而智能化潮流配置也成為新能源汽車另一大核心競爭力。

　　有研究數據顯示，純電動汽車的單車半導體用量高達719美元，是傳統(tǒng)燃油汽車的2倍有余。未來，智能化程度也會因消費者更易感知而成為新能源汽車另一大核心競爭力，作為一名自1993年就為安全氣囊提供MEMS加速度傳感器的汽車行業(yè)老兵，ADI的系列高性能產品以及多年來深入行業(yè)積累的經驗將助力客戶把握智能化脈搏，制勝未來。

　　圖7：電動汽車半導體含量大幅提升(資料來源：Strategy Analytics)。

　　雷達、激光雷達和慣性單元是自動駕駛安全的關鍵技術鐵三角。ADI的雷達技術覆蓋24GHz和76-81GHz完整頻段，在現今開發(fā)的所有雷達模塊中占到50%。在測距能力更強、分辨率更高的激光雷達技術上，ADI收購了Vescent加大純固態(tài)激光雷達技術投入，志在以系統(tǒng)級最優(yōu)的性能和最低的成本，促進激光雷達系統(tǒng)在自動駕駛中的普及應用。經過獨特開發(fā)的 ADI iSensor IMU技術產品組合具有戰(zhàn)術級穩(wěn)定性和超低噪聲，可提供高達十個運動自由度，并且全都經過全面的工廠校準和優(yōu)化的嵌入式傳感器調節(jié)。ADI針對汽車應用場景從戰(zhàn)術級降維至車規(guī)級開發(fā)的IMU，堪稱業(yè)界最強方案。作為百度Apollo的重要合作伙伴，ADI公司的慣性測量單元被用于做全球首款L4級量產自動駕駛巴士阿波龍的慣性導航。

　　ADI基于28nm CMOS技術，融合業(yè)界領先的毫米波雷達、激光雷達和IMU等產品組合構建的Drive360TM技術平臺，能可靠地檢測形狀更小、移動速度更快、距離更遠的物體，在自動駕駛汽車周圍打造一道360度保護屏障，全方位保護汽車和乘員安全。

　　圖8：ADI讓自動駕駛更安全。

　　如上所述，激光雷達、毫米波雷達、相關慣性測量單元是未來自動駕駛非常核心和關鍵的平臺。由于雷達和激光雷達的精度和性能、穩(wěn)定性非常重要，所以針對雷達、射頻、高頻應用，ADI推出了全球噪聲最低的幾款電源：如LT3042、LT3045，噪聲只有0.8微伏，與電池差不多。配套這樣創(chuàng)新電源技術，使得ADI能夠為自動駕駛汽車提供更好的性能和可靠性。

　　圖9：具有超低噪聲、超高PSRR的ADI LDO是77/79GHz汽車雷達應用的理想之選。

　　在智能座艙領域，ADI也擁有非常豐富且廣受認可的產品線：成功與全球90%的汽車制造商合作的音頻總線 A2B技術，支持主動降噪ANC，車內通話ICC，回聲消除和降噪ECNR等高級音頻算法，同時顯著減輕現有電纜線束的重量(在主要應用中減輕75%以上);專用的車載視頻和攝像頭總線技術C2B，可在最低成本基礎設施中提供低延遲高清質量視頻，且對外界輻射小，抗外界干擾能力強，對可靠性等有更高的幫助，是ADI推薦的下一代視頻總線;先進的人機交互(HMI)和駕駛(員)狀態(tài)檢測先進技術方案，其中采用業(yè)界領先的車規(guī)級VGA分辨率ToF技術的3D人臉識別具有抗強光、高分辨率的特點，可實現人臉識別和復雜的手勢識別。

　　堅定看好中國安全、智能的新能源汽車發(fā)展前景，ADI將繼續(xù)堅持“生態(tài)圈合作共贏”的理念，深度參與合作伙伴產品早期定義階段，通過持續(xù)提供面向自動駕駛、動力總成/電機驅動、電源管理、座艙信息娛樂系統(tǒng)、MEMS安全等高性能、低成本、差異化的系統(tǒng)級解決方案，助力車廠、Tier 1向中國消費者交付更高效環(huán)保、安全可靠的產品，為中國新能源汽車市場穩(wěn)步高增長保駕護航。