我國汽車電子業(yè)現(xiàn)狀及部分新技術(shù)探悉

　　部分降低碳排放的方案

　　ADI鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)

　　電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)推動(dòng)混合動(dòng)力汽車能源存儲(chǔ)應(yīng)用的發(fā)展，降低二氧化碳排放。ADI的鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)集成了電壓、電流以及溫度測(cè)量、信號(hào)隔離以及安全監(jiān)控等在內(nèi)的所有必需元器件，可滿足鋰電池制造商和電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的各種需求。隨著面向汽車領(lǐng)域的能源儲(chǔ)存應(yīng)用如混合動(dòng)力汽車的發(fā)展，鋰電池的應(yīng)用日益普遍。

　　去年，ADI的 iCoupler數(shù)字隔離器已被三菱汽車采用，開發(fā)用于下一代“i-MiEV”全電動(dòng)汽車的安全可靠和高效的鋰離子電池供電系統(tǒng)。三菱汽車公司將這種汽車稱為不會(huì)排放二氧化碳的終極生態(tài)汽車。i-MiEV 電動(dòng)汽車完全采用電力能源，在充滿電的情況下行駛距離為160公里，并提供三相充電系統(tǒng)，司機(jī)可以在家里用100V或 200V電壓給電池充電，也可以在外面的快充站進(jìn)行充電。

　　此外，ADI推出用于12V鉛酸電池的第三代智能電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(ADuC703X)，目前其市場份額超過95%，該系統(tǒng)采用高性能ARM內(nèi)核，用于蓄電池電壓、電流以及溫度的測(cè)量被廣泛用于汽車的起停系統(tǒng)，這一系統(tǒng)差不多可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)8%左右的油耗，并降低CO2的排放。

　　凌力爾特高壓電池監(jiān)視器 IC

　　凌力爾特公司的LTC6802器件是市場上第一款準(zhǔn)確的高壓電池監(jiān)視器 IC，于 2008 年 9 月已推出。LTC6802 得到了汽車制造商的廣泛采用，并用于今天在路上行駛的量產(chǎn)汽車中。LTC6802 解決了一個(gè)非常難以解決的問題，即針對(duì)由一長串電池組成的高壓電池組，非常精確地測(cè)量每節(jié)電池上的電壓。這樣的一長串電池實(shí)現(xiàn)了大功率、可再充電電池應(yīng)用，如電動(dòng)和混合電動(dòng)汽車、小型摩托車、摩托車、高爾夫球推車、輪椅、小船、潛艇、叉車、機(jī)器人以及便攜式醫(yī)療設(shè)備。今年 2 月，凌力爾特推出了第二代電池組監(jiān)視器 LTC6803。該器件是一款完整的電池測(cè)量 IC，包括一個(gè) 12 位 ADC、一個(gè)精確的電壓基準(zhǔn)、一個(gè)高壓輸入多路復(fù)用器和一個(gè)串行接口。LTC6803 可以在極端溫度以及電壓可能超過 1000V 的環(huán)境中工作。

　　Microchip渦輪廢氣門系統(tǒng)電機(jī)控制方案

　　采用XLP技術(shù)的PIC單片機(jī)(MCU)提高車輛制動(dòng)器、傳感器、功率轉(zhuǎn)換和BLDC電機(jī)控制相關(guān)解決方案的工作效率。渦輪增壓機(jī)一直被用于從發(fā)動(dòng)機(jī)中獲取更多能量，并且不會(huì)像大排量發(fā)動(dòng)機(jī)那樣顯著增加發(fā)動(dòng)機(jī)的重量、耗油量和碳排放量。隨著汽油直噴的日漸流行以及歐洲渦輪柴油機(jī)市場的增長，對(duì)渦輪增壓機(jī)的需求在未來十年可能會(huì)翻番。政府在排放量和耗油量方面的新條例將進(jìn)一步推動(dòng)對(duì)渦輪增壓機(jī)的這一需求。

　　渦輪增壓機(jī)的工作方式為：將壓縮空氣注入氣缸，壓縮空氣會(huì)排擠出氣缸中的廢氣，并讓更多燃油進(jìn)入氣缸。廢氣被用于驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)內(nèi)的渦輪機(jī)，而后渦輪機(jī)又驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的速度提高，廢氣的壓力不斷增加，因而渦輪增壓機(jī)產(chǎn)生的增壓效果也隨之加強(qiáng)。

　　渦輪增壓機(jī)有利于實(shí)現(xiàn)低油耗和低排放量，因?yàn)槟芰渴?ldquo;按需”供應(yīng)的。渦輪機(jī)僅在高加速度行駛期間啟用，因此，正常行駛條件下的耗油量更低。根據(jù)一家領(lǐng)先的歐洲1級(jí)供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)，用1.4升4缸渦輪增壓汽油直噴系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)1.8升4缸系統(tǒng)可減少25%的碳氧化物排放量。盡管傳動(dòng)系統(tǒng)的體積減小，但其性能并沒有打折。

　　然而，發(fā)動(dòng)機(jī)所能適應(yīng)的增壓量有一定限制。為調(diào)節(jié)廢氣的壓力，系統(tǒng)中有一個(gè)廢氣門可在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)改變部分廢氣的方向，從而控制渦輪增壓機(jī)的增壓量。廢氣門通過轉(zhuǎn)移一些廢氣來防止渦輪增壓機(jī)內(nèi)的壓力過高，從而保護(hù)渦輪增壓機(jī)(見圖2)。

　　廢氣門可由簡單的彈簧裝置控制，但執(zhí)行比較困難，渦輪機(jī)入口壓力可能迫使廢氣門在低于預(yù)期水平的壓力下開啟。或者，可使用直流電機(jī)(有刷或無刷)來驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，以便更精準(zhǔn)地控制廢氣門的開啟，從而更嚴(yán)密地控制渦輪增壓(見圖3)。為在極端溫度環(huán)境下工作的電機(jī)開發(fā)電子控制裝置是嵌入式設(shè)計(jì)人員所面臨的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。

　　Microchip提供可用于渦輪廢氣門系統(tǒng)的電機(jī)控制解決方案。嵌入式控制設(shè)計(jì)人員可使用PIC單片機(jī)針對(duì)有刷和無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中還會(huì)包括Microchip的線性穩(wěn)壓器以及非易失性存儲(chǔ)器。渦輪廢氣門應(yīng)用只是利用Microchip的技術(shù)減少油耗量和二氧化碳排放量的一個(gè)典型應(yīng)用示例。

　　安森美LED汽車前照燈系統(tǒng)用電源鎮(zhèn)流器及雙LED驅(qū)動(dòng)器NCV78663

　　高能效電源管理(如低壓差線性穩(wěn)壓器、開關(guān)穩(wěn)壓器及MOSFET等)和LED照明驅(qū)動(dòng)器可以降低廢氣排放、提升燃油經(jīng)濟(jì)性并增強(qiáng)照明。以汽車前照燈應(yīng)用為例(見圖4)，汽車LED前照燈要求支持從單個(gè)LED到多串LED，電壓可高達(dá)60V;此外，還要求支持脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光(如用于示廓燈)、高集成度、高能效、LED串低電磁輻射、集成診斷及通信接口等。安森美針對(duì)LED汽車前照燈系統(tǒng)開發(fā)了NCV78663電源鎮(zhèn)流器及雙LED驅(qū)動(dòng)器。NCV78663是一款智能電源系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)，也是先進(jìn)的高可靠性、高能效、高集成度的LED驅(qū)動(dòng)器，支持達(dá)2A電流，提供高于90%的總能效，驅(qū)動(dòng)高達(dá)60V電壓的多串LED，能以PWM調(diào)光維持色溫及控制平均電流，使設(shè)計(jì)人員能夠以一顆高集成度的SoC控制遠(yuǎn)光燈及近光燈、日間行車燈、轉(zhuǎn)向指示燈及霧燈，所需外部組件極少，從而有效減少電能消耗，進(jìn)而降低二氧化碳排放。