听 ADI 谈汽车未来

2020-04-07来源: EEWorld关键字:ADI  智能化座舱  智能驾驶  电气化

随着汽车行业的快速发展,汽车正在从传统交通工具向重要的移动生活空间转变,汽车正在变的更环保、更舒适和更智能。那么,对于未来汽车,哪些技术将重点发展?哪些技术又将增速放缓?且让我们听听 ADI 中国汽车技术市场高级经理王星炜在3月25日知乎直播“汽车新趋势中的关键技术”上的讲解。



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德勤2019年全球汽车供应商调研报告显示,最具增长潜力和差异化能力的领域将是最有吸引力的,例如ADAS、信息娱乐和通信系统、电池和燃料电池、电子产品和电动传动系统等。其中电动传动系统、电池和燃料电池都有超过3倍的增长,自动驾驶ADAS及传感器,也将有超过2倍增长。与此同时,停滞或下降的领域将不那么有吸引力,即便它们拥有一定的差异化能力,例如车轮和轮胎、车身、座椅、内饰、变速器、内燃机等。最危险的领域是那些差异化能力有限,同时停滞或下降的领域,例如空调控制系统、车轴、排气系统、悬架系统、刹车系统、燃料系统和转向系统。


从报告来看,未来汽车的发展方向将会倾向于智能化、电气化、自动驾驶这三个发展方向。对此,王星炜做了详细的技术方案介绍。


 智能化座舱


“智能化座舱的目标是使身在其中的人更加舒适、更有时间去享受除家、办公室之外第三空间的车内相关设备所带来的愉悦感。“那么,智能化座舱不仅要为用户提供沉浸式的音频体验,还要具备相应的主动降噪、超宽带回声消除以及定向麦克风技术。对此,ADI通过成功与全球90%的汽车制造商合作的音频总线 A2B( Automotive  Audio  Bus) 技术,来实现支持降噪ANC,车内通话ICC,回声消除和降噪ECNR等高级音频算法。同时显著减轻现有电缆线束的重量(在主要应用中减轻75%以上),降低布线成本,从而提高汽车燃油效率。


王星炜介绍,所谓的主动降噪,就像我们熟知的主动降噪耳机一样,当你把耳塞塞到耳朵里,就会把噪音去掉,你只会听到想听的音乐或交流的声音,这个效果在出差坐飞机或在很嘈杂的工作环境下尤为明显。主动降噪技术在汽车中的应用目的也是一样,希望通过该技术把车内的道路噪音、发动机噪音等消除掉,从而使得驾驶员能够专心听音乐或与朋友沟通。


从技术角度而言,王星炜介绍,主动降噪技术的原理是通过控制器采集麦克风或传感器噪音(即相应的声音波形),利用主动降噪控制器产生反向波形,使得噪音波形被抵消为幅度比较小的音频波形,从而提升音频体验。与居家应用不同,汽车的电磁环境非常复杂,还需要适应各种各样的温度、震动等环境,所以车内音频处理需要经过严苛的EMC电磁兼容性能相关测试。对此,ADI 音频处理DSP技术可以实现控制器功能,它具有非常高的双向传输速率、传输延迟非常低、对应的线束拓扑成本也很低,这样可以带来非常好的声音处理表现。


对于未来智能化座舱,王星炜也为我们描述了一个这样的情景:未来座舱将会更加智能,座舱内将变成独立分区,坐在车内不同位置的乘客,可以听到专属于他个人的音乐。人机操控界面也将更加智能:通过红外非接触手势操控,或通过ToF( Time of flight,飞行时间 )摄像头,采集人的表情、手势,做出相应算法后进行非接触操控。同时,驾驶员监控系统也会变得越来越重要,比如注意力监控系统,评估驾驶员的注意力专注程度,从而判断是否有能力接管驾驶权;驾驶员健康状况监控,如心率、血压等,评估驾驶员的状态是否适合驾驶。如果不适合驾驶,则自动驾驶会去接管汽车,停到路边并启动紧急呼叫系统。要实现上述的情景,不仅需要芯片解决方案,还需要相应的算法支持。对此,ADI 能够提供包括芯片、软件和算法的全套支持,使得这些应用可以快速普及到应用中。


电气化


汽车动力技术的转型不仅由技术进步和市场推动,而且与清洁能源的发展紧密相关。在大幅度减少温室气体排放的紧迫背景下,实现绿色出行是整个汽车行业的发展基础。汽车电气化从传统基于发动机、内燃机的动力总成的结构正在向两个方向发展,即驱动系统和各种控制系统的电气化。


那么驱动系统是如何实现电气化的呢?正如传统燃油车的发动机一样,新能源车车的驱动则是电池系统,即电池管理和动力电池系统。一般而言,电动车的动力电池提供高达400V的高压直流电,而电机驱动则需要交流电,这就需要使用电机控制器控制直流到交流的转换,同时控制电机的方向、速度、角度、响应时间、动力分配等任务。由于是高压电池,不做隔离可能会引发安全事故,所以还需要电压控制器具备隔离功能的通信收发器。对此,ADI有相应的隔离门驱动芯片,助力实现汽车电气化。


某品牌电动车的报道中称,其电池组由超过7000多颗18650锂电池组成,重量可达900公斤,王星炜表示,对这个数量的电池进行管理,是非常有挑战的。


首要的指标是精度:电池管理通过测量电芯电压,从而转换成电量的信息。而电动汽车动力电池材料多种多样,包括磷酸铁锂LiFePO4电池,钴酸锂电池LiCoO2电池和新化学材料电池如三元素NMC电池。不同电池的材料不同,不同材料就会对应不同的放电曲线。以磷酸铁锂LiFePO4电池为例,其放电曲线平缓,每一毫伏对应的电池电量的百分比就非常关键,精度一旦有误差,测量的电量就会有非常大的安全余量,这样电池可以用的电量就变小了。


同时,电池的应用场景也各不相同,情况复杂。从最小的48V弱混系统到插电式混合动力电池包,再到串并联的电池组。”比如一些很长的大巴或电动船舶,需要不止一组电池组来提供能量,所以其内部会有多组的电池组串并联。而对于插电混动和纯电动车而言,不同的电芯需要做非常多的串并联组成一个电池组。“王星炜介绍,而不同的使用场景必然需要不同的产品去应对。


除场景外,电池也会有不同的层级,电动汽车动力电池由最基础的电芯Cell组成电池模块Module,再由模块Module组成电池组Pack,之后安装到车上组成车级应用系统,还会跟电网有相应的交互。一个典型的电池组(具有96节串联电池)以4.2 V充电时会产生超过400 V的总电压。电池组中的电池节数越多,所达到的电压就越高。这也对产品提出了不同的需求。


对此,ADI锂电池监控IC产品目前已经发展到第五代,安全性、精度和性能处于业界领先地位,例如在关键的监测功能上ADI借助独特的掩埋式齐纳基准电压源和噪声滤波模拟与数字转换器,可以实现极高的电压测量精度,对于提升续航里程这个关键指标非常重要。对此,王星炜做了一个生动的比喻:“测量精度高,就像一扎啤酒,把啤酒上的泡沫减少(浪费掉的那部分电量尽量减少),留下我们可以喝的美酒部分尽量多(能使用的电量尽量多)。也就是用高精度的测量技术,使得相应的可用的电量最大化,拥有更多的续航里程。”


王星炜介绍,ADI产品的高精度为电动车带来更长的行驶里程,高可靠性则体现在焊接完芯片后,不需要产线额外的标定,因而生产成本较低。高稳定性则从芯片级别为汽车提供长寿命、高性能的支撑。系统级的解决方案,不仅体现在相应电压电流的检测功能性上,还包括对功能安全非常全面的支持。


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关键字:ADI  智能化座舱  智能驾驶  电气化 编辑:刘东丽 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic493684.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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