推動(dòng)汽車電氣化發(fā)展，恩智浦都在做什么？

汽車電氣化的趨勢(shì)是什么？新能源造車的痛點(diǎn)在哪里？如何從底層創(chuàng)新中獲得驅(qū)動(dòng)力？系統(tǒng)解決方案 的價(jià)值在哪里？……只有思考清楚了這些問(wèn)題并付諸行動(dòng)，才能真正推動(dòng)汽車電氣化的發(fā)展。

日前，恩智浦舉辦了2022媒體開放日活動(dòng)，在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，恩智浦全球副總裁、新能源及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品線總經(jīng)理李曉鶴以及恩智浦大中華區(qū)汽車電子市場(chǎng)總監(jiān)周翔，就恩智浦在汽車電氣化領(lǐng)域的布局進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

▲恩智浦全球副總裁、新能源及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品線總經(jīng)理李曉鶴（右）與恩智浦大中華區(qū)汽車電子市場(chǎng)總監(jiān)周翔（左）

勢(shì)不可擋的新能源

李曉鶴援引了一些調(diào)研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)：2030年全球新能源車普及率將超過(guò)50%，而近零排放的目標(biāo)想在2050年實(shí)現(xiàn)，全球的新能源車的普及率應(yīng)在85%以上。同時(shí)，中國(guó)已經(jīng)成為了新能源車的最主要市場(chǎng)，產(chǎn)能占全球的54%，其余則為歐洲26%和美國(guó)15%。

汽車電氣化普及的關(guān)鍵是成本、續(xù)航以及充電速度。李曉鶴表示，未來(lái)隨著電池成本的降低，產(chǎn)能的擴(kuò)充，C級(jí)以上車輛的續(xù)航里程將達(dá)到800km，同時(shí)充電基礎(chǔ)設(shè)施也會(huì)加速革新，5分鐘內(nèi)充電80%的充電樁將會(huì)普及，屆時(shí)對(duì)于消費(fèi)者而言，電動(dòng)汽車和燃油車的使用體驗(yàn)將趨于一致。

新能源車發(fā)展需要底層創(chuàng)新

芯片的創(chuàng)新將成為汽車電氣化普及的關(guān)鍵所在。隨著汽車電動(dòng)化和電氣化的演進(jìn)，未來(lái)每輛車中含有的芯片越來(lái)越多，相比油車會(huì)有數(shù)倍增長(zhǎng)。而實(shí)際上2018年缺芯問(wèn)題的出現(xiàn)，讓人們更加意識(shí)到了芯片的重要性。

目前，很多汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新，都需要圍繞芯片來(lái)進(jìn)行。從域控制器到互聯(lián)，再到ADAS以及新能源，同時(shí)包括軟件定義、出行即服務(wù)等熱門概念的興起，都要依賴配套的涵蓋處理器、信號(hào)鏈、功率等相關(guān)芯片。

“在電氣化領(lǐng)域，恩智浦是全球?yàn)閿?shù)不多的可以以交鑰匙方案提供整體電控單元系統(tǒng)的公司。產(chǎn)品包括MCU微處理器、模擬前端、柵極驅(qū)動(dòng)器、安全電源管理，以及傳感器等?！崩顣扎Q說(shuō)道。

新能源造車的痛點(diǎn)在哪兒？

李曉鶴盤點(diǎn)了目前新能源汽車所遇到的四大痛點(diǎn)：首先，是降低整個(gè)生命周期的成本和碳排放；其次，是延長(zhǎng)續(xù)航里程，加快充電速度；第三是軟件定義汽車的新趨勢(shì)；第四則是需要可伸縮適應(yīng)百萬(wàn)級(jí)產(chǎn)能的平臺(tái)。

在降低生命周期方面，恩智浦通過(guò)簡(jiǎn)化部件成本，加速自動(dòng)化裝配流程，延長(zhǎng)電池的使用壽命以及簡(jiǎn)化二次回收利用來(lái)幫助車企降低整個(gè)生命周期的成本。在延長(zhǎng)續(xù)航里程上，恩智浦通過(guò)提供800V母線電壓解決方案，提供更快的充電速度以及更少的損耗。同時(shí)提供更高的功能安全和診斷要求，利用AI和云計(jì)算來(lái)強(qiáng)化及改進(jìn)電池的使用方式。而軟件定義汽車方面，恩智浦采用了模塊化域超算，更多的仿真建模、軟件及OTA的支持等等。

李曉鶴還表示，供應(yīng)鏈的創(chuàng)新在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中同樣重要。和傳統(tǒng)汽車供應(yīng)鏈不同，新能源車的供應(yīng)鏈呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，彼此聯(lián)系更為緊密。為此，恩智浦和主機(jī)廠、電池廠一起來(lái)打造創(chuàng)新金三角，這樣的結(jié)果是其模擬前端銷售數(shù)量產(chǎn)生了“幾何級(jí)”增長(zhǎng)，累計(jì)出貨量超過(guò)1億片，在全球排名前20的新能源車企中就有10家采用了恩智浦的方案。

功率系統(tǒng)的未來(lái)

電池是新能源汽車的最重要部分，為此恩智浦正在通過(guò)全面創(chuàng)新助力客戶。李曉鶴表示，電池系統(tǒng)定義不是孤立的，其技術(shù)進(jìn)步實(shí)際上是沿襲著軟件和數(shù)據(jù)的創(chuàng)新，而這些離不開整車電子電氣架構(gòu)的進(jìn)步。

具體而言，隨著算力及云越來(lái)越普及，域控制器的軟件會(huì)向上集成，從而電池包中的軟件含量會(huì)減少，大部分的關(guān)于BMS的軟件與處理能力會(huì)進(jìn)入域控制器甚至超算單元中，并進(jìn)行合理分層。“無(wú)軟件電池就是這么一個(gè)概念，以前電池中要有微處理器，算法在電池中執(zhí)行，然后再通過(guò)CAN與域控制器連在一起。而通過(guò)域控制器及邊緣控制器，算力可以更集中，維護(hù)也更加方便。”為此，恩智浦正在與客戶協(xié)力打造更智能的電池管理芯片，從而幫助客戶降低電池包里的軟件量，適應(yīng)整體電氣架構(gòu)的遷徙，比如恩智浦已經(jīng)開發(fā)了一系列CAN轉(zhuǎn)換為BMS菊花鏈的網(wǎng)關(guān)，顯著降低了節(jié)點(diǎn)微處理器的算力消耗。

同時(shí)，恩智浦也與初創(chuàng)公司、大學(xué)正在圍繞云計(jì)算的BMS系統(tǒng)，通過(guò)云計(jì)算、物理模型、物理建模、人工智能等新技術(shù)，更準(zhǔn)確地估算電池的剩余電量幾健康狀況，從而提高系統(tǒng)安全性，二次利用效率以及最重要的續(xù)航里程。

李曉鶴特別強(qiáng)調(diào)，BMS的性能不只體現(xiàn)在硬件上，比如電池容量和健康狀況等檢測(cè)還需要更精準(zhǔn)的建模和軟件能力。

李曉鶴還透露了恩智浦正在利用光通信技術(shù)，降低BMS的連接線束，從而實(shí)現(xiàn)輕量化、易組裝等特點(diǎn)。在此方面，李曉鶴特別談到了他對(duì)于無(wú)線BMS的看法?！盁o(wú)線BMS實(shí)際上只是將CAN更換為無(wú)線通信協(xié)議，并不牽扯到BMS的核心。此外BMS要管理的電池模組眾多，很難保證模組間的同步性、實(shí)時(shí)性以及功能安全特性等?！崩顣扎Q認(rèn)為，無(wú)線通信只是一種技術(shù)路線的探索，實(shí)際上恩智浦采用的光通信技術(shù)同樣可以解決線束、裝配等問(wèn)題?！拔磥?lái)一定是百花齊放的，最后選擇何種通信協(xié)議要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景而定。比如中國(guó)市場(chǎng)流行的C2P、C2C等裝配方式，對(duì)于靈活性的裝配需求不高。但在大模組的情況下，無(wú)線會(huì)體現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)?！?/p>

此外，恩智浦還在推進(jìn)電池的電子護(hù)照技術(shù)，從而幫助電池實(shí)現(xiàn)更可靠的二次開發(fā)與利用，以及在V2G、安全支付等方案上的前期研究工作。

“從電池的創(chuàng)新來(lái)看，恩智浦實(shí)現(xiàn)了全生命周期的閉環(huán)維護(hù)，而不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的生產(chǎn)?！崩顣扎Q總結(jié)道。

除了BMS電池管理之外，完整的電氣化還包括充電管理及逆變。為了提升效率及減少損耗，碳化硅逐漸成為主流的功率器件，恩智浦則為此提供了一系列配套的逆變解決方案，涵蓋充電樁、車載充電機(jī)以及逆變等各類應(yīng)用。

系統(tǒng)角度的思考

為了滿足消費(fèi)者快速增長(zhǎng)的需求，新能源汽車的平臺(tái)開發(fā)周期已經(jīng)從四年縮減到了兩年，然而汽車芯片的開發(fā)因?yàn)橐紤]到安全設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測(cè)試等流程，并不能成比例縮減，因此需要更頻繁的與OEM、Tier1、電池廠等環(huán)節(jié)互動(dòng)，從而使客戶甚至在芯片設(shè)計(jì)原型階段就可以開展系統(tǒng)及軟件設(shè)計(jì)，從而加速開發(fā)的左移。同時(shí)，采用交鑰匙方案也可以極大加速客戶的開發(fā)過(guò)程。

周翔表示，恩智浦盡量采取了平臺(tái)可擴(kuò)展架構(gòu)，從而節(jié)省客戶的研發(fā)投入。比如域處理器采用了Arm內(nèi)核，因此很多底層軟件都可以直接復(fù)用。

從系統(tǒng)角度思考，除了可以加速客戶的開發(fā)進(jìn)程之外，還可以為客戶帶來(lái)整體性價(jià)比的提升。對(duì)此李曉鶴表示，盡管新能源車中電池占據(jù)了主要成本，但其他軟件和硬件的優(yōu)化也是重要途徑之一。“比如母線電壓有400V升到800V，盡管高壓元件的整體成本更高，但考慮到線纜、空間、效率以及續(xù)航等方面，省下的費(fèi)用要遠(yuǎn)超過(guò)芯片的支出?！?/p>

為了實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)角度思考，恩智浦分別在天津、上海和重慶開設(shè)了研發(fā)中心和應(yīng)用開發(fā)中心，從而實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)品周期的本地支持，快速滿足客戶需求。

實(shí)際上就在此次媒體會(huì)召開之前，恩智浦分別與蔚來(lái)和小鵬簽約，加強(qiáng)在電氣化領(lǐng)域深化合作，以系統(tǒng)級(jí)解決方案助力中國(guó)新能源車企的創(chuàng)新突破。其中最典型的兩個(gè)代表案例是：恩智浦最新一代高精度18串ASIL-D電池管理模擬前端IC解決方案將在小鵬汽車實(shí)現(xiàn)全球首發(fā)，并計(jì)劃在2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；恩智浦的高度集成、高能效以及ASIL-D的門極驅(qū)動(dòng)器，將支持蔚來(lái)高端車型的三電系統(tǒng)選型，助力蔚來(lái)汽車實(shí)現(xiàn)從IGBT到碳化硅的過(guò)度與升級(jí)。

對(duì)此，恩智浦全球資深副總裁、大中華區(qū)主席李廷偉博士總結(jié)道：“新能源時(shí)代為中國(guó)車企創(chuàng)造了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。恩智浦在電氣化領(lǐng)域有著全面的技術(shù)平臺(tái)和長(zhǎng)期投入，我們十分榮幸能夠與新能源頭部廠商持續(xù)合作，深入理解客戶的個(gè)性化需求和對(duì)下一代產(chǎn)品的定義，成為車廠值得信賴的創(chuàng)新合作伙伴?！?/em>