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NXP:从芯片角度看汽车产业四大变化

11/04 08:24 作者:TechSugar
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文︱编辑部

图︱NXP

汽车产业正迎来百年未有之变局。在“双碳”目标下,新能源汽车普及速度势不可挡。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认为,按2050年实现近零排放目标,2030年全球新能源汽车普及率应该超过85%。而在中国,新能源车的普及甚至已经超过了该目标所要求的速度。

在新能源智能汽车狂飙之下,整个市场的逻辑正在重塑,汽车的供应链和价值链正强力转型,汽车产业从业者必须转变思维模式,才能适应发展的需求。李晓鹤认为,有四个变化值得关注。

首先,产业需将对汽车成本及碳排放的管理从造车阶段延伸到整个生命周期,节能减排理念贯彻更加深入;其次,产品开发周期从之前4年缩短到了两年,因而对技术迭代能力、创新能力和创新体系都提出了更高要求;第三,新能源汽车生产平台将从十万升至百万级,对质量体系、供货体系,全球支持体系和商务体系都将产生重大影响;最后, 软件定义边界条件,造车的核心技术从钢铁变成软件,必将使得造车的方式方法、迭代速度和管理模式发生巨变。

芯片企业在这次汽车产业巨变过程中的地位日益重要,无论是节能还是控制成本,无论是开发周期缩短,还是平台规模升级,以及最重要的软件定义汽车,都离不开芯片的力量。在汽车产量下降的背景下,出现的“缺芯”现象尤其值得分析,李晓鹤认为产量下降而芯片需求增加的最重要的原因是汽车电动化和智能化导致的汽车电子和汽车工程的腾飞。他说:“汽车自动驾驶级别从L2到L4,电子需求量要增加一倍;把燃油车升级到电动车,电子需求量也会增长一倍;当汽车进一步智能化、信息化,把所有功能都加上的时候,电子需求量可能是3到4倍甚至更高的增长,每一辆汽车中使用的芯片数量在几何级增长。”

作为全球领先的汽车芯片系统级解决方案供应商,恩智浦可以提供汽车电气化应用中几乎所有的芯片方案,包括电机控制、域控制器、电池管理系统DC/DC转换器,具体产品有MCU微处理器、模拟前端、栅极驱动器、安全电源管理、车载网络以及传感器等。

针对汽车产业面临的四个变化,恩智浦提供了全面的解决方案,帮助新能源车企应对挑战。

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;电驱动效能对延长续航历程最重要,通过恩智浦的电驱800V碳化硅方案,可以大幅提升电驱动的效能,同时还可以利用恩智浦的芯片实现电池模组的功能安全与诊断,并利用人工智能算法来改进电池使用方式;通过模块化域控制器的普及,以及越来越多在线更新OTA的应用和整车建模,让软件定义汽车程度不断加深;而恩智浦模拟前端的销售数量在过去的5-6年中产生了几何级数的增长,出货量已经超过1亿颗,多年来在汽车质量、供应和服务体系积累的经验与资源,为恩智浦客户打造百万级平台方案奠定了坚实的硬件基础。

软件定义电池就是一个典型案例,未来电池的演进,主要是软件和数据的演进,而软件数据的演进则取决于整车的电子电气架构。未来,当车载超算越来越普及的时候,连接单元也越来越发达,因为它要和云能产生连接。域控制器的软件会向上集成,即在电池包里的软件会越来越少,而大部分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。在分层中,通过打造更智能的电池管理芯片,恩智浦与客户一起实现电池包软件量的降低,去适应整体电气架构的迁徙过程。在不同的节点上,无论是在云连接、域控制器的软件向上集成,还是在电池包的智能化、集成化方面,恩智浦都做了相应的工作。

此外,通过现有的电池参考设计、云网关的参考设计以及和大学研究机构的协同开发,恩智浦正在与合作单位开发BMS云计算的原型,即如何通过云计算、物理建模、人工智能来更好、更准确地估算电池的剩余电量以延长续航里程,更准确估算电池的健康状况以提高安全性和二次利用的效率。

借助芯片技术,也可以优化电池生命周期成本和碳排放。这样的优化包括在生产端的优化,例如用光通讯BMS的方式,降低线束的数量,解决组装的复杂性并实现自动组装。可以通过高集成度的智能化芯片组,降低外围BOM的数量。

同时,高效能功率器件和高性能BMS,可以在第一生命周期当中,让电池更有效地被利用,提高电驱的效率,提高电池的寿命,提高SoC的精度,每次充电后车可以行驶得更远。而在电池维护时,可以通过云计算增强SoH的精度,并且使用云连接能够更好地做OTA的软件更新。

而利用芯片技术来实现的电池护照,可以让动力电池更好地被二次利用,例如应用到智能电网和ESS中,储能用得越好,总应用成本越低。

李晓鹤表示,展望2030年,新能源汽车主导之后,对电池技术也将产生深远影响,换电也许会更加普及,BMS需要具备更长、更好地延长电池使用寿命的能力。充电电压至1250V的快充将会上市,包括从600KW到3MW的大功率充电设备,在这样的快充模式下,基于人工智能和云计算的软件算法会更加普及。由于L4自动驾驶的要求,更多的双400V冗余电池系统会出现,也会看到双400V与800V电池的混用情况。

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