恩智浦如何用技术为电动化降本增效？

当电池能量密度到达了性能和安全的平衡中线，电池成本不断刷新历史高位，电动化要如何降本增效，服务企业盈利和消费者的用车成本？恩智浦在半导体领域，用技术来回答这个问题。

此前，恩智浦发布了微控制器S32K39系列和由AI驱动的电动汽车云连接电池管理系统。12月，恩智浦半导体车辆控制和网络解决方案全球营销总监Brian Carlson，恩智浦半导体电池管理系统总监兼部门经理Andreas Schlapka博士，和恩智浦半导体大中华区资深市场经理余辰杰就上述产品如何为电动化降本增效进行了详细的解答。

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1带2的逆变器控制器

随着电动普及化趋势愈发确定，车企和消费者对技术需求的方向也愈发明确。

第一，对性能和效率的要求越来越高，这也包括续航里程在内的性能和效率要求越来越高；第二，更高等级的功能安全要求；第三，要求电动车有更高的可靠性和可获得性；第四，车企系统电机具有可扩展性，从入门级的一个电机，中档的两个电机、高性能三个电机，越野车和卡车的四个电机，牵引逆变器可以提供更广泛的支持；第五满足区域集中式EEA架构设计和成本控制需求。

在此背景下，恩智浦推出了S32K39微控制器系列，集性能、集成、网络、信息安全和功能安全于一体，通过时间敏感网络（TSN）以太网支持边缘智能驱动应用，通过模拟外设集成，可以显著地降低系统成本，并实现ASIL D最高的安全水平，主要用于控制牵引逆变器。

逆变器的主要作用是将电池中大概400到800的电压转化为机械能，从而推动电机转动。在这个过程中它接受来自于车辆控制单元VCU的指令，会涉及基于踏板的扭矩命令，ADAS高级驾驶辅助系统，以及电子稳定性控制等等。

在这个过程中，微处理器会在接收信号之后进行相应处理，通过高精度的脉宽调制再到栅极驱动器，对低电压和高电压进行隔离，再通过电磁能推动电机，微控制器处于核心位置。

恩智浦S32K39的创新之处在于可以控制两个牵引逆变器，也就是控制两个电机。而且这两个电机都可以在200 kHz的环路下进行控制。而通常一个典型的MCU只能控制一个逆变器，且控制范围是在50kHz到100kHz。

Brian Carlson表示，S32K39的最主要的价值主张，其一是提升电动车的驾驶体验，帮助车厂提升行驶里程，获得更高性能和更佳操控；其二是通过我们的技术为电动车的创新赋能，比如支持SiC/GaN的高频开关，区域架构设计等等；其三是支持电动车降低成本，通过模拟集成消除外部组件，优化ASIL D安全系统解决方案等。

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用数据节省电量

而当电池能量密度增长趋于瓶颈时，汽车产业希望通过电池管理系统，进一步挖掘电量的潜能。

电池管理系统内部的核心在于电池单元的监控控制器，其可以了解电池发热、压力、电压、电流的情况，整套系统可以随吃监测电池的SOA（安全工作）和SOC（充电）状态。这些监测数据可以交给主控制器，也可以交给云端。

恩智浦的高压电池管理系统，可以结合S32G GoldBox一起使用。S32G GoldBox提供到云端的连接以及人工智能的驱动，来形成云端的数字孪生。当人工智能算法在云端开发完成，可以直接下载到车端的MCU控制器中，由此可在车端监测电池的健康状态、充电状态，以及CAN总线充电的情况，并由此影响驾驶员的行为。

通过云端算法，恩智浦的高压电池管理系统可将电池的健康状态提升了12%，也允许系统更加精确地计算电池充电的情况。

值得注意的是，电池管理系统AI模型的质量最终取决于数据的质量，包括数据上传的频繁性和数据精度，而着与主机厂和网络的可用性密切相关。

Andreas Schlapka表示，随着4G、5G的广泛适用，以及用户可以上传的不只是一台车的数据，而是整个车队当中同一类型电池的整体数据，游客更利于形成大数据模型。“所以我们的解决方案是非常具有灵活性的，它取决于汽车厂商的需求，网络的可用性和数据更新的频率等。”

余辰杰认为，中国领先的新能源车企有两个显著的特点：一是非常注重几大域控制器的自研，包括智驾，座舱和动力域。二是对电子电气架构的演进比较关注。综合这两个特点，恩智浦认为ASIL-D功能安全等级，HSE加密引擎，和丰富的网络接口能力将是域控制器MCU的必选项，而超高实时算力和硬件支撑的虚拟化机制也将逐渐成为主流。

在此过程中。恩智浦用作域控大脑的NXP S32Z/E系列产品，以及诸如S32K39这样在电子电气架构的边缘测（执行器端），带驱动能力的高集成度MCU都将成为车企的首选产品。

2022年，中国新能源汽车销售量在500万辆以上，渗透率达到20%，预计2030年或达到60%，而中国企业将成为引领产业变革的排头兵。