隨著能源消耗的日益加劇，全球氣候變暖問題突出，開發(fā)綠色能源和提倡節(jié)能減排已成為各國共識(shí)。作為能源消費(fèi)大國，我國更是把新能源列入十二五規(guī)劃，作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展。

從能源戰(zhàn)略的角度考慮，未來的汽車電子應(yīng)更加側(cè)重于整車的能耗管理，相比于其他的國家和地區(qū)市場，由于國內(nèi)近年新能源汽車市場的加速發(fā)展，將會(huì)帶動(dòng)針關(guān)于這一市場的汽車電子的需求迅速提升。

大挑戰(zhàn)：電池產(chǎn)品難以滿足汽車需求

電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車的最重要挑戰(zhàn)在于高性能動(dòng)力源技術(shù)未能得到有效解決，現(xiàn)有電池產(chǎn)品難以滿足汽車對壽命、動(dòng)力性能的要求。目前，動(dòng)力鋰電池產(chǎn)品普遍面對以下問題：電池安全性得不到保障、電池容量有限，未能實(shí)現(xiàn)突破、電池循環(huán)壽命短（一個(gè)蓄電池的壽命最多為4年，與燃油汽車的壽命相比太短。鋰動(dòng)力鋰電池價(jià)格高昂，難被接受）、電池質(zhì)量和尺寸制約、充電的技術(shù)和成本問題并未得到解決。

“一個(gè)典型的電動(dòng)汽車(EV)和混合動(dòng)力汽車(HEV)的電池系統(tǒng)要多于100節(jié)單獨(dú)電池，這些電池的大小對電池組的設(shè)計(jì)有很大的影響。采用大的電池就意味著電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮大型尺寸和重量的限制，同時(shí)電池還可能要被分散安裝在汽車的各個(gè)部位。”凌力爾特高級(jí)產(chǎn)品市場工程師GregZimmer就模塊電池設(shè)計(jì)對本刊表示：“一個(gè)多節(jié)電池的電池組通常都采用多“模塊”設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊有12~36節(jié)電池。模塊方法供應(yīng)了一個(gè)可擴(kuò)展的解決方法，允許同一個(gè)模塊應(yīng)用于不同尺寸的電池組和不同車型。模塊設(shè)計(jì)最重要的挑戰(zhàn)是如何在連接模塊和重要電池管理系統(tǒng)(BMS)控制單元之間創(chuàng)建可靠的數(shù)據(jù)連接，這些接口的電壓變化有時(shí)會(huì)超過幾百伏。新一代電池管理產(chǎn)品通過內(nèi)置一個(gè)專為在長電纜上實(shí)現(xiàn)高RF免疫力而設(shè)計(jì)的高速通信接口設(shè)法滿足模塊化系統(tǒng)的要。”

菲尼克斯汽車事業(yè)部相關(guān)負(fù)責(zé)人也對本刊表示：“混合動(dòng)力汽車將會(huì)是過渡到純電動(dòng)汽車的必經(jīng)之路，考慮到我國國內(nèi)汽車市場的發(fā)展情況，預(yù)計(jì)5年之后混合動(dòng)力（輕混）將成為主流。而pHEV及BEV則要經(jīng)過至少5年以上的時(shí)間才可能會(huì)被大多數(shù)用戶接受。但假如關(guān)鍵技術(shù)問題能夠得到解決，不排除市場加速發(fā)展的可能性。”

電池技術(shù)已經(jīng)成為各廠商對電動(dòng)汽車公認(rèn)的難題。英飛凌方面表示：“在新能源汽車行業(yè)，以純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車為例，純電動(dòng)技術(shù)的執(zhí)行取決于電池技術(shù)，可以說電池是一個(gè)壁壘。假如鋰離子電池在壽命、性能和成本上都能達(dá)到倡導(dǎo)者描述的程度，那么純電動(dòng)汽車會(huì)被市場接受。混合動(dòng)力汽車的難度在于對汽車電子特別是發(fā)動(dòng)機(jī)電控和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)地相互配合。”

“電池的重量、價(jià)格、可靠性一直是電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力車發(fā)展的瓶頸。從汽車電子系統(tǒng)方面其實(shí)已經(jīng)沒有特別困難。”飛思卡爾半導(dǎo)體汽車電子高級(jí)市場經(jīng)理康曉敦對《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)》說道：“當(dāng)然除了電池，整車也要有很好的系統(tǒng)集成，也要一定相關(guān)經(jīng)驗(yàn)積累和較長時(shí)間的驗(yàn)證。所以真正要大量被消費(fèi)者接受，還應(yīng)該有一個(gè)較長的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間應(yīng)該是在2020年以后。”

其他挑戰(zhàn)

2011年四月，杭州的一款純電動(dòng)出租車在市內(nèi)運(yùn)營時(shí)，突然發(fā)生自燃，整車在轉(zhuǎn)眼間就被燒毀，從杭州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局給出的調(diào)查結(jié)論可以看出，電動(dòng)汽車整車的系統(tǒng)集成技術(shù)不高，以及動(dòng)力鋰電池運(yùn)行監(jiān)測技術(shù)還不成熟是引發(fā)此次事故的重要原因。

“我國汽車公司與跨國汽車公司在電動(dòng)汽車領(lǐng)域內(nèi)的最大差距就在整車系統(tǒng)集成方面，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)核心競爭力的提升，必然要求國內(nèi)車企牢牢掌握電動(dòng)汽車整車集成技術(shù)。”凹凸科技技術(shù)發(fā)展副總裁張衛(wèi)表示。

電機(jī)控制系統(tǒng)和整車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力車所要面對的重點(diǎn)部分。另外，政府政策上對新能源汽車的未來發(fā)展方向和技術(shù)路線的不確定性，以及整車公司和電網(wǎng)公司或相關(guān)利益集團(tuán)在新能源汽車?yán)骀溕系姆制缫矊π履茉雌囉幸欢ǖ挠绊憽?/p>

根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)的預(yù)估，到2013年，在當(dāng)前補(bǔ)貼政策下，電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車的“性價(jià)比”有望發(fā)生反轉(zhuǎn)。在需求和供給雙方面因素的共同用途下，電動(dòng)汽車很可能迎來市場化的機(jī)遇。

各廠商應(yīng)對策略

目前凹凸科技已針對電動(dòng)汽車，包含鉛酸電池低速電動(dòng)汽車及鋰離子電池電動(dòng)汽車，推出動(dòng)力系統(tǒng)解決方法，包含電池管理系統(tǒng)（BMS）、車載充電機(jī)（Charger）與車載直流電源（DC/DC），2012年更將推出電動(dòng)汽車電機(jī)控制系統(tǒng)（E-Controller）供應(yīng)完整動(dòng)力系統(tǒng)解決方法。[page]

凌力爾特針對電動(dòng)汽車電池組采用的“模塊”方法供應(yīng)了一個(gè)可擴(kuò)展的解決方法，允許同一個(gè)模塊應(yīng)用于不同尺寸的電池組和不同車型。模塊設(shè)計(jì)最重要的挑戰(zhàn)是如何在連接模塊和重要電池管理系統(tǒng)(BMS)控制單元之間創(chuàng)建可靠的數(shù)據(jù)連接，這些接口的電壓變化有時(shí)會(huì)超過幾百伏。新一代電池管理產(chǎn)品通過內(nèi)置一個(gè)專為在長電纜上實(shí)現(xiàn)高RF免疫力而設(shè)計(jì)的高速通信接口設(shè)法滿足模塊化系統(tǒng)的要。凌力爾特已于2011年二月公布了第二代電池組監(jiān)視器LTC6803，這是繼2008年九月所推出并經(jīng)現(xiàn)場驗(yàn)證的第一代器件LTC6802之后，又一突破。

英飛凌在電池系統(tǒng)方面的主動(dòng)平衡解決方法是針對鋰電充放電進(jìn)行主動(dòng)均衡處理的智能型方法，并在海外申請了專利。該方法采用特制變壓器來將電池單體中的能量轉(zhuǎn)移到電池包中，或者在各個(gè)電池包中轉(zhuǎn)移，可以幫助提高能源效率，減少電池單體不一致而出現(xiàn)的問題，并將電池使用時(shí)間提高至少10%，對降低整個(gè)電池系統(tǒng)的成本起到極大用途。另外，英飛凌第四代IGBT功率周次提高了四倍，primepACK和EconoDUAL3等模塊溫度周次比工業(yè)級(jí)大電流模塊IHM提高了四到五倍。其它有用于風(fēng)能和太陽能的先進(jìn)產(chǎn)品，包CoolMOS、SiC二極管、分立IGBT、IGBT模塊以及完善的逆變器產(chǎn)品的，可以抓住這兩類新能源汽車的發(fā)展契機(jī)。

凹凸科技2007年就已開發(fā)出全球第一款用于13節(jié)鋰離子電池的管理芯片(OZ890)。另外，根據(jù)鉛酸電池的充放電特性，凹凸科技已開發(fā)出全球第一款鉛酸電池專用的監(jiān)控和管理芯片MG1288，用于凹凸科技的鉛酸電池管理系統(tǒng)產(chǎn)品，目前已成功應(yīng)用到鉛酸電動(dòng)汽車和鉛酸電動(dòng)自行車中。除了芯片產(chǎn)品外，凹凸科技集團(tuán)也供應(yīng)出色的電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品，包含電池管理系統(tǒng)(BMS)、充電機(jī)(Charger)與車載直流電機(jī)(DC/DC)。例如電池管理系統(tǒng)的專利平衡技術(shù)，就完全解決電池單格落后的問題，智能容量管理，延長電池組壽命達(dá)200%以上。

飛思卡爾正在推廣新一代的基于32位MCU的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)解決方法。同時(shí)在電動(dòng)汽車的應(yīng)用方面（如主動(dòng)安全系統(tǒng)、通訊娛樂系統(tǒng)）也正在陸續(xù)推出很多新的產(chǎn)品和解決方法。“我們單片機(jī)、傳感器、模擬器件等所有汽車電子半導(dǎo)體器件以零缺陷的設(shè)計(jì)理念，均能滿足汽車惡劣環(huán)境的要求。另外，針對汽車產(chǎn)品使用周期較長的特點(diǎn)，我們的很多產(chǎn)品均可滿足最小15年的生命周期”飛思卡爾半導(dǎo)體汽車電子高級(jí)市場經(jīng)理康曉敦表示。

菲尼克斯積極參與充電接口標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，能迅速把握未來產(chǎn)品的方向，同時(shí)積極與充電基礎(chǔ)設(shè)施公司及新能源整車公司開展合作，推動(dòng)產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展。