推动汽车电气化发展，恩智浦都在做什么？

 

汽车电气化的趋势是什么？新能源造车的痛点在哪里？如何从底层创新中获得驱动力？系统解决方案 的价值在哪里？……只有思考清楚了这些问题并付诸行动，才能真正推动汽车电气化的发展。

     

日前，恩智浦举办了2022媒体开放日活动，在活动现场，恩智浦全球副总裁、新能源及驱动系统产品线总经理李晓鹤以及恩智浦大中华区汽车电子市场总监周翔，就恩智浦在汽车电气化领域的布局进行了详细介绍。

 

▲恩智浦全球副总裁、新能源及驱动系统产品线总经理李晓鹤（右）与恩智浦大中华区汽车电子市场总监周翔（左）

 

势不可挡的新能源

 

李晓鹤援引了一些调研机构的数据：2030年全球新能源车普及率将超过50%，而近零排放的目标想在2050年实现，全球的新能源车的普及率应在85%以上。同时，中国已经成为了新能源车的最主要市场，产能占全球的54%，其余则为欧洲26%和美国15%。

 

汽车电气化普及的关键是成本、续航以及充电速度。李晓鹤表示，未来随着电池成本的降低，产能的扩充，C级以上车辆的续航里程将达到800km，同时充电基础设施也会加速革新，5分钟内充电80%的充电桩将会普及，届时对于消费者而言，电动汽车和燃油车的使用体验将趋于一致。

 

新能源车发展需要底层创新

 

芯片的创新将成为汽车电气化普及的关键所在。随着汽车电动化和电气化的演进，未来每辆车中含有的芯片越来越多，相比油车会有数倍增长。而实际上2018年缺芯问题的出现，让人们更加意识到了芯片的重要性。

 

目前，很多汽车领域的创新，都需要围绕芯片来进行。从域控制器到互联，再到ADAS以及新能源，同时包括软件定义、出行即服务等热门概念的兴起，都要依赖配套的涵盖处理器、信号链、功率等相关芯片。

 

“在电气化领域，恩智浦是全球为数不多的可以以交钥匙方案提供整体电控单元系统的公司。产品包括MCU微处理器、模拟前端、栅极驱动器、安全电源管理，以及传感器等。”李晓鹤说道。

 

新能源造车的痛点在哪儿？

 

李晓鹤盘点了目前新能源汽车所遇到的四大痛点：首先，是降低整个生命周期的成本和碳排放；其次，是延长续航里程，加快充电速度；第三是软件定义汽车的新趋势；第四则是需要可伸缩适应百万级产能的平台。

 

在降低生命周期方面，恩智浦通过简化部件成本，加速自动化装配流程，延长电池的使用寿命以及简化二次回收利用来帮助车企降低整个生命周期的成本。在延长续航里程上，恩智浦通过提供800V母线电压解决方案，提供更快的充电速度以及更少的损耗。同时提供更高的功能安全和诊断要求，利用AI和云计算来强化及改进电池的使用方式。而软件定义汽车方面，恩智浦采用了模块化域超算，更多的仿真建模、软件及OTA的支持等等。

 

李晓鹤还表示，供应链的创新在新能源汽车产业链中同样重要。和传统汽车供应链不同，新能源车的供应链呈现网状结构，彼此联系更为紧密。为此，恩智浦和主机厂、电池厂一起来打造创新金三角，这样的结果是其模拟前端销售数量产生了“几何级”增长，累计出货量超过1亿片，在全球排名前20的新能源车企中就有10家采用了恩智浦的方案。

 

功率系统的未来

 

电池是新能源汽车的最重要部分，为此恩智浦正在通过全面创新助力客户。李晓鹤表示，电池系统定义不是孤立的，其技术进步实际上是沿袭着软件和数据的创新，而这些离不开整车电子电气架构的进步。

 

具体而言，随着算力及云越来越普及，域控制器的软件会向上集成，从而电池包中的软件含量会减少，大部分的关于BMS的软件与处理能力会进入域控制器甚至超算单元中，并进行合理分层。“无软件电池就是这么一个概念，以前电池中要有微处理器，算法在电池中执行，然后再通过CAN与域控制器连在一起。而通过域控制器及边缘控制器，算力可以更集中，维护也更加方便。”为此，恩智浦正在与客户协力打造更智能的电池管理芯片，从而帮助客户降低电池包里的软件量，适应整体电气架构的迁徙，比如恩智浦已经开发了一系列CAN转换为BMS菊花链的网关，显著降低了节点微处理器的算力消耗。

 

同时，恩智浦也与初创公司、大学正在围绕云计算的BMS系统，通过云计算、物理模型、物理建模、人工智能等新技术，更准确地估算电池的剩余电量几健康状况，从而提高系统安全性，二次利用效率以及最重要的续航里程。

 

李晓鹤特别强调，BMS的性能不只体现在硬件上，比如电池容量和健康状况等检测还需要更精准的建模和软件能力。

 

李晓鹤还透露了恩智浦正在利用光通信技术，降低BMS的连接线束，从而实现轻量化、易组装等特点。在此方面，李晓鹤特别谈到了他对于无线BMS的看法。“无线BMS实际上只是将CAN更换为无线通信协议，并不牵扯到BMS的核心。此外BMS要管理的电池模组众多，很难保证模组间的同步性、实时性以及功能安全特性等。”李晓鹤认为，无线通信只是一种技术路线的探索，实际上恩智浦采用的光通信技术同样可以解决线束、装配等问题。“未来一定是百花齐放的，最后选择何种通信协议要根据应用场景而定。比如中国市场流行的C2P、C2C等装配方式，对于灵活性的装配需求不高。但在大模组的情况下，无线会体现出独特的优势。”

 

此外，恩智浦还在推进电池的电子护照技术，从而帮助电池实现更可靠的二次开发与利用，以及在V2G、安全支付等方案上的前期研究工作。

 

“从电池的创新来看，恩智浦实现了全生命周期的闭环维护，而不只是一个简单的生产。”李晓鹤总结道。

 

除了BMS电池管理之外，完整的电气化还包括充电管理及逆变。为了提升效率及减少损耗，碳化硅逐渐成为主流的功率器件，恩智浦则为此提供了一系列配套的逆变解决方案，涵盖充电桩、车载充电机以及逆变等各类应用。

 

系统角度的思考

 

为了满足消费者快速增长的需求，新能源汽车的平台开发周期已经从四年缩减到了两年，然而汽车芯片的开发因为要考虑到安全设计、验证、测试等流程，并不能成比例缩减，因此需要更频繁的与OEM、Tier1、电池厂等环节互动，从而使客户甚至在芯片设计原型阶段就可以开展系统及软件设计，从而加速开发的左移。同时，采用交钥匙方案也可以极大加速客户的开发过程。

 

周翔表示，恩智浦尽量采取了平台可扩展架构，从而节省客户的研发投入。比如域处理器采用了Arm内核，因此很多底层软件都可以直接复用。

 

从系统角度思考，除了可以加速客户的开发进程之外，还可以为客户带来整体性价比的提升。对此李晓鹤表示，尽管新能源车中电池占据了主要成本，但其他软件和硬件的优化也是重要途径之一。“比如母线电压有400V升到800V，尽管高压元件的整体成本更高，但考虑到线缆、空间、效率以及续航等方面，省下的费用要远超过芯片的支出。”

 

为了实现从系统角度思考，恩智浦分别在天津、上海和重庆开设了研发中心和应用开发中心，从而实现全产品周期的本地支持，快速满足客户需求。

 

实际上就在此次媒体会召开之前，恩智浦分别与蔚来和小鹏签约，加强在电气化领域深化合作，以系统级解决方案助力中国新能源车企的创新突破。其中最典型的两个代表案例是：恩智浦最新一代高精度18串ASIL-D电池管理模拟前端IC解决方案将在小鹏汽车实现全球首发，并计划在2023年实现量产；恩智浦的高度集成、高能效以及ASIL-D的门极驱动器，将支持蔚来高端车型的三电系统选型，助力蔚来汽车实现从IGBT到碳化硅的过度与升级。

 

对此，恩智浦全球资深副总裁、大中华区主席李廷伟博士总结道：“新能源时代为中国车企创造了前所未有的发展机遇。恩智浦在电气化领域有着全面的技术平台和长期投入，我们十分荣幸能够与新能源头部厂商持续合作，深入理解客户的个性化需求和对下一代产品的定义，成为车厂值得信赖的创新合作伙伴。”