中國新一代汽車電子的兩大設(shè)計趨勢

不過，被動無鑰門禁(PKE)/ 遙控?zé)o鑰門禁(RKE)加發(fā)動機(jī)防盜鎖止系統(tǒng)(Immobilizer)和發(fā)動機(jī)控制單元通訊來實現(xiàn)防盜控制仍然是主流設(shè)計。更高級的設(shè)計則采用增加gps和無線通訊(如3G)信號來實現(xiàn)車輛被盜后的報警及被盜車輛的跟蹤等。康曉敦表示：“所有這些設(shè)計均需要有很好的RF設(shè)計及無線通訊設(shè)計，這應(yīng)該是此類應(yīng)用設(shè)計中的挑戰(zhàn)之一?！?P>恩智浦半導(dǎo)體(下文簡稱NXP)汽車電子事業(yè)部的大中華區(qū)銷售經(jīng)理、汽車安全與舒適市場經(jīng)理張建臣認(rèn)為，防盜設(shè)計的另一個趨勢是將汽車引擎防盜系統(tǒng)和遙控鑰匙功能升級到PKE(無鑰匙系統(tǒng)), 從而給駕乘者帶來更加方便和舒適的體驗；或者用將引擎防盜與遙控鑰匙功能集成在一起的方案來替代分立方案以節(jié)省成本和鑰匙的體積。

NXP推出了未來鑰匙的概念, 鑰匙可以和手機(jī)或PDA進(jìn)行無限連接, 使得更多應(yīng)用成為可能，包括汽車狀況的監(jiān)測、尋車定位功能(包括被盜車輛的跟蹤)、旅游規(guī)劃等。此外，NXP提供新的HITAG3 以及aes128等新的安全算法, 使得汽車進(jìn)入(鑰匙及引擎防盜) 功能更加安全可靠。

混合動力減能耗

長期來看，汽車設(shè)計的一個關(guān)鍵趨勢是減少能源消耗和氣體排放。從節(jié)能的角度來說，現(xiàn)在已有不同“綠色汽車”設(shè)計，其中一些設(shè)計能讓消費(fèi)者以更少的預(yù)算滿足他們的需要。比如，啟動/停止(Start-stop)功能便是一個價錢合理的節(jié)能功能。這種功能使內(nèi)燃機(jī)在汽車遇上紅燈或者堵車時便會自動暫停運(yùn)作。整個啟動/停止功能涉及的額外成本僅為300元美金，但能節(jié)省3%到10%的燃料，效果十分顯著。如果汽車在交通非常擁擠的城市中行駛，甚至可以節(jié)省高達(dá)25%的燃料。

另一種情況是，汽車越輕，需要的燃料越少。如今一輛典型的汽車擁有多達(dá)100個電子控制模塊(如ABS、ESP、自動車窗、為兒童準(zhǔn)備的后座娛樂系統(tǒng)等等)，所有模塊都通過銅線實現(xiàn)相互間的通信。如果采用FlexRay以及類似技術(shù)通過單個總線系統(tǒng)來運(yùn)行，完全摒棄銅線，則能使車體重量大幅減輕。NXP的車載網(wǎng)絡(luò)總線產(chǎn)品(包括CAN/LIN總線收發(fā)器)具有更低的功耗、更好的EMC和ESD性能，是滿足這類應(yīng)用需求的理想方案。

采用替代燃料的汽車和EV/HEV是汽車綠色設(shè)計的一個重要部分。與傳統(tǒng)汽車相比，HEV的汽車動力傳動系統(tǒng)需要更多的電氣管理系統(tǒng)，帶來了電源管理的新挑戰(zhàn)。

“對于EV/HEV，其面臨的主要設(shè)計挑戰(zhàn)是保持電池能量密度 (每公斤封裝電池質(zhì)量的kW-hr容量)；然后就是如何設(shè)計高效的逆變器，如何設(shè)計高效的DC/DC轉(zhuǎn)換器以便為12V負(fù)載供電，以及如何以廉價方式制造以上器件，而且實現(xiàn)最小的重量和尺寸?！?飛兆半導(dǎo)體的汽車市場高級經(jīng)理Roy Davis表示。

飛兆半導(dǎo)體的車身電子／智能開關(guān)業(yè)務(wù)部總監(jiān)Gary Wagner進(jìn)一步解釋道：“具體而言，功率技術(shù)方面存在的挑戰(zhàn)包括：降低封裝硅器件 (或其它半導(dǎo)體) 的成本；減少封裝功率級的占位面積；減少開關(guān)器件的損耗；提高散熱性能并同時提高硅器件 (或其它半導(dǎo)體) 和封裝的工作溫度，以及使用更新的開關(guān)技術(shù)和功率電路拓?fù)??！?P>解決這些設(shè)計難題需要輕量封裝材料、創(chuàng)新的緊湊型散熱方案、高效功率開關(guān)器件和控制技術(shù)，以及改進(jìn)磁性材料在電感和變壓器中的使用，使得這些器件更小、也更輕。飛兆半導(dǎo)體的模塊和FANxxxx系列器件，以及能夠轉(zhuǎn)換至汽車應(yīng)用而有助于降低能耗的任何PWM控制器都被用來解決這些挑戰(zhàn)。

HEV設(shè)計的另一個關(guān)鍵問題是高電壓。“由于輕度、全面及插電式HEV需要600V到1,200V之間的高電壓電子系統(tǒng)，這令設(shè)計更具挑戰(zhàn)性。必須根據(jù)汽車的種類、大小和用途，在10kW到超過100kW的范圍去驅(qū)動引擎。HEV的高電壓架構(gòu)還要部署額外的周邊系統(tǒng)以及能源和電池管理單元?！?國際整流器公司(下文簡稱IR) 汽車產(chǎn)品副總裁及總經(jīng)理Henning M. Hauenstein博士表示。

除此之外，還須要把電動動力系統(tǒng)和其他新式電子系統(tǒng)集成到新的HEV汽車架構(gòu)內(nèi)，新式電子系統(tǒng)包括能實現(xiàn)12V和高電壓電源網(wǎng)之間能源傳送的DC/DC轉(zhuǎn)換器，以及空調(diào)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等眾多電子驅(qū)動系統(tǒng)。Hauenstein博士指出：“這是一個很大的挑戰(zhàn)，因為以前汽車電子系統(tǒng)都習(xí)慣在12V電池環(huán)境下工作，但現(xiàn)在要面對高電壓電子帶來的對設(shè)備和生命安全的威脅，必須要把這些危險的電子系統(tǒng)安全地隔離。”

IR能為一部現(xiàn)代化HEV中的幾乎所有功率管理應(yīng)用提供全面芯片組解決方案，包括高電壓驅(qū)動器IC、智能功率IC、智能開關(guān)、MOSFET以及適用于低、中和高達(dá)1,200V的高電壓IGBT開關(guān)。該公司最近推出了無鍵合線汽車用DirectFET產(chǎn)品線。這種革命性的MOSFET封裝新概念，不但為DC/DC轉(zhuǎn)換器和電池管理系統(tǒng)的設(shè)計帶來非常低的RDS(ON)，還同時免除了鍵合線，使快速開關(guān)狀況下的寄生電感基本上為零。

由此可見，雖然當(dāng)前HEV面臨的主要設(shè)計挑戰(zhàn)還在于電池本身的技術(shù)，包括目前最新款鋰離子電在內(nèi)的電池，都存在技術(shù)限制和缺點，但領(lǐng)先汽車半導(dǎo)體廠商推出的最新電池管理和功率解決方案，正促進(jìn)電池不斷完善，以延長電池的壽命并降低成本、體積和重量。