從前保險(xiǎn)杠到后保險(xiǎn)杠，從車(chē)頂?shù)杰?chē)輪，汽車(chē)上使用的高效創(chuàng)新型半導(dǎo)體技術(shù)越來(lái)越多

如今的車(chē)輛可能配備了 200 到 2000 顆半導(dǎo)體芯片用于供電、傳感和信息處理，旨在確保我們的安全。半導(dǎo)體的創(chuàng)新成果可助力汽車(chē)制造商打造技術(shù)先進(jìn)的車(chē)輛。

但是，這種先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)對(duì)駕駛員有什么影響呢？接下來(lái)，讓我們聽(tīng)聽(tīng)德州儀器 (TI) 汽車(chē)系統(tǒng)工程和市場(chǎng)總監(jiān) Fern Yoon 的自述吧。

作為一名汽車(chē)半導(dǎo)體行業(yè)的從業(yè)者，我深感榮幸，因?yàn)槲壹仁且幻剿鬈?chē)輛功能需求的駕駛員，也是一名影響汽車(chē)制造商如何采用技術(shù)設(shè)計(jì)未來(lái)汽車(chē)的工程師。如今，駕駛員對(duì)車(chē)輛的期望與 20 年前大不相同。過(guò)去，駕駛員最關(guān)心的是如何從一個(gè)地方到達(dá)另一個(gè)地方。他們更重視行車(chē)的安全性，以及到達(dá)目的地的速度。

而如今，人們需要將車(chē)輛作為移動(dòng)的工具。駕駛員現(xiàn)在期望的是能夠提供舒適性和便利性的車(chē)輛功能，例如可以幫助實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛或溫控座椅的傳感器。駕駛員還希望配有能提高安全性和智能性的車(chē)輛功能，例如可以檢測(cè)乘員或遺留物品的環(huán)視攝像頭或系統(tǒng)。隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，可持續(xù)性也成為當(dāng)務(wù)之急。德州儀器 (TI) 的創(chuàng)新技術(shù)正在幫助大家實(shí)現(xiàn)這些愿景，使車(chē)輛更智能、更安全。

系統(tǒng)演進(jìn)

在半導(dǎo)體創(chuàng)新的推動(dòng)下，汽車(chē)系統(tǒng)不斷發(fā)展，致力于提供更安全、更愉悅的駕駛體驗(yàn)。接下來(lái)，讓我們看看其中一些系統(tǒng)：

先進(jìn)的電池管理系統(tǒng) (BMS) 能夠更精確地顯示電池的充電和健康狀態(tài)，從而幫助駕駛員延長(zhǎng)行駛里程。電池監(jiān)測(cè)技術(shù)的改進(jìn)將提升電動(dòng)汽車(chē)電池的續(xù)航里程并重新規(guī)劃充電布局，同時(shí)整合了直流快速充電或可更換電池等功能，因此可以縮短電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間，并減低總體成本。

提升無(wú)線 BMS、牽引逆變器、車(chē)載充電器、直流/直流充電器以及加熱和制冷系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)的效率，并減輕其重量，可以進(jìn)一步延長(zhǎng)駕駛員單次充電達(dá)到的續(xù)航里程。

能支持高達(dá) 800V 電壓的電力電子器件，可以實(shí)現(xiàn)高效的功率轉(zhuǎn)換并提高功率密度，并提供隔離功能，為更快、更高效的充電提供更多選擇。

高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 需要可靠且智能的技術(shù)，使車(chē)輛能夠通過(guò)攝像頭和雷達(dá)傳感器準(zhǔn)確地感知周?chē)氖澜?，可靠、安全地傳輸傳感器?shù)據(jù)，并處理和傳輸數(shù)據(jù)以支持實(shí)時(shí)決策。

這些系統(tǒng)或電子控制單元 (ECU) 的結(jié)構(gòu)也在發(fā)生變化。電氣/電子架構(gòu)正朝著區(qū)域架構(gòu)的方向演進(jìn)，這種架構(gòu)會(huì)根據(jù) ECU 在汽車(chē)中的位置而不是其功能來(lái)進(jìn)行控制。以前無(wú)法集成的系統(tǒng)（如 ADAS 和空調(diào)系統(tǒng)）現(xiàn)在已實(shí)現(xiàn)本地化集成，從而降低了復(fù)雜性，并能夠通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)多種功能和特性。軟件定義的車(chē)輛架構(gòu)需要快速安全的通信網(wǎng)絡(luò)、高精度的傳感器、智能高效的負(fù)載執(zhí)行器、高效的配電以及高性能的集中式計(jì)算系統(tǒng)。

六大基礎(chǔ)技術(shù)

以下六大基礎(chǔ)技術(shù)能夠推動(dòng)這些系統(tǒng)的發(fā)展，以幫助創(chuàng)造更安全、更智能的車(chē)輛：

1. 先進(jìn)的傳感技術(shù)。從電壓感應(yīng)到倒車(chē)攝像頭，傳感技術(shù)在整個(gè)車(chē)輛的安全性和可靠性方面起著至關(guān)重要的作用。例如，精確的雷達(dá)、電流、電壓和位置感應(yīng)。

2. 電源技術(shù)。在整個(gè)車(chē)輛中，電源技術(shù)需要在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和更高的效率。例如，考慮采用緊湊型封裝的集成式解決方案，通過(guò)高效開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器降低熱管理需求，通過(guò)診斷功能提供更好地的保護(hù)。

3. 高壓系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)目標(biāo)需要高達(dá) 800V 及以上的高壓系統(tǒng)。TI 的高壓技術(shù)可以提供高性能和可靠性來(lái)增強(qiáng)安全性。例如，采用隔離技術(shù)和尖端的功率轉(zhuǎn)換拓?fù)洹?/p>

4. 安全的數(shù)據(jù)傳輸。需要在汽車(chē)內(nèi)外發(fā)送的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大。TI 的接口產(chǎn)品組合可以在不影響信號(hào)完整性的情況下提供安全數(shù)據(jù)傳輸所需的帶寬。例如，通過(guò)有線和無(wú)線解決方案提供隨數(shù)據(jù)需求擴(kuò)展的靈活帶寬。

5. 電機(jī)控制。符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)的器件為多個(gè)電機(jī)控制用例帶來(lái)了可靠性和可擴(kuò)展性。例如，具有控制算法的集成微控制器、帶有集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以及用于支持精確運(yùn)動(dòng)的傳感集成電路。

6. 處理技術(shù)。如果不采用車(chē)輛的大腦——處理技術(shù)，車(chē)輛便不可能變得更加智能。無(wú)論是簡(jiǎn)單的功能，還是能夠支持先進(jìn)自動(dòng)駕駛應(yīng)用的復(fù)雜處理，都需要用到處理技術(shù)。

如今汽車(chē)的發(fā)展不再像 20 年前那樣受限，我迫不及待想看看 20 年后它們還可以實(shí)現(xiàn)什么。讓駕駛更安全，車(chē)輛更經(jīng)濟(jì)實(shí)用，用戶體驗(yàn)更卓越等等僅僅是開(kāi)端。我很期待看到半導(dǎo)體將繼續(xù)推動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展并重新定義駕駛體驗(yàn)。