北京2021年5月18日 /美通社/ -- 在德州儀器（TI）努力改進電動汽車動力總成架構后，用戶可以將系統設計成本削減一半，同時有效提高功率密度、效率和可靠性(xing)，并讓(rang)更多人都能(neng)買(mai)得起電(dian)動汽車(che)。 

如今，電動汽車的平均生產成本比傳統內燃機汽車高出 12,000 美元。^[1] 隨著汽(qi)(qi)車(che)制(zhi)造(zao)商(shang)致力于滿足全(quan)球排放法(fa)規(gui)，他們還必須彌補性價比(bi)差距，幫助消費者過(guo)渡到(dao)混合(he)動(dong)力汽(qi)(qi)車(che)或全(quan)電動(dong)汽(qi)(qi)車(che)。

對于汽車設計(ji)工程(cheng)師來(lai)說，這無(wu)疑(yi)是一(yi)(yi)個巨(ju)大的挑(tiao)戰，他們正在努力提高效率、可靠(kao)性和延長行駛里程(cheng)，同時降低電(dian)動汽車昂貴器件(jian)（動力總成(cheng)系統）的成(cheng)本。可能是一(yi)(yi)個解(jie)決方案。

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一直以來(lai)，混(hun)合動(dong)力(li)和電動(dong)汽(qi)車動(dong)力(li)總成(cheng)(cheng)都是推動(dong)汽(qi)車行業(ye)進步的系(xi)統的結合體，將、、和封(feng)裝(zhuang)在不同的外殼中。目前，隨著(zhu)模擬和嵌入式處理(li)技(ji)術(shu)的進步，設計人員可以使(shi)用單個域控制器和功(gong)率級來(lai)組合這些系(xi)統，從而(er)幫助他們提高效(xiao)率和可靠性，同時降低成(cheng)(cheng)本并(bing)符(fu)合功(gong)能安全標準。

“這就要求我們滿足基本的技術和安全要求，同時使之更經濟實用，實現大規模采用，從而在系統中獲得更大收益，”TI全(quan)球汽車動力總成系(xi)統工程團隊負責人Karl-Heinz Steinmetz說。

總部(bu)位于(yu)中國深(shen)圳(zhen)的電動(dong)汽車(che)組件供應商深(shen)圳(zhen)威邁斯新能源股份(fen)有限公司（VMAX）正在親身(shen)體驗動(dong)力總成(cheng)集成(cheng)的優勢(shi)。

“要想設計出對于全中國消費者而言更加高效、可靠且經濟實惠的電動汽車，動力總成集成是關鍵，”威邁斯（VMAX）副總裁韓永杰說。“TI的(de)技術和專業知識正在幫助我們達到客(ke)戶對車載充電(dian)器(qi)、直流/直流轉換(huan)器(qi)和牽引(yin)逆(ni)變器(qi)系統所需的(de)集成水平。”

以更高的效率和更高的功率密度實現更長的行駛時間

將動力總成(cheng)系(xi)(xi)統(tong)集成(cheng)到一(yi)個緊湊的(de)機械外殼中不僅(jin)會使設計和組裝更簡(jian)單，還減少(shao)了(le)對多余包裝材(cai)料的(de)需求，并(bing)消除了(le)冗余硬件，從而(er)大(da)大(da)減輕了(le)系(xi)(xi)統(tong)重(zhong)量并(bing)減小(xiao)了(le)體積。

“每千(qian)克重量都是效率(lv)公式的(de)重要組成部分，”Karl-Heinz說(shuo)。“如果(guo)可(ke)以減輕汽車的(de)重量，就可(ke)以提高整體效率(lv)，增加一次充電(dian)可(ke)以行駛的(de)里程。”

可通過提高(gao)功率密度(du)來提升效率的創(chuang)新功能(neng)也很(hen)關鍵。通過將相關技術（例如）運用到(dao)電動汽車中，可以在更(geng)高(gao)的效率下工作并保留熱能(neng)，從而幫助延長(chang)行駛里程。這意味著需要(yao)的冷卻器(qi)件(jian)更(geng)少且成(cheng)本(ben)更(geng)低(di)。

“由 GaN 等材料制成的寬帶隙開關與經過優化的高速柵極驅動器一起使用，將改變游戲規則，因為它們可以將磁性元件減小 60%，從而降低了總體重量和成本，”TI的 GaN 營銷團隊成員 Ramanan Natarajan 說。

要將集成式動力總成架構變為現實，還需要實時微控制器（MCU），它們可以處理電源轉換的復雜需求。TI具(ju)有超低延遲(chi)的(de) （最(zui)多(duo)提高 1 到(dao) 2 MHz），這意味著電感(gan)器和(he)電容器等外部元(yuan)件更小。

“通過實時感應和更高的控制環路開關頻率，我們可以將牽引電機驅動到20K RPM，”TI的 C2000? MCU汽車經理 Na Kong 說。“這使汽車工程師能夠制造出比之前只能達到 10K RPM 的設(she)計小三(san)分(fen)之一以(yi)上(shang)且性能(neng)更高的電機。”

借助(zhu)包(bao)含單(dan)個(ge)實(shi)時 MCU 的(de)集(ji)成式動力總成架構，該系(xi)統(tong)可以有(you)效(xiao)地處理分布式系(xi)統(tong)中多個(ge)MCU 的(de)工作。在高度(du)集(ji)成的(de)設(she)計(ji)中，實(shi)時 MCU 可以執行數字電源和電機控制，從而提高效(xiao)率，同時節省寶貴(gui)的(de)空間(jian)。

“當汽車制造商轉向集成架構時，需要決定是否整合系統中的資源和芯片，”Karl-Heinz說。

提高可靠性并符合功能安全標準

在電動汽車（例如傳統(tong)汽車）中(zhong)(zhong)，系統(tong)可(ke)(ke)靠(kao)性至關重要(yao)(yao)。集(ji)成式動力(li)總成架(jia)構更(geng)可(ke)(ke)靠(kao)，僅僅是因為出(chu)現故障的零件更(geng)少。除了集(ji)成系統(tong)的固有優勢之外，要(yao)(yao)確保(bao)在電動汽車高壓電池環境中(zhong)(zhong)的可(ke)(ke)靠(kao)性，還需要(yao)(yao)強(qiang)大的保(bao)護功能和峰值熱性能。

借(jie)助(zhu)(zhu)(zhu)針對(dui)嚴苛汽車環境設(she)計和(he)測試(shi)的(de)隔離式(shi)(shi)柵極(ji)驅動器(qi)和(he)調制器(qi)，隔離技(ji)術可幫助(zhu)(zhu)(zhu)應(ying)對(dui)這(zhe)些挑戰(zhan)。集成式(shi)(shi)診斷功能也是安(an)全方程(cheng)式(shi)(shi)的(de)重要(yao)組(zu)成部分(fen)，可幫助(zhu)(zhu)(zhu)動力(li)總(zong)成系統符(fu)合 ASIL D 要(yao)求，這(zhe)是道路機(ji)動車輛功能安(an)全的(de)最高(gao)級別要(yao)求，也是電動汽車制造商面臨的(de)一個主要(yao)難題。

“我們(men)知道功能(neng)安(an)全(quan)對于整體設(she)(she)計至關重(zhong)(zhong)要(yao)，因此(ci)我們(men)非常(chang)重(zhong)(zhong)視這些考(kao)慮事(shi)項。我們(men)的著重(zhong)(zhong)關注安(an)全(quan)性，該設(she)(she)計已經過  單獨評估(gu)，可幫(bang)助我們(men)的客戶通過出色的成本控制自定義其系統的設(she)(she)計，”Karl-Heinz 說。

通過動力總成集成支持電動汽車市場的加速增長

電動汽車市場正在快速增長。到 2025 年，電動汽車的數量預計將從現在的 560 萬輛增長到占全球汽車銷量的 30%。^[2]動(dong)力總成(cheng)集(ji)成(cheng)將(jiang)在(zai)電動(dong)汽車(che)市場增長中發揮(hui)關鍵作用(yong)。已證明(ming)集(ji)成(cheng)式動(dong)力總成(cheng)系統的功率密(mi)度(du)提高了 40% 至 50%，體積和重量大(da)(da)大(da)(da)減少，可(ke)靠性(xing)提高。

“這(zhe)將對電(dian)動汽(qi)車的性能和每次充電(dian)的行駛里程(cheng)產生重(zhong)大影響，最(zui)終使這(zhe)些(xie)汽(qi)車更加經濟實(shi)惠，”Karl-Heinz 說。

我們熱衷于讓世界更美好

幫助客戶設計集成(cheng)(cheng)式動力總成(cheng)(cheng)系統是 TI 革新(xin)者致力于通過半導體(ti)技(ji)(ji)術降(jiang)低電子產品成(cheng)(cheng)本、讓世界更(geng)(geng)美好(hao)的(de)明證(zheng)。每一代創新(xin)都(dou)建立在(zai)(zai)(zai)上一代創新(xin)的(de)基礎(chu)之上，使(shi)技(ji)(ji)術變得(de)更(geng)(geng)小巧、更(geng)(geng)高效、更(geng)(geng)可靠、更(geng)(geng)實惠，開(kai)拓(tuo)新(xin)市場可實現半導體(ti)在(zai)(zai)(zai)電子產品領域的(de)廣(guang)泛應用。在(zai)(zai)(zai) TI，這就(jiu)是工程(cheng)的(de)進步。這正是我(wo)們數十年(nian)來(lai)以至現在(zai)(zai)(zai)一直在(zai)(zai)(zai)做的(de)事。

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德州(zhou)儀器（TI）（納斯達克股票代碼：TXN）是一(yi)家全球化的半(ban)(ban)導體公司(si)，致力于(yu)設(she)計、制造(zao)、測(ce)試和(he)銷售(shou)模擬(ni)和(he)嵌入式處理芯片，用于(yu)工業(ye)、汽車、個人電(dian)子產(chan)品(pin)(pin)、通信設(she)備和(he)企(qi)業(ye)系統等(deng)市場。我(wo)們(men)致力于(yu)通過半(ban)(ban)導體技術讓電(dian)子產(chan)品(pin)(pin)更(geng)(geng)(geng)經濟實用，創造(zao)一(yi)個更(geng)(geng)(geng)美好(hao)的世界。如今，每一(yi)代創新(xin)都建立(li)在(zai)(zai)上一(yi)代創新(xin)的基(ji)礎之上，使我(wo)們(men)的技術變得更(geng)(geng)(geng)小巧、更(geng)(geng)(geng)快(kuai)速、更(geng)(geng)(geng)可靠、更(geng)(geng)(geng)實惠，從而(er)實現半(ban)(ban)導體在(zai)(zai)電(dian)子產(chan)品(pin)(pin)領域的廣(guang)泛應用，這(zhe)就是工程的進步。這(zhe)正是我(wo)們(men)數十年來乃至現在(zai)(zai)一(yi)直在(zai)(zai)做的事。欲了(le)解更(geng)(geng)(geng)多信息，請訪(fang)問公司(si)網(wang)站。

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