智能电动车，智驱新未来—安森美、安费诺电动车解决之道
发布于2023-12-11
中国汽车行业的变革
能源问题以及可持续发展等绿色环保理念正逐步引起世界各国尤其是传统工业国家的高度关注，为了应对气候变暖已经环境污染，推进能源革命，推动低碳绿色发展，节能减排、绿色发展已成为世界各国的发展战略的重中之重， “碳达峰、碳中和”已成为众多国家和地区的重要政策目标。新能源汽车作为电动化的代表，是实现“低碳绿色发展”的重要途径之一，采用电能替代传统的汽油，可以实现“零”排放，对于控碳和改善空气质量具有积极的意义。
随着汽车电动化渗透率的不断提升，电动车的数字化、智能化、网联化已成为不可逆转的潮流，各大汽车厂商积极参与新能源汽车产业的转型浪潮，智能化是集环境感知、规划决策、多级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，已经成为未来竞争的胜负手。其中，高级辅助驾驶、智能座舱、智能网联、高级影音娱乐、车云服务已经成为车载智能化的重要体现。由模拟到数字化的转变也已成为汽车变革的显著标志。
近年来，新能源汽车市场保持出高速发展态势，2023年国内电动车销量为800多万辆，相较于2022年预计实现两位数增长，保持快速稳定的增长态势。随着全球气候变化和环境污染日益严重以及我国政府对新能源汽车产业给予了大力支持，当前，随着续航里程、充电基础设施等新能源汽车普及等核心技术问题的解决，未来，电动车取代燃油车将成为不可逆转的发展趋势。
图1：电动汽车发展趋势
安森美、安费诺电动车总体方案
电动车行业的高速发展离不开优秀元器件厂商的产品，作为知名的方案供应商，安森美和安费诺为新能源汽车保驾护航，提供了极具竞争力的产品技术。先进的动力总成系统和汽车辅助系统的电气化将有利于减少来自汽车的二氧化碳排放，助益环境保护。诸如纯电动汽车、轻度混合动力汽车、插电混合动力汽车、燃料电池汽车，其系统均需最新的电源技术和创新封装工艺来实现最优良的性能表现。安森美先进的智能电源方案在功率密度、效率和可靠性上表现出众，为电动汽车技术变革可靠的供电保证。而ADAS 和自动化系统使现代车辆实现半自动化，提高了安全性，减少了事故伤亡，安森美先进的CMOS图像传感器可以应用于前视、侧视、后视、环视摄像头系统，使的汽车的安全等级进一提高，向着全自动驾驶的目标又进一步。
图2：安森美电动汽车方案
安费诺先进的汽车智能化整体应用方案，丰富的产品配置可以显著提升ADAS，无人驾驶、摄像头、V2X、影音娱乐等信号连接、发送和接收的稳定性与可靠性，紧凑、复合的连接技术方案可显著节省现场应用空间。例如：在ADAS系统中通常包含各种连接器件，通常用于连接传感器、执行器和其他组件。连接器需要支持高速数据传输并承受振动和温度变化，提供优越的电气性能和电磁干扰保护，满足汽车应用环境的严苛要求以提供安全的连接来传输数据。安费诺所提供的车载连接方案。有着坚固、可靠、紧凑、高性能的特点，可满足所有ADAS应用场景的特定需求。
图3：安费诺智能座舱方案
安森美汽车电气化方案
汽车电气化已成为功率器件厂商的必争之地。安森美顺应行业发展趋势，积极推动汽车功能电子化和电动车革命，针对牵引逆变、辅助电源、高压逆变、车载充电和直流快充等系统提供完整的智能电源方案。当前，续航里程焦虑仍是阻碍电动汽车普及的首要因素， 其中主驱逆变器是电动汽车的核心，将直流电池电压转换为交流电压，从而满足电动牵引电机对交流电压的需求，可提升系统的效率，SiC MOSFET技术能够提高主驱逆变器的功率密度和能效，从而增加每加仑汽油的等效里程数，而不影响驱动动力和安全性，减小车内主驱逆变器的尺寸与重量，进而使得在相同的电池容量下里程数得以提升。电动汽车是碳化硅重要的终端市场安森美新开发EliteSiC功率模块可以提供更优秀的性能、效率和功率密度。采用了最新的平面结构的EliteSiC MOSFET，使得效率和损耗都得到了优化，实现了从电池的直流800V到后轴交流驱动的高效电源转换。安森美的高功率密度SiC功率模块采用了最创新的封装技术，以最大限度地减少寄生效应和热阻，并利用创新的互连技术提供强大的封装可靠性，从而减少与DC/AC转换有关的功率损耗，同时减小了主驱逆变器的尺寸和重量，提高了性能，从而提高能效并增加电动车的续航里程，而不影响驱动动力和安全性。
图4：安森美EliteSiC方案
VE-Trac SiC是安森美专为电动汽车主驱应用设计的功率模块系列，采用可靠的平面SiC技术，结合烧结技术和压铸模封装，为汽车主驱模块带来领先的技术性能。差异化的压铸模封装技术，比传统的凝胶模块可靠性更高，功率密度更高，杂散电感更低，散热性能更好，易于扩展功率，更具成本优势。
由于SiC耐受的工作温度高达200℃，持续工作时间达到175℃，因此含SiC的塑封压铸模封装比压铸模IGBT模块可以进一步提高工作的温度，使得输出的功率更高。VE-Trac SiC可以与VE-Trac IGBT的封装管脚高度兼容，所以从IGBT转向SiC减少了结构变更设计工作，同时，VE-Trac SiC沿用了VE-Trac IGBT的压接设计，焊接可靠，可在175℃持续工作，符合车规要求，并且功率级可灵活扩展。在相同的条件下VE-Trac SiC的结温比VE-Trac IGBT低20%，因而损耗更低，使能效得以提升。能效的提升使电动车的续航里程更长、加速更快、可靠性更高。同时，VE-Trac平台提供同类最佳的性能和优势，包括直接冷却实现更出色的热性能。
安森美、安费诺汽车智能化方案
智能化也将成为未来汽车发展重要特征。智能化的加持将使汽车更加智能、自主和安全。自动驾驶、智能导航、车辆间通信等应用将会越来越广泛。这些技术将使汽车具备更强大的感知和自主决策能力，从而降低交通事故的风险，提高出行效率。同时，智能化技术还将带来更多的便利性和舒适性，例如语音控制、高级影音娱乐、智能家居互联等。汽车智能化的演进离不开高精度的传感和高可靠的连接技术的使用。其中感知技术、图像识别技术、电气控制技术等。为了在未来激烈竞争中占据优势地位，围绕相关领域开展的技术研发如火如荼，创新成果不断涌现。过去汽车以机械结构为主，而新能源和智能汽车中，电子零部件的成本占比将会达到整车的一半以上，大量的雷达、传感器、通信、摄像头、监控、检测、娱乐系统将会被装载在汽车之上。
CMOS图像传感器是当今应用最普遍、重要性最高的传感器之一。汽车高级辅助驾驶，360°环视，电子后视镜和驾驶员舱内监控中得到应用。例如：远距离感知、AD环绕感应安全带、短距离感应和观察等。安森美作为全球汽车图像传感器供应商，具有领先业界的技术，包括卓越的微光性能、鱼眼畸变校正，高动态范围以及消除LED闪烁等功能，可以为客户提供全面的、高品质的、安全可靠的先进驾驶辅助系统及自动驾驶方案。安森美CMOS图像传感器提供各种性能、尺寸、功率和分辨率选项，可满足智能汽车生态系统和使用模型的要求。其图像传感器采用先进的CMOS制造工艺，可实现出色的成像。其中包括用于人眼查看的鲜艳彩色图像、用于汽车视觉的细腻单色图像，具有VGA至18MP分辨率、30fps至120fps帧速率以及1.1µm至6µm像素尺寸。
高度集成的智能化功能虽然将大幅提升乘客的体验，也会带来大量的数据交互，对数据传输的带宽、稳定性、传输距离等提出更高的要求。尤其是自动驾驶，传感器、车机芯片之间不但时刻保持大量数据交互，对于数据传输延迟、信号完整性也常敏感，稍有不慎就可能影响到汽车的安全性。因而负责汽车数据传输的连接器，就成了汽车智能化时代的重要组件，将直接影响汽车的功能与座舱是否正常工作。安费诺丰富、创新的车内连接方案可以广泛应用于包括：ADAS、影音娱乐、以太网、自主驾驶等领域。
车载以太网就是其中的一个典型应用场景，其中一项重要优势就是比其他协议更具成本效益。而CAN BUS等技术只能提供10Mb/s的吞吐量，而车载以太网可以提供100Mb/s的基本通信速率。与传统电缆相比，车载以太网采用超轻量化且高效的布线,可有效节省空间、降低成本以及降低复杂性。安费诺NETBridge+®汽车以太网连接器系统专为汽车应用而设计,可基于IEEE 100BASE-T1和1000BASE-T1实现高达100Mb/s和1Gb/s的传输速率,因而成为现代汽车的理想方案。安费诺车载以太网连接器系统符合USCAR-2和以太网开发规范,采用单对线缆传输数据,并提供小型化和密封配置。此外,全屏蔽版本和小型化版本可为紧凑型信息娱乐系统和恶劣应用环境提供理想的连接方案。此类连接器提供可扩展的端口选项,包括1x1、1x2、1x3、2x2和2x3端口,可支持直角和垂直配置，提供更灵活的设计能力。
针对车载以太网，安费诺还推出了车规级以太网解决方案Ve-NET™，其每个端口的数据速率高达50Gb/s，进一步丰富了原有的车规级产品线。Ve-NET ™车用多千兆位连接器系统根据1000BASE-T1、10GBASE-T1和50GBASE-CR的要求，传输速度范围为1000Mb/s至10Gb/s。连接器系统使用屏蔽双绞线/屏蔽并行对电缆传输数据，满足USCAR-2、LV214和以太网规范开发。Ve-NET™连接器系统在连接时发出声响，避免误插。机械性稳健设计防止接触引脚损坏，带一次和二次锁定的压接设计确保了应用的灵活性。Ve-NET™车用多千兆位连接器系统有多种密封和非密封型丰富配置可供选择。
图5：安费诺Ve-NET™方案
电动车未来发展趋势
新能源汽车的崛起，将对我们的未来产生深远的影响。有助于减少空气污染和温室气体排放，改善城市空气质量，保护生态环境。新能源汽车的发展也将促进能源结构的转变，减少对石油的依赖。总体来说，智能电动车技术突破的意义不仅在于为低碳环保做出贡献、推动汽车产业转型升级、更为智慧城市发展提供持久的动力支持。
目前，新能源汽车的发展势头势不可挡。纯电动车将是新能源汽车未来的发展趋势成为主流。未来，新能源汽车市场的发展将主要围绕智能化、电动化与可持续等多方面展开，其中纯电动车的性能和续航里程将不断提高，成本不断降低，加上政策支持力度不断增加，产业链整合和合作也将加速。同时，纯电动车的推广也将加速电动汽车和其他新能源汽车技术的融合，形成完整的产业链和生态系统。同样，智能网联也是新能源汽车另一个发展趋势，通过大数据、物联网等概念的应用，新能源汽车可以实现自主控制、自动驾驶、智能监测等功能。未来新能源汽车将与其他智能设备互联互通，形成一个立体的智能网络体系。在政府政策的引导以及技术的推动下，新能源汽车正快速融入我们的生活，为我们的未来带来了更多可能性，打造一个更智能、安全、便捷的未来。