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推动电气化交通的未来

2022-11-18
作者:Alex Dopplinger
来源:恩智浦

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如果您曾在路上看到过电动汽车混合动力汽车,或者您自己就拥有一辆,可以说您亲眼见证了交通运输行业走向电气化的变革。但您可能没有看到的另一场变革是汽车如何管理电池充电和用电,如何连接和通过使用人工智能及机器学习的方式使出行更智能、更安全,以及那些将重新定义我们如何安全使用和维护汽车的创新技术。

交通电气化是未来的趋势,并且从许多方面来说已经成为现实,就让我们对这场变革背后的关键创新技术一探究竟。

电气化未来已经初具雏形

过去,可能还有人在质疑全球电气化转型,但去年电动汽车销量取得的增长令人惊叹,足以打消任何质疑。

2021年,全球电动汽车(EV)的销售量达到675万辆,相比2020年增加了108%,其中包括乘用车、轻型卡车和轻型商用车。全球所有领先车厂都已经开始销售或计划推出电动车型,部分车厂不久后将在个别市场只销售电动汽车,通用汽车、沃尔沃、捷豹和梅赛德斯都已经宣布,最快两年内(最迟2035年)将推出纯电动汽车系列。福特、索尼和本田也公布了新计划,车厂不断推出电动汽车的新车型和新计划,几乎让人目不暇接。

虽然汽车电气化转型始于转向电池为汽车供电,但真正实现电气化绝不仅仅是使用电池来取代油箱那么简单。这意味着电池能为汽车提供足够的电量将乘客和货物运载到目的地,电池充电后能继续行驶,以及建立功能类似加油站的充电基础设施。还要确保所有上路行驶的电动汽车的网络连接可靠且便于访问维护,同时还能保护用户的数据和隐私。实现上述各方面离不开汽车的功能安全和网络安全,同时需集成最新AI及机器学习创新成果,实现辅助驾驶和自动驾驶功能。

 恩智浦始终脚踏实地推动电气化变革的每一步,助力早日实现电气化的未来

 电池只是起点

虽然电池并不是电气化革命的终点,但毫无疑问,电池是掀起这场革命的起点。电池作为动力来源,直接关系着汽车的行驶里程和功能,进而影响用户接纳程度和满意度。汽车电池完全不同于我们日常使用的电池,比如,电视遥控器和其他设备中的电池,在电量耗尽之后更换新电池即可。

 电动汽车的电池则相当复杂,智能化机器和半导体在电池工作中起到了重要作用。电池管理得越好,电动汽车单次充电后行驶距离越远。例如,电池管理系统(BMS)包括集成电路(IC)和传感器,可控制电压、温度和电流等关键特性,从而最大程度提高电池的电力输出,同时平衡电池各功能,确保其运行安全。在前三大电动汽车厂商中,有两家从2021年起开始使用恩智浦的BMS(大众汽车两年前选择恩智浦作为BMS战略合作伙伴),在全球前20位的车厂中,有16家在其电池系统设计中采用了恩智浦解决方案。

 我们相信更智慧的世界将更可持续。阅读恩智浦最新一期的《可持续发展故事杂志》,了解恩智浦如何实现可持续发展。

 能耗更低,里程更长

电池达到峰值效率后,接下来就是将电能转化为扭矩来驱动车轮转动以及运行所有车载技术(从娱乐系统到开关车窗)。汽车本身是非常复杂的技术系统,使用电能驱动数百种传感器和功能,而电动汽车对技术的要求甚至更高。这意味着,要增强驾驶体验,分配和使用电力与产生电力同样重要。

 恩智浦为车厂提供了构建下一代电动和混动汽车的框架,即“电源控制参考平台”。该平台上集成了恩智浦的功率逆变器(它将高压电池电能转换为驱动牵引电机所需的电流)、我们的世界级微控制器、电源管理系统芯片及栅极驱动器芯片,可以和其它车辆系统的组件进行连接。目前排名前20的电动汽车OEM中,有9家的逆变器项目中已经采用了该参考平台。

团队成员了解自己的价值,互相包容、互相认可、互相尊重,我们才能增加认同感,提升创新能力及利润。每个人都是赢家。

 与任何消耗能源的机器一样,电动汽车也需要补充能量,这意味着要为驾驶者提供便捷、快速的充电设施,不论是公共的还是私人的。要实现这一目标不仅仅是增加插座数量或简单地完成拔插,还必须保障充电过程中的电力测量和付款交易的安全及可靠性。

 电网运营商需要实时且可靠的电能消耗数据,以有效地管理电力负荷。同样地,能源供应商需要客户ID、精确的能耗记录、最新价格和计费信息,才能创建和发送费用结算订单。此外,充电装置运营商需要记录和分析性能数据,以便管理维护他们的设施。最后,电动汽车充电桩厂商需要监控设备运行状况,管理软硬件的维护及更新。

 此类连接还可以支持各种创新,例如按需调整电价、鼓励错峰充电、甚至允许车主将电池中存储的多余电能返售给电网以满足紧急需求。此外,还能让车主更轻松地使用汽车,提升他们的满意度。

 安全的连接

谈到安全性,电动汽车可视作车轮上的一系列物联网设备的集合,换言之,它们能够与其他车辆、周边基础设施、以及云端数据互联,从而获取实时驾驶信息及娱乐信息、访问和完成机器学习任务以提升它们的功能(固定充电桩也可通过相似方式连接)。然而,这也可能为黑客留下“后门”,因而电动汽车的网络安全与驾驶和充电性能同等重要。

 在今年1月举行的国际消费电子展上,恩智浦与合作伙伴联合演示了一种能让用户远程访问电池和电源管理的解决方案,汽车厂商可利用这一解决方案提升车辆性能,并支持智能汽车。

 通往2030年的道路将改变我们的生活

未来几年,您将看到电动汽车的数量持续增长或者自己也拥有一辆电动汽车。 据研究机构 估计,电动汽车数量十年内将会增长10倍(到2030 年将从1000万辆增长至1亿辆甚至更多)。这些车辆不仅会在其使用寿命内减少碳排放,而且其对可再生能源需求的相应增加也将进一步减少温室气体排放。

 电气化转型将不仅影响我们的驾驶方式,还有利于全世界的可持续发展。恩智浦正在助力实现这个绿色未来。

 有关恩智浦基础架构如何推动交通运输发展的更多详细信息,请访问恩智浦的智慧城市基础架构页面。

 作者:

Alex Dopplinger

恩智浦半导体全球工业市场经理

工程师Alexandra Dopplinger是恩智浦微控制器部门的全球工业市场经理,她拥有超过16年的半导体行业经验、10年的电信行业经验,以及冗余网络解决方案专利。她获得加拿大纽芬兰纪念大学电气工程学士学位,曾担任过硬件和系统设计、产品管理和市场营销等各种职位。如今,她利用自己在工业自动化和控制技术方面的丰富知识、经验帮助恩智浦发展工业业务。




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