各个大国都在强力推行新能源汽车的发展，目前业界也一致认为，电动化、智能化、网联化和共享化是未来汽车的发展趋势，而电动化平台是这些技术的基础，其中电机控制、电源管理、BMS和充电技术是电动化平台的关键。

　

 

对新能源车来说，电池、VCU、BMS、电机效率都缺乏提升空间，最有提升空间的当属电机驱动部分。在电池容量固定的情况下，电控系统能耗直接决定了的新能源汽车续航里程。
 

东芝电子（中国）有限公司中国工业及汽车行业市场部副高级经理刘文鑫表示：“‘三电’系统作为电动汽车的核心直接影响着车辆的续航里程、动力性能等关键参数。比如，通过内置在Vivace2芯片内部的硬件VE engine(矢量引擎)，可以大大提高电机的控制精度以实现超高速运转。这样就能在同等电池容量下实现高效的功率输出，提高了综合续航里程。另外，我们都知道空调系统也是耗电大户。东芝的另一款小阀门电机控制器TB9056FNG也成功应用于电动汽车的热管理系统之中。通过LIN总线的控制，OEM既实现了精确流速控制，又减少了线束重量。这些新的控制方式，对于提高热转换效率和车体轻量化设计都有很现实的意义，最终达到提到续航里程的目的。”
 

瑞萨电子中国汽车电子业务中心汽车电子市场部高级专家孙子毅对《半导体器件应用》杂志记者介绍了如何通过电控技术，来提升新能源汽车的续航能力。

 

他表示：“在电池容量固定的前提下，我还想固定一个参数，那就是电控系统的功率要求。在这两个变量一定的情况下，我们可以从两个层面去看待如何增强续航能力。”
 

其一，从产品本身角度。无论是数字器件(MCU )还是功率器件（IGBT）， 瑞萨都力争在产品规格上就做到对功耗的极致要求。举个例子，对于MCU产品，RH850/C1X 采用的40nm的工艺，先进的工艺会使器件本身的功耗特性得到提升，即使有再多的负载模块集成在芯片里，只要有完善的低功耗极致，都能使器件本身功耗控制在几个微安的级别。
 

其二，从系统级的角度去分析，怎样在软、硬件设计方面支持用户，以瑞萨对产品本身的掌控力帮助客户在系统的层面达到使用最优化，也是瑞萨团队的核心竞争力。
 

而电机驱动部分最核心的元件IGBT则是最需要重视的。IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。

 

对此，刘文新表示：“东芝作为IGBT技术开发的先驱公司之一，我们会通过加强与本土产业链厂商的合作，共同推出市场所需的适用于更高电池电压的芯片及模块产品。我们相信通过新工艺的革新及本地化的合作会持续降低车载IGBT的成本，推动国产新能源汽车市场的发展。”
 

而孙子毅表示，就目前的业务模式来看，瑞萨向市场提供IGBT的晶圆，IGBT模组的价格取决于封装后的整体价格。瑞萨团队正在利用目前IGBT晶圆的业务模式的灵活性，为客户提供更多的商务模式组合来满足客户的成本预期。
 

刘文鑫表示，东芝已经决定将后续新品开发的重心转到IGBT芯片上来。通过与国内客户的合作，相信在不久的将来，内嵌东芝IGBT芯片的模块就能大大补强自主品牌OEM对于高性能、低成本功率模块的需求。
 

电控技术不仅要满足高性能和低成本等要求，还需要帮助实现整车轻量化，为此业界正在热议电控与电机的技术集成。
 

对此，孙子毅认为这还是需要主要看成本和已有的技术积累。目前，电机、电控已经有很多集成的车型案例。特别是当电机控制技术成熟度达到了市场的需求，那么成本的竞争会成为推动力。
 

刘文鑫也同样表示，针对部分车载应用，广义上的电机电控一体化的产品已经了量产化并推向了市场。比如，EPS（电动助力转向）和EWP（电动水泵）。电机和电控系统的集成整合能够更好的实现机电一体化的联合开发与系统匹配，已达到整体产品的小型化。同时也能帮助汽车OEM厂商提高系统安全性和降低整体的采购成本。“我们相信，针对新能源牵引电机和逆变器控制器的整合也会通过产业链厂商的共同努力得以实现。”
 

另外，目前永磁同步电机的主流控制方式主要有直接转矩控制和矢量控制，而系统能否稳定运行是这些电机控制算法的基础。孙子毅认为，矢量控制与直接转矩控制都是获得实际应用的高性能交流调速技术，两者各有千秋，需要根据产品的需求及应用场合选择相应的技术。但是，他透漏：“在主驱方面，我们接触到的基本上以矢量控制为主。”
 

据其分析，这是因为直接转矩控制不需要进行矢量变换，使得控制系统得以简化，可以对应转矩的快速变化，系统的快速响应能力高。但是不能很好地对应转矩控制的非线性及耦合的问题。因此对扭矩波动的控制，达到好的效果实现较为复杂。
 

矢量控制通过矢量变换，解决了转矩控制中的非线性和耦合问题，相对比较容易实现转矩的稳定的控制（当然需要额外的资源和成本，如旋变准确定位），关于扭矩响应速度，对于现有EV/HEV车来说，现在能够满足当前需求。
 

东芝方面，刘文鑫则表示：“这两种技术都是大家认可的成熟技术。针对不同的系统要求和电机设计，选择适合的控制技术都匹配OEM厂商的要求。东芝作为半导体设计公司，我们通过自主的技术研发在Vivace2产品中实现了片上硬件矢量引擎的控制，达到了高精度、高速控制，显著降低了客户的软件开发难度，弥补了矢量控制技术的不足。”
 

 

中汽协专家表示，随着“双积分”政策的落地，纯电动车型的增速放缓。补贴退坡或者取消后，企业可能更多会选择混动车型。

 

孙子毅认为，传统车企这两年也面临着不小的压力，2020年每家车企百公里5L平均油耗这一标准，促使车企在优化传统动力的排放指标的同时，还会大力引入新能源动力。

 

在这一背景之下，48V技术系统解决方案由于技术相对简单、成本低和满足法规要求等特点被众多企业和专家看好。48V轻混系统相比高压混动系统而言，成本更低，却可以达到高压混动系统（电池电压＞100V）大部分节能效果， 48V轻混系统成本是高压轻混系统的30％，节能效果能达到高压轻混系统的70％。

 

在以欧系品牌为代表的众多48V技术汽车新产品上市的带动下，预计2025年全球乘用车48V技术配套规模有望超过1400万辆，而中国市场有望突破600万辆。随着该技术大规模市场渗透，未来或将逐步成为汽车产品技术标配。

 

不过，ADI电源产品中国区市场总监梁再信表示：“48V系统的出现是为了优化电缆和车身布线，但是很多系统装备，依然在短期内没法向48V系统迁移，因此相当一段时间内，会出现48V系统和12V系统共存的局面，把一个48V的电池组和12V的电池组连接起来，可以双向供电，并对48V和12V系统进行管理。这样就可以保证在整个汽车系统安全运行的问题。”

 

 

据不完全统计，2018年上半年，电动汽车燃烧事故发生了10起，聚焦了观众普遍关注。浙江正电信息科技有限公司研发部总经理陶中正认为，不安全事故主要是电池引起的。

 

金升阳研发总监程志勇也认为，不安全事故跟动力电池的品质有没有严格把关有直接关系，比如真空试验、射穿试验，破坏性的试验，会不会起火，会不会爆炸。通过电池的可靠性测试，以及保护电路，保证设备安全可靠运行。

 

最近国家相关部门也对此强调要提升新能源汽车的安全性审核。而国际方面，预计未来3-5年，ISO26262功能安全标准的实施对BMS产品的方案、架构、核心零部件都提出了新的要求。

 

随着动力电池企业扩产速度的加快以及新能源汽车保有量的迅速增加，BMS的重要性日益突出。由于具有电池监控、SOC评估和电压均衡三大功能，BMS在保障动力电池安全和提高电池寿命两方面具有无法替代的核心地位。
 

孙子毅表示，在BMS应用方面，瑞萨向客户提供电芯参数采集芯片和后端符合ASIL D的MCU产品。除了产品本身，她们还向用户输出瑞萨中国本地化的支持服务以及系统方案。
 

快充、双向输出需求强劲
 

目前全球都在加快充电桩建设，已解决充电难问题。
 

数据显示，到2020年，我国将建成集中充电站1.2万座，分散式充电桩480万个，将满足全国500万辆电动汽车的充电需求，车桩比例近1：1。
 

不仅如此，随着新能源汽车销量的不断攀升，车载电源需求也非常可观。程志勇认为，车载电源对可靠性要求提高，成本利润空间会更大。但对于车载器的电源厂商来说，压力也会增大。
 

因为阻碍消费者购买新能源汽车的还有“充电慢”问题。
 

浙江正电信息科技有限公司研发部总经理陶中正认为，快充将成为未来主流，以配套的厂家可能也会显示相应做出调整，车载大功率产品可能会发展较慢。
 

另外，车载充电机有单向和双向之分，双向车载充电机既可以用电网对电动汽车充电，也可以通过电动汽车给外部接口放电，作为应急或者V2G电网功率调节使用。
 

随着现代科技不断的发展和进步，对双向DC／DC变换器的要求也逐年增加，在直流不停电电源系统、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等应用场合，双向DC／DC变换器都得到广泛运用。
 

据业内人士估计，若配置10万辆搭载V2G设备的车辆，将能产生500 MW的电量，相当于一座火电厂的发电量。目前，在日本、丹麦、美国及中国均有V2G试点项目。
 

中船重工鹏力（南京）新能源科技有限公司技术总监李刚认为，双向传输DC/DC应用从技术上做些创新，制定有针对性的解决方案。
 

程志勇认为， 未来双向传输DC/DC应用方面依赖于产品品质和成本，以及如何来企业应该如何来提高竞争力。