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为汽车注入电力以加速实现绿色地球愿景
 

【作者: 德州儀器】2017年04月25日 星期二

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也许在未来的某一天,大街上行驶的将会是自动驾驶及零排放的汽车,这些汽车之间不仅能够相互通讯,更让城市的交通环境变得更加绿化且有效率。


汽车将能够自行搜寻停车地点,并且自动进行充电。此外,它们还将配备丰富的车载通讯和娱乐系统。乘客们再也不需要「自行拥有」一辆汽车,透过租赁或是智慧型手机预订就能轻松满足外出需求。


这些未来的愿景正处于萌芽阶段,而实现这一愿景的关键是时间点以及来自社会大众的支持。


根据市场研调机构IHS Automotive预测,到2025年,电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的销售量将达到全球汽车总销售量的四分之一。


随着交通方式的不断变革,德州仪器(TI)以技术帮助HEV减少温室气体排放,而零排放的纯电动汽车也孕育了全新的自动化商业模式。



图一
图一

现今的全混合动力汽车可以减少一半的燃料消耗,而插电式混合动力汽车则可以降低80%的油耗。


目前,新出厂的汽车内部包含了超过6,000个半导体。随着汽车正越来越智慧以及诸如电池管理、牵引逆变器、车载充电器和DC/DC转换器等汽车零件的逐步电子化,这个数据还将继续大幅成长。


TI的工程师一直在幕后帮助推动这一波发展趋势,极力开发能应用在车载资讯娱乐系统、电源管理系统、连接技术和先进驾驶辅助系统(ADAS)等领域的新型半导体元件。


事实上,部分汽车制造商已经拥有自己的汽车共享模式,而主要原始设备制造商如Google、Lyft、特斯拉和Uber等都正在积极开发无人车技术。无人卡车也已经在美国、欧洲和澳洲进行道路测试。


回到未来

目前为止,HEV比EV更受消费者欢迎,这可能是因为EV虽然更加环保,但是成本也相对更高;此外,EV也有汽油内燃机性能发挥的限制。不过,在去年的巴黎车展上,几乎所有的汽车制造商都推出了全新的电动或混合动力车。


纯电动车的普及进度仍需时日。正因如此,TI将注意力放在过渡阶段的HEV创新,以及汽车动力系统全面电子化上。



图二 : (source:CNBC)
图二 : (source:CNBC)

HEV能实现燃料有效使用和自动化,然而,其目前所使用的电池却受到了再充电和续航里程数的限制。对此,TI正在研发高电压技术,其中包含电池管理、感测器和先进监控,以及12V双电源轨和一个额外针对高耗电应用的48V轨,以实现更佳的燃油、电池和成本效率。


由于较低的续航里程范围和较长的充电时间,都市以外的消费性EV普及受到了限制。其中一个解决方案是将电池电压增加至800V,这样就可以将充电时间减少到20分钟(电量达到80%),续航距离也能达到300英里以上。


自动驾驶

透过路况监测、讯号转换和汽车之间的通讯,积体电路可以使汽车的自主性更高。 TI的感测器已经应用于驾驶辅助和自动停车系统,最终目的是打造一辆全自动驾驶汽车。


相对于大部分的汽车,自驾车可以实现更高的燃料效率,特别是在需要保持稳定速度的都市环境中。在巴黎车展上,业界专家们也指出,自动驾驶汽车的安全性更高,并可以大幅降低交通事故数量,减少人员伤亡。


到了2020年,大多数汽车制造商都将推出能够完全实现或部分实现自动驾驶功能的EV。


根据IHS Automotive预测,随着无人驾驶汽车的普及程度日益升高,到2035年,具有一定程度的自动驾驶车将增加至2100万辆左右,其中美国大约会有450万辆。


展望未来

目前有几大因素正在驱动着电动车的成长,包括专门针对降低排放的法案、整合在消费性产品中并用于提升驾驶安全的技术,以及将汽车所有权转至行动服务的转变等。


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