節(jié)能減排提高燃油效率強(qiáng)力助推新能源汽車技術(shù)提速

時間:2013-11-26

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語: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,成為市場發(fā)展的強(qiáng)力推動者。

2009年,中國汽車產(chǎn)銷量躍居世界第一,同時乘用車電子產(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,全球各國在經(jīng)濟(jì)刺激計劃中,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,成為市場發(fā)展的強(qiáng)力推動者。

動力電池性能的改善,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,推動混合動力汽車、插電式混合動力汽車以及純電動汽車為代表的電驅(qū)汽車在市場中取得成功,目前混合動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)動系統(tǒng)、整車動力控制系統(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,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)

電子技術(shù)在推動汽車產(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)

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)。其中動力電池技術(shù)是全球新能源汽車所面臨的一個共同技術(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,但純電動車的續(xù)時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車?yán)m(xù)時里程,充電站布局、數(shù)量等基礎(chǔ)建設(shè)也需要配套到位。同時充電時間的問題,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關(guān)鍵技術(shù)問題(針對混合動力汽車),就是發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的自主開發(fā)和應(yīng)用。目前國內(nèi)混合動力汽車的發(fā)動機(jī)主要是借用傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機(jī),基本上是通過控制節(jié)氣門開度來實現(xiàn)發(fā)動機(jī)和電機(jī)的動力混合(也包括發(fā)動機(jī)的啟停技術(shù)),沒有從根本上專門開發(fā)專用的混合動力汽車發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)。

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政策的出臺和落實,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),都在大力培植這個新興市場,預(yù)計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,同時巨大的新能源車市場預(yù)期帶給整個業(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。

HP1重485g(72x140x17mm)3半橋合一的設(shè)計,650V400A最大驅(qū)動能力,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,以650V800A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,電動汽車大致可以分為三類:混合動力、燃料電池和電動車。電動汽車存在著一個通用性的問題—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力車。混合動力與傳統(tǒng)發(fā)動機(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)是混合動力汽車和電動車的關(guān)鍵所在。即使是市場呼聲比較高的混合動力汽車,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。而對純電動車的混合動力來講,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)然因為電動車的環(huán)保優(yōu)勢,各國政府均在采取鼓勵政策。我們也希望電動車市場能夠盡快有長足的發(fā)展。

最新的電子動力系統(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,并將更多引擎動力傳輸?shù)铰访妗ow思卡爾在電子汽油發(fā)動機(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)、動力管理組件和動力制動器驅(qū)動,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)品定價等,同時與奇瑞和東風(fēng)合作的汽車電子聯(lián)合實驗室,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。

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