新能源汽车电气化创新：四大系统是核心！

一直以来，汽车都在向更安全、更高效、更环保的方向发展。不论是在传统的内燃机时代，还是在向混合动力汽车和纯电动汽车的迈进过程中。

通往零排放的“四大核心”创新

德州仪器(TI)中国区汽车业务部总经理张磊表示，越来越多的汽车从双擎内燃机加上电力马达两个驱动引擎往纯电动方向发展。如何提高电力发动机马达的效率，让板上充电的时间更短，如何计算行驶里程精度，是纯电动汽车非常重要的技术。某种程度而言，汽车的发展也是汽车引擎的发展，走向零排放伴随着I、D、B、O技术的发展。

I代表INV电力动力输入系统，使电力转化成动力的主要转换系统。
D代表DC/DC板上电源管理系统，纯电系统下电源管理非常重要。
B代表BMS电池管理充放电，电池管理的精度测量。
O代表OBC板上充电系统，纯电车以及插电式混合需要板上充电系统保持效率。
这是现在纯电和混合动力汽车最重要的四大动力引擎，是保证整个系统能够高效、节能、绿色运营的基本。

就插电式混合动力汽车和纯电动汽车而言，所有电气化的目的是为了加速电动汽车和动力总成设计创新，减少排放，减轻重量并通过减少机械部件提高汽车效率。

“以电力马达驱动的发动机管理系统、传动系统、助力转向系统和传感部件系统为代表的四大核心部分是新能源汽车的痛点所在，需要更多的创新。”张磊表示。

车辆电气化：监控和保护是重中之重

“在车辆电气化的过程中，更精密、更安全、更可靠的监控和保护必不可少。”TI中国区汽车电子技术应用经理师英表示，TI近日推出经过全面测试的电池管理和牵引逆变器系统参考设计，以及具有先进监控和保护功能的新型模拟电路，能够使混合动力电动汽车和电动汽车续航时间更长。

• 电池管理系统（BMS）参考设计，可扩展至6串至96串的电池监控电路，采用先进的BQ79606A-Q1精密电池监控器和均衡器。该设计以菊花链配置实现电池监控，从而为3串至378串、12 V至1.5 kV锂离子电池组创建高度准确和可靠的系统设计。BQ79606A-Q1电池监控器具有安全状态通信功能，可帮助系统设计人员满足汽车安全完整性等级D（ASIL-D）的要求。
• 为保护动力总成系统（如48 V起动发电机）免于过热，TI推出了TMP235-Q1 精密模拟输出温度传感器。这款低功耗、低静态电流（9μA）器件具有高精度（在-40°C至150°C的整个工作温度范围内具有±0.5°C的典型值和±2.5°C的最大精度），有助于牵引逆变器系统对温度波动做出反应，并采用适当的热管理技术。
• 具备先进保护功能，无需牺牲牵引逆变器系统的空间的UCC21710-Q1隔离式SiC和IGBT栅极驱动器。这是首例集成了绝缘栅双极晶体管(IGBT)和碳化硅(SiC)FET传感功能的隔离式栅极驱动器，可在高达1.5 KVRMS的应用中实现更高的系统可靠性，并具有超出12.8 kV的隔离浪涌保护功能(规定的隔离电压为5.7KV)。它们还可以提供快速检测，以防止发生过流现象，同时确保系统安全关闭。
• 为直接从汽车的12V电池为新的栅极驱动器供电，TI还推出了紧凑型偏置电源功率级IGBT/SiC栅极驱动器参考设计，包括反极性保护、电瞬态钳位、过压和欠压保护电路、以及新型100V/1A同步降压转换器LM5180-Q1，具有极低的10μA典型待机静态电流。
• 基于碳化硅的三相AC/DC双向转换的参考设计。其工作效率，电源转换效率可以达到98%，基于碳化硅技术，在目前功率器件技术水平之上可以提供最大化的功率密度和能量密度，满足Combo-1电动汽车充电标准，800V直流充电可以输出高达10kW的输出功率。

师英谈到，汽车安全是系统级的完备的安全保障系统，每一个环节都该受到重视。TI可以提供10万多种器件，几乎能覆盖所有的模拟器件以及数字信号处理，因此可以从系统层面提供保护，同时注重芯片级别的多重安全保护，比单一的器件供应商更有优势。

布局汽车电子五大系统

通过三十多年对汽车行业的投入，TI致力于提供基于半导体集成电路的系统级解决方案。据张磊介绍，汽车电子系统主要分为五大类：

首先是传统的被动安全系统，包括ABS系统和安全气囊系统，TI在这方面已经取得了较大的市场份额。

而随着汽车电子化的不断演进，汽车向更智能、更高效、更安全、更绿色的方向发展。按这一演进路线，TI将汽车电子业务分成新的四大部分：

• 先进的驾驶辅助系统（ADAS系统）。TI在ADAS系统上，除了自动泊车、盲点检测功能以外，还致力于无人驾驶L4以及更高技术的研发和储备。产品方面拥有77GHz毫米波雷达和汽车处理级芯片，可以推进ADAS应用不断演进。
• 汽车电子和照明。LED照明越来越成为主流。TI的投影技术可以应用到汽车照明，包括前灯、车内的娱乐系统，可以提供100万像素的前灯方案，是TI独创且独有的技术。
• 信息娱乐系统和集群信息交换系统。这是现在最流行的汽车娱乐和信息系统的交互方式。随着技术的演进，整个系统会从模拟仪表盘向数字仪表盘过渡，以后会看到越来越多的TI DLP抬头显示，能够和娱乐、导航结合，使得整个驾乘体验和驾驶安全性更好。此外，驾驶座舱一体式娱乐信息是未来趋势，更多的整合、交互系统都是未来的潜力所在。
• 新能源汽车和动力汽车的创新和布局。在这个领域上，TI致力于使能源汽车更高效，更节能和更安全。