德州儀器HEV/EV和動(dòng)力總成部門總經(jīng)理  Jerry Shi

幾年前，我和家人駕駛一輛電動(dòng)汽車開啟了為期一周的自駕旅行。旅途中既有欣賞湖光美景、一路歡歌的美好回憶，也有一些不太方便的體驗(yàn)，比如在接近目的地時(shí)，仍不得不停下來給汽車充電一個(gè)多小時(shí)。

如今，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程大幅提升。充電時(shí)間從過去以小時(shí)計(jì)，縮短至以分鐘計(jì)。電池系統(tǒng)日益智能化，使車輛運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。電動(dòng)汽車正從一種“可選項(xiàng)”，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楦邔?shí)用性的出行選擇。

這些進(jìn)步并非一蹴而就。每一項(xiàng)電動(dòng)汽車性能突破的背后，都是多年工程創(chuàng)新的積累，而半導(dǎo)體正是其中的關(guān)鍵支撐。創(chuàng)新的起點(diǎn)，是對(duì)于駕駛者需求的深入理解。

協(xié)同創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技術(shù)演進(jìn)

原始設(shè)備制造商 (OEM) 是我們理解電動(dòng)汽車技術(shù)演進(jìn)與發(fā)展的起點(diǎn)。OEM 指為整車或相關(guān)系統(tǒng)提供部件和組件的廠商。與德州儀器 (TI) 合作的 OEM 伙伴，既包括整車廠，也包括輪胎、制動(dòng)系統(tǒng)等汽車零部件供應(yīng)商。

五年前，像 TI 這樣的半導(dǎo)體制造商與汽車制造商之間的合作，往往是在后者完成下一代車型架構(gòu)定義之后才正式啟動(dòng)。如今這一模式正在發(fā)生改變，正在加快新功能落地應(yīng)用的速度。

現(xiàn)在，我們更早與制造商展開合作。我們不再只是各自獨(dú)立優(yōu)化組件，而是將半導(dǎo)體研發(fā)與駕駛者在真實(shí)使用場(chǎng)景的實(shí)際需求相結(jié)合。這種深度合作所帶來的成果，正促使駕駛者重新思考電動(dòng)汽車的使用場(chǎng)景與方式。

三項(xiàng)技術(shù)推動(dòng)電動(dòng)汽車走進(jìn)日常生活

在更早階段與 OEM 展開合作，使我們能夠在設(shè)計(jì)初期便參與制定電池管理策略、設(shè)計(jì)充電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及功率轉(zhuǎn)換架構(gòu)。這使得 OEM 對(duì)半導(dǎo)體有了更深入的了解，而我們的器件也能更直接地響應(yīng)駕駛者的期望與需求。

我們從制造商處了解到，駕駛者希望無論行程長(zhǎng)短或距離充電樁遠(yuǎn)近，都能對(duì)電動(dòng)汽車的使用充滿信心。因此，工程師需要重新思考電池系統(tǒng)，包括其管理方式、充電方式，以及如何高效地將存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)化為車輛前進(jìn)的動(dòng)力。目前，我們正在推進(jìn)三大技術(shù)創(chuàng)新，為電動(dòng)汽車的發(fā)展鋪平道路。

詳細(xì)了解我們的電動(dòng)汽車解決方案。

1. 預(yù)測(cè)式電池管理始于對(duì)電池健康狀況的更深度洞察。駕駛者希望無論是在日常通勤、長(zhǎng)途旅行，甚至極端溫度環(huán)境下，車輛都能穩(wěn)定行駛。

我們通過電化學(xué)阻抗譜 (EIS) 等技術(shù)不斷優(yōu)化預(yù)測(cè)式電池管理，借助基于模型的算法或邊緣 AI，讓電池管理系統(tǒng)能夠檢測(cè)電池包電芯的各項(xiàng)變化，例如荷電狀態(tài)、溫度、老化程度或充電不均衡等問題。

對(duì)電芯狀態(tài)的精細(xì)監(jiān)測(cè)，使 OEM 能夠部署保護(hù)功能。實(shí)時(shí)傳感與數(shù)據(jù)分析有助于更早發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)，從而提升電池安全性與性能，并延長(zhǎng)電池包使用壽命。對(duì)于駕駛者而言，這意味著更少的續(xù)航波動(dòng)、更高的可靠性以及更及時(shí)的安全預(yù)警。同樣，電池壽命的也延長(zhǎng)有助于降低整體使用成本。

2. 更高功率密度的充電技術(shù)對(duì)提升電動(dòng)汽車日常使用便利性同樣至關(guān)重要。在 TI，我們通過單級(jí)矩陣式設(shè)計(jì)等新型車載充電器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更快的充電，在更小的體積內(nèi)輸出更大功率，同時(shí)簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)。通過采用單級(jí)功率轉(zhuǎn)換級(jí)來提升功率密度與效率，OEM可以在不影響性能的前提下縮短充電時(shí)間。

對(duì)駕駛者而言，充電變得更快、更可預(yù)期。對(duì) OEM 而言，更高效的充電設(shè)計(jì)有助于降低系統(tǒng)重量與成本，從而降低電動(dòng)汽車的上市成本。

3. 延長(zhǎng)續(xù)航里程仍是駕駛者的核心需求，OEM 已認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。同時(shí)，這也是一項(xiàng)工程挑戰(zhàn)。更長(zhǎng)的續(xù)航里程依賴于動(dòng)力總成的能效管理水平。電力電子技術(shù)的進(jìn)步與控制策略優(yōu)化，提升了儲(chǔ)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力的效率。TI正致力于提升運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，例如優(yōu)化脈沖定位算法，通過大幅減少能量損耗來提高牽引逆變器的效率。如此一來，電動(dòng)汽車單次充電續(xù)航更遠(yuǎn)，同時(shí)駕駛者也能體驗(yàn)到更快的加速響應(yīng)以及更平順、更安靜的駕乘體驗(yàn)。

電動(dòng)汽車核心技術(shù)

下一代電動(dòng)汽車駕乘體驗(yàn)展望

在幾年前那次家庭自駕旅行之前，我們只是在日常短途出行中使用電動(dòng)汽車，比如去超市購物。因?yàn)樵谶@些場(chǎng)景下，我們能夠確保續(xù)航里程足以覆蓋行駛距離。

但由于我和團(tuán)隊(duì)正在與 OEM 合作研發(fā)重塑電動(dòng)汽車駕乘體驗(yàn)的相關(guān)技術(shù)，我知道，那次自駕旅行只是一個(gè)開始。

隨著我們持續(xù)推進(jìn)相關(guān)技術(shù)，續(xù)航里程的提升正讓長(zhǎng)途出行更加輕松愉悅。大功率充電將等待時(shí)間縮短至與加油站加油相當(dāng)?shù)乃?，而預(yù)測(cè)式電池管理則為安全關(guān)鍵功能賦予智能化能力。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步以及與 OEM 合作的持續(xù)深化，我們正在解決當(dāng)前駕駛者面臨的挑戰(zhàn)，并前瞻布局未來機(jī)遇，讓電動(dòng)汽車駕乘體驗(yàn)更智能、更可靠、更便捷。