推動汽車電氣化發(fā)展，恩智浦都在做什么？

日前，恩智浦舉辦了2022媒體開放日活動，在活動現(xiàn)場，恩智浦全球副總裁、新能源及驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品線總經(jīng)理李曉鶴以及恩智浦大中華區(qū)汽車電子市場總監(jiān)周翔，就恩智浦在汽車電氣化領(lǐng)域的布局進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

▲恩智浦全球副總裁、新能源及驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品線總經(jīng)理李曉鶴（右）與恩智浦大中華區(qū)汽車電子市場總監(jiān)周翔（左）

勢不可擋的新能源

李曉鶴援引了一些調(diào)研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)：2030年全球新能源車普及率將超過50%，而近零排放的目標(biāo)想在2050年實(shí)現(xiàn)，全球的新能源車的普及率應(yīng)在85%以上。同時，中國已經(jīng)成為了新能源車的最主要市場，產(chǎn)能占全球的54%，其余則為歐洲26%和美國15%。

汽車電氣化普及的關(guān)鍵是成本、續(xù)航以及充電速度。李曉鶴表示，未來隨著電池成本的降低，產(chǎn)能的擴(kuò)充，C級以上車輛的續(xù)航里程將達(dá)到800km，同時充電基礎(chǔ)設(shè)施也會加速革新，5分鐘內(nèi)充電80%的充電樁將會普及，屆時對于消費(fèi)者而言，電動汽車和燃油車的使用體驗(yàn)將趨于一致。

新能源車發(fā)展需要底層創(chuàng)新

芯片的創(chuàng)新將成為汽車電氣化普及的關(guān)鍵所在。隨著汽車電動化和電氣化的演進(jìn)，未來每輛車中含有的芯片越來越多，相比油車會有數(shù)倍增長。而實(shí)際上2018年缺芯問題的出現(xiàn)，讓人們更加意識到了芯片的重要性。

目前，很多汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新，都需要圍繞芯片來進(jìn)行。從域控制器到互聯(lián)，再到ADAS以及新能源，同時包括軟件定義、出行即服務(wù)等熱門概念的興起，都要依賴配套的涵蓋處理器、信號鏈、功率等相關(guān)芯片。

“在電氣化領(lǐng)域，恩智浦是全球?yàn)閿?shù)不多的可以以交鑰匙方案提供整體電控單元系統(tǒng)的公司。產(chǎn)品包括MCU微處理器、模擬前端、柵極驅(qū)動器、安全電源管理，以及傳感器等?！崩顣扎Q說道。

新能源造車的痛點(diǎn)在哪兒？

李曉鶴盤點(diǎn)了目前新能源汽車所遇到的四大痛點(diǎn)：首先，是降低整個生命周期的成本和碳排放；其次，是延長續(xù)航里程，加快充電速度；第三是軟件定義汽車的新趨勢；第四則是需要可伸縮適應(yīng)百萬級產(chǎn)能的平臺。

在降低生命周期方面，恩智浦通過簡化部件成本，加速自動化裝配流程，延長電池的使用壽命以及簡化二次回收利用來幫助車企降低整個生命周期的成本。在延長續(xù)航里程上，恩智浦通過提供800V母線電壓解決方案，提供更快的充電速度以及更少的損耗。同時提供更高的功能安全和診斷要求，利用AI和云計(jì)算來強(qiáng)化及改進(jìn)電池的使用方式。而軟件定義汽車方面，恩智浦采用了模塊化域超算，更多的仿真建模、軟件及OTA的支持等等。

李曉鶴還表示，供應(yīng)鏈的創(chuàng)新在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中同樣重要。和傳統(tǒng)汽車供應(yīng)鏈不同，新能源車的供應(yīng)鏈呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，彼此聯(lián)系更為緊密。為此，恩智浦和主機(jī)廠、電池廠一起來打造創(chuàng)新金三角，這樣的結(jié)果是其模擬前端銷售數(shù)量產(chǎn)生了“幾何級”增長，累計(jì)出貨量超過1億片，在全球排名前20的新能源車企中就有10家采用了恩智浦的方案。

功率系統(tǒng)的未來

電池是新能源汽車的最重要部分，為此恩智浦正在通過全面創(chuàng)新助力客戶。李曉鶴表示，電池系統(tǒng)定義不是孤立的，其技術(shù)進(jìn)步實(shí)際上是沿襲著軟件和數(shù)據(jù)的創(chuàng)新，而這些離不開整車電子電氣架構(gòu)的進(jìn)步。

具體而言，隨著算力及云越來越普及，域控制器的軟件會向上集成，從而電池包中的軟件含量會減少，大部分的關(guān)于BMS的軟件與處理能力會進(jìn)入域控制器甚至超算單元中，并進(jìn)行合理分層?！盁o軟件電池就是這么一個概念，以前電池中要有微處理器，算法在電池中執(zhí)行，然后再通過CAN與域控制器連在一起。而通過域控制器及邊緣控制器，算力可以更集中，維護(hù)也更加方便?！睘榇耍髦瞧终谂c客戶協(xié)力打造更智能的電池管理芯片，從而幫助客戶降低電池包里的軟件量，適應(yīng)整體電氣架構(gòu)的遷徙，比如恩智浦已經(jīng)開發(fā)了一系列CAN轉(zhuǎn)換為BMS菊花鏈的網(wǎng)關(guān)，顯著降低了節(jié)點(diǎn)微處理器的算力消耗。

同時，恩智浦也與初創(chuàng)公司、大學(xué)正在圍繞云計(jì)算的BMS系統(tǒng)，通過云計(jì)算、物理模型、物理建模、人工智能等新技術(shù)，更準(zhǔn)確地估算電池的剩余電量幾健康狀況，從而提高系統(tǒng)安全性，二次利用效率以及最重要的續(xù)航里程。

李曉鶴特別強(qiáng)調(diào)，BMS的性能不只體現(xiàn)在硬件上，比如電池容量和健康狀況等檢測還需要更精準(zhǔn)的建模和軟件能力。

李曉鶴還透露了恩智浦正在利用光通信技術(shù)，降低BMS的連接線束，從而實(shí)現(xiàn)輕量化、易組裝等特點(diǎn)。在此方面，李曉鶴特別談到了他對于無線BMS的看法。“無線BMS實(shí)際上只是將CAN更換為無線通信協(xié)議，并不牽扯到BMS的核心。此外BMS要管理的電池模組眾多，很難保證模組間的同步性、實(shí)時性以及功能安全特性等?！崩顣扎Q認(rèn)為，無線通信只是一種技術(shù)路線的探索，實(shí)際上恩智浦采用的光通信技術(shù)同樣可以解決線束、裝配等問題。“未來一定是百花齊放的，最后選擇何種通信協(xié)議要根據(jù)應(yīng)用場景而定。比如中國市場流行的C2P、C2C等裝配方式，對于靈活性的裝配需求不高。但在大模組的情況下，無線會體現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢?！?/p>

此外，恩智浦還在推進(jìn)電池的電子護(hù)照技術(shù)，從而幫助電池實(shí)現(xiàn)更可靠的二次開發(fā)與利用，以及在V2G、安全支付等方案上的前期研究工作。

“從電池的創(chuàng)新來看，恩智浦實(shí)現(xiàn)了全生命周期的閉環(huán)維護(hù)，而不只是一個簡單的生產(chǎn)?！崩顣扎Q總結(jié)道。

除了BMS電池管理之外，完整的電氣化還包括充電管理及逆變。為了提升效率及減少損耗，碳化硅逐漸成為主流的功率器件，恩智浦則為此提供了一系列配套的逆變解決方案，涵蓋充電樁、車載充電機(jī)以及逆變等各類應(yīng)用。

系統(tǒng)角度的思考

為了滿足消費(fèi)者快速增長的需求，新能源汽車的平臺開發(fā)周期已經(jīng)從四年縮減到了兩年，然而汽車芯片的開發(fā)因?yàn)橐紤]到安全設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測試等流程，并不能成比例縮減，因此需要更頻繁的與OEM、Tier1、電池廠等環(huán)節(jié)互動，從而使客戶甚至在芯片設(shè)計(jì)原型階段就可以開展系統(tǒng)及軟件設(shè)計(jì)，從而加速開發(fā)的左移。同時，采用交鑰匙方案也可以極大加速客戶的開發(fā)過程。

周翔表示，恩智浦盡量采取了平臺可擴(kuò)展架構(gòu)，從而節(jié)省客戶的研發(fā)投入。比如域處理器采用了Arm內(nèi)核，因此很多底層軟件都可以直接復(fù)用。

從系統(tǒng)角度思考，除了可以加速客戶的開發(fā)進(jìn)程之外，還可以為客戶帶來整體性價比的提升。對此李曉鶴表示，盡管新能源車中電池占據(jù)了主要成本，但其他軟件和硬件的優(yōu)化也是重要途徑之一?！氨热缒妇€電壓有400V升到800V，盡管高壓元件的整體成本更高，但考慮到線纜、空間、效率以及續(xù)航等方面，省下的費(fèi)用要遠(yuǎn)超過芯片的支出?！?/p>

為了實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)角度思考，恩智浦分別在天津、上海和重慶開設(shè)了研發(fā)中心和應(yīng)用開發(fā)中心，從而實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)品周期的本地支持，快速滿足客戶需求。

實(shí)際上就在此次媒體會召開之前，恩智浦分別與蔚來和小鵬簽約，加強(qiáng)在電氣化領(lǐng)域深化合作，以系統(tǒng)級解決方案助力中國新能源車企的創(chuàng)新突破。其中最典型的兩個代表案例是：恩智浦最新一代高精度18串ASIL-D電池管理模擬前端IC解決方案將在小鵬汽車實(shí)現(xiàn)全球首發(fā)，并計(jì)劃在2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；恩智浦的高度集成、高能效以及ASIL-D的門極驅(qū)動器，將支持蔚來高端車型的三電系統(tǒng)選型，助力蔚來汽車實(shí)現(xiàn)從IGBT到碳化硅的過度與升級。

對此，恩智浦全球資深副總裁、大中華區(qū)主席李廷偉博士總結(jié)道：“新能源時代為中國車企創(chuàng)造了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。恩智浦在電氣化領(lǐng)域有著全面的技術(shù)平臺和長期投入，我們十分榮幸能夠與新能源頭部廠商持續(xù)合作，深入理解客戶的個性化需求和對下一代產(chǎn)品的定義，成為車廠值得信賴的創(chuàng)新合作伙伴?！?/p>

（本文轉(zhuǎn)載自電子工程世界）