EV/HEV引发引擎控制生态革命,充电站新商机浮现

上网时间: 2010年06月30日? 作者:李敏? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:汽车电子? 引擎控制? 电动车?

汽车引擎进入直喷时代

汽车的革命极其迅猛,当本土厂商在突破电喷技术瓶颈的时候,国际厂商又超前迈进了一步,开始主攻缸内直喷、可调节动力引擎、柴油机共轨直喷技术、可变气门定时技术(VVT, Variable Valve Timing)。

IR多年以来一直大力支持发展高能源效益电机,凭借其在80-100V电压范围汽车用高电压驱动IC及功率开关方面的硅工艺知识和专有解决方案,能提供实现直接燃料喷射所需的功率管理方案。

“这是一种对内燃程序来说看似‘自燃’,也是最直接改善内燃程序的方法,毋须为引擎增添很多复杂的设计。”Henning Hauenstein解释道,这种方法就好像喷墨式打印机里的压电晶体,要把最小的墨点以非常高的精确度射在纸张上去达到出色的图像解像度。所以同样地,内燃程序可以通过把喷射燃料滴点和控制气缺内的燃料─气体分布来把内燃程序的效率尽量提高。IR拥有很多喷射零件的专业技术,足以保证这些零件的设计要求可以在最大压力下非常精确地喷射燃料点滴。

EV/HEV引发引擎控制生态革命,充电站新商机浮现_《国际电子商情》Henning Hauenstein:内燃引擎效率仍未优化到最佳_1
Henning Hauenstein:内燃引擎效率仍未优化到最佳

Henning Hauenstein进一步指出,现在引擎控制的发展趋势是提供可调节的引擎,按驾驶情况适时为汽车和驾驶者供应适当的动力水平。“如果汽车以平稳的速度行驶时不用增加动力,汽车便可以执行断缸,或者可以调校控制个别气门,从而把某些驱动周期中的内燃程序尽量减少。”

此外,他还提醒引擎系统设计者注意,空气与燃料的混合也可根据是否需要动力,是否可以最低气体排放为目标来做出精准的调节。例如,当汽车驶过拥挤的城市,排放量就可以通过牺牲部分动力来减少,而当在人口稀少的地区高速行驶时,汽车也可以让驾驶者操控更多动力。

“这不但可以帮助驾驶者经常获得所需的最高汽车性能,也可以把燃耗降到最低,所以对汽车用户及我们的环境来说是双赢的格局。”Henning Hauenstein说。

在欧洲和全球,分别有1/2和1/3的发动机管理系统采用英飞凌MCU进行控制,擅长发动机管理的英飞凌对引擎控制未来走向的看法值得关注。曹洪宇总结道:“缸内直喷技术将是汽油机的发展重点,共轨柴油机技术、直喷汽油机、Turbo增压、阀门控制技术会对发动机产生直接的效应。”

他说,从系统功能的角度来看,高效环保的柴油机共轨直喷技术可能会显露出更强大的生命力,在欧洲已经有约45%左右的系统采用柴油机。未来增压(Turbo)技术将更加普及,4缸系统6缸系统将占领更大市场份额,阀门控制技术如VVT会大量采用。

直喷引擎要求双核MCU

作为汽车引擎控制的主要MCU供应商,英飞凌感受到系统复杂度的提高对于功率驱动和主控芯片的新要求。“MCU运算能力将大大提升,现在主流80MIPS提升到150MIPS甚至更高,需要取得强大运算能力和功耗的平衡。”曹洪宇说,“双核MCU将在汽车电子市场崭露头角。”

EV/HEV引发引擎控制生态革命,充电站新商机浮现_《国际电子商情》Duncan Bennett:F-RAM的耐久性常被用于对错误日志、引擎耗损等信息的记录_2
Duncan Bennett:F-RAM的耐久性常被用于对错误日志、引擎耗损等信息的记录

引擎控制系统的商机在以车用传感器见长的ADI眼中又是另一番光景。“随着排放标准加快更新,以及涡轮增压、缸内直喷、高压共轨等创新的引入,带动了整个系统的全面升级,包括更强大的ECU、更复杂的控制策略和软件架构、更精确的传感器测量、更精确的执行器控制等,同时也催生了更多的新型传感器和执行器。”李防震对车用传感器的未来踌躇满志。

虽然英飞凌也有传感器业务,曹洪宇的观点却和李防震相左。他认为,随着MCU和周边功率器件智能化的日益完善,新型智能传感器(如数字接口的传感器芯片)将慢慢走入历史舞台。

他还提到,随着系统功能逐渐增加,随之而来的在线故障检测功能(OBD)也日趋完善,从OBD-I向OBD-II等更高级别的智能检测功能发展。“由于引擎功能提升加上OBD复杂性提升,需要更大RAM和Flash空间,90nm甚至65nm技术也将首先应用于汽车动力引擎控制中。”

可见,电子器件“入侵”汽车是全方位的。“从传感器到高速处理,乃至驱动执行器的功率半导体,各种技术都十分重要。”Duncan Bennett特别指出,Ramtron提供的非易失性F-RAM存储器具有读写次数几乎无限的耐久性,以及写入速度快和功耗低等优势。引擎控制设计人员可以在生产期间利用这种快速写入特性来创建所需的查找表,从而缩短写入时间并节省成本。而F-RAM的耐久性常被用于对错误日志、引擎耗损等信息的记录。

发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器,控制引擎必须顺畅地和各部件沟通,因而也催生了车内通信芯片的发展。曹洪宇指出,“混合了电源的CAN/LIN收发器以及多种功能于一身的单芯片方案也将进入研发阶段,使系统构架更加简洁,整体BOM数量减少,减小PCB板面积从而节约系统成本。”此外,从功率器件来说,智能型多通道驱动芯片将大行其道。

[转下一页:引擎控制的绿色化趋势/“丰田门”告诉我们什么?

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