六大半導體技術助力構建更安全、更智能的車輛

從前保險杠到后保險杠，從車頂到車輪，汽車上使用的高效創新型半導體技術越來越多

如今的車輛可能配備了 200 到 2000 顆半導體芯片用于供電、傳感和信息處理，旨在確保我們的安全。半導體的創新成果可助力汽車制造商打造技術先進的車輛。

但是，這種先進的半導體技術對駕駛員有什么影響呢？接下來，讓我們聽聽德州儀器 (TI) 汽車系統工程和市場總監 Fern Yoon 的自述吧。

作為一名汽車半導體行業的從業者，我深感榮幸，因為我既是一名探索車輛功能需求的駕駛員，也是一名影響汽車制造商如何采用技術設計未來汽車的工程師。如今，駕駛員對車輛的期望與 20 年前大不相同。過去，駕駛員最關心的是如何從一個地方到達另一個地方。他們更重視行車的安全性，以及到達目的地的速度。

而如今，人們需要將車輛作為移動的工具。駕駛員現在期望的是能夠提供舒適性和便利性的車輛功能，例如可以幫助實現自動駕駛或溫控座椅的傳感器。駕駛員還希望配有能提高安全性和智能性的車輛功能，例如可以檢測乘員或遺留物品的環視攝像頭或系統。隨著電動汽車的發展，可持續性也成為當務之急。德州儀器 (TI) 的創新技術正在幫助大家實現這些愿景，使車輛更智能、更安全。

系統演進

在半導體創新的推動下，汽車系統不斷發展，致力于提供更安全、更愉悅的駕駛體驗。接下來，讓我們看看其中一些系統：

先進的電池管理系統 (BMS) 能夠更精確地顯示電池的充電和健康狀態，從而幫助駕駛員延長行駛里程。電池監測技術的改進將提升電動汽車電池的續航里程并重新規劃充電布局，同時整合了直流快速充電或可更換電池等功能，因此可以縮短電動汽車的充電時間，并減低總體成本。

提升無線 BMS、牽引逆變器、車載充電器、直流/直流充電器以及加熱和制冷系統等多個系統的效率，并減輕其重量，可以進一步延長駕駛員單次充電達到的續航里程。

能支持高達 800V 電壓的電力電子器件，可以實現高效的功率轉換并提高功率密度，并提供隔離功能，為更快、更高效的充電提供更多選擇。

高級駕駛輔助系統 (ADAS) 需要可靠且智能的技術，使車輛能夠通過攝像頭和雷達傳感器準確地感知周圍的世界，可靠、安全地傳輸傳感器數據，并處理和傳輸數據以支持實時決策。

這些系統或電子控制單元 (ECU) 的結構也在發生變化。電氣/電子架構正朝著區域架構的方向演進，這種架構會根據 ECU 在汽車中的位置而不是其功能來進行控制。以前無法集成的系統（如 ADAS 和空調系統）現在已實現本地化集成，從而降低了復雜性，并能夠通過軟件實現多種功能和特性。軟件定義的車輛架構需要快速安全的通信網絡、高精度的傳感器、智能高效的負載執行器、高效的配電以及高性能的集中式計算系統。

六大基礎技術

以下六大基礎技術能夠推動這些系統的發展，以幫助創造更安全、更智能的車輛：

1. 先進的傳感技術。從電壓感應到倒車攝像頭，傳感技術在整個車輛的安全性和可靠性方面起著至關重要的作用。例如，精確的雷達、電流、電壓和位置感應。

2. 電源技術。在整個車輛中，電源技術需要在更小的空間內實現更高的功率密度和更高的效率。例如，考慮采用緊湊型封裝的集成式解決方案，通過高效開關穩壓器降低熱管理需求，通過診斷功能提供更好地的保護。

3. 高壓系統。實現電動汽車行業目標需要高達 800V 及以上的高壓系統。TI 的高壓技術可以提供高性能和可靠性來增強安全性。例如，采用隔離技術和尖端的功率轉換拓撲。

4. 安全的數據傳輸。需要在汽車內外發送的數據量越來越大。TI 的接口產品組合可以在不影響信號完整性的情況下提供安全數據傳輸所需的帶寬。例如，通過有線和無線解決方案提供隨數據需求擴展的靈活帶寬。

5. 電機控制。符合功能安全標準的器件為多個電機控制用例帶來了可靠性和可擴展性。例如，具有控制算法的集成微控制器、帶有集成模數轉換器的電機驅動器以及用于支持精確運動的傳感集成電路。

6. 處理技術。如果不采用車輛的大腦——處理技術，車輛便不可能變得更加智能。無論是簡單的功能，還是能夠支持先進自動駕駛應用的復雜處理，都需要用到處理技術。

如今汽車的發展不再像 20 年前那樣受限，我迫不及待想看看 20 年后它們還可以實現什么。讓駕駛更安全，車輛更經濟實用，用戶體驗更卓越等等僅僅是開端。我很期待看到半導體將繼續推動汽車技術的發展并重新定義駕駛體驗。