新能源车动力系统面临的挑战

我国大力发展新能源车，经过多年的政策扶持，产业已经成熟，涌现了主攻纯电动车的“造车新势力”，传统整车厂商相继也扩增新能源车型，产业生态汇集本土品牌和合资品牌。新能源车的显著特征是汽车电子系统和元器件数量、功能都有较大提升。

业界用”新三化”代表当今汽车的方向，即电动化、智能化、网联化，未来汽车趋同于行走的便携设备。研究机构德勤的研究表明，以电力系统作为动力源的新能源汽车，对元器件功率管理，功率转换的要求更高，提升了汽车芯片的价值。随着自动驾驶技术逐渐成熟，单车搭载芯片的价格也将更高。据统计，至 2025 年，汽车电子元器件 BOM（物料清单）价值将有显著提升，这主要是来自于新能源汽车电池管理及电动动力总成对电子元器件的需求（如逆变器、动力总成域控制器 DCU、各类传感器等）。   

以高级辅助驾驶 ADAS 为基础，自动驾驶是汽车的终极目标，其依赖于多种传感器，主要为图像传感器、毫米波雷达、激光雷达。随着汽车安全性等级不断提高，这三种传感器优势互补，用于实现 ADAS 和自动驾驶系统，不过 ADAS 往往强调车外的安全功能，比如车距控制、外部环境检测等，然而，驾驶舱内部的安全功能也开始受到重视，常用在于保障司机和乘客的安全，在这方面，Melexis 强调两种特殊的技术：车内照明和车内人员状态监测。

在自动驾驶汽车或者 ADAS 系统中，电子系统会取代部分驾驶员的操作，迈来芯（Melexis）亚太区区域销售经理高宣表示，“如果不能直接控制汽车，驾驶员的注意力显然就不会集中在道路上。因此，智能照明在支持汽车与乘员的沟通方面发挥着关键作用。例如，驾驶员座舱会迅速将内部指示灯转为红色以传达危险，立即引起驾驶员的注意。”LED 已经在汽车领域普及，驾驶舱也开始运用 LED 实现照明、氛围等功能，这有赖于驱动器件的支撑，例如 Melexis LED 驱动器芯片以及 MeLiBu 概念可以塑造未来的驾驶舱，使用这项技术，OEM 高端电动汽车的内饰已经呈现出未来驾驶舱的轮廓。   

新能源动力系统   

新能源车的动力系统为电动机+蓄电池，传统燃油车为发动机+变速器，前者的电动机给车辆提供全部或者部分动力。随着新能源车的产品力要求不断提升，电机控制和热管理逐渐成为新能源车动力总成设计的关键，其设计好坏关系到效率、行程、电池管理等，因此这两点也成为新能源车动力系统面临的挑战，OEM 采用的解决方案直接影响汽车的效率。    

在电机控制上，电流传感器、电机位置传感器在新能源车的动力系统中发挥着举足轻重作用，被用于电动汽车电机组和逆变器。电动汽车电机的类型在不断演变，但是一个合适的位置传感系统非常重要。Melexis 针对这类高速电机开发了电感式位置传感器。逆变器将电池直流电源转换为交流电源，驱动电机相位，Melexis 开发的电流传感器越来越多被用于电动汽车逆变器，例如帮助特斯拉等汽车的提升性能。      

Melexis 电动车热管理解决方案有助于提高系统效率，延长行驶距离，并缩短电池充电时间。此外，通过支持使用先进热泵的客舱和动力系统的集成，提高了车内舒适度。   

OEM 正在应对热管理挑战，包括不同部件（电机、电池、座舱和电子设备）的温度处理和监测，并引发了新的挑战，如复杂的冷却剂循环（能量回收=废热回收）、复杂的制冷回路（热泵）、安全性（电池监控、关键阀门）等。Melexis 提供应对此类挑战的各种传感与驱动解决方案。   

压力传感器：通过监测蒸发器出口过热气体的压力和温度，防止湿压缩；监控压力和温度，使制冷回路的热力性能高，并对高压电子压缩机/膨胀阀进行严格控制。   

电流传感器：通过电流测量反馈回路监控和控制 PTC 加热器的电流消耗；安全控制电子压缩机电机；准确监控电流，快速充电；浪涌电流快速充电安全机制。   

电机驱动芯片：电机驱动芯片为阀门带来智能化和安全性；无刷直流电机有助于减少泵、鼓风机和风扇的电机尺寸和重量；对于静音车辆，智能驾驶员确保阀门和泵的低声电机噪音。   

位置传感器：位置反馈提高电磁阀的安全性；实现精确的阀门控制；处理无刷直流电机换向。   

此外，Melexis 传感器适用于复杂的混合动力系统。迈来芯亚太区区域销售经理高宣认为，首先，内燃机的使用情况不同，测量的压力范围也随之扩大，以应对内燃机低使用或高使用状况。这就要求所使用的压力传感器的工作范围更大，以 MLX90821 为例，提供从 50mbar 到 700mbar 的压力测量范围。   

其次，在没有更多空间的情况下放置两个动力系统，制造商被迫制造更小的内燃机，其工作温度就会更高。要求元器件适应更高的工作温度，Melexis 磁位置传感器可以在非常高的温度（160摄氏度）下工作。如此高的温度也意味着通常使用的塑料（如涂层）的改变，这也给 Melexis 支持的压力传感器带来了新的挑战。   

根据最新的欧盟标准，车辆必须在使用期内随时保持清洁排放，然而，内燃机处于低温下会产生额外的排放，因此需要电流或热风尽快加热内燃机以达到最佳性能，这与零碳排放/电池节约原则相矛盾，要求元器件实现精确控制的同时，自身的能耗也要更低。

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