中國儲能網(wǎng)訊：雖然疫情令全球汽車市場遭受了巨大沖擊，但新能源汽車市場卻演繹著逆勢上揚的劇情。恩智浦半導(dǎo)體副總裁兼驅(qū)動和能源系統(tǒng)產(chǎn)品線總經(jīng)理李曉鶴分析說，法規(guī)要求的進一步加強、電池成本大幅下降、續(xù)航里程和充電速度提升、電動車型愈加豐富等因素疊加，共同驅(qū)動了電動汽車的新“馬力”。
而其中的關(guān)鍵系統(tǒng)——電池管理系統(tǒng)（BMS）也“順勢而起”。近日大眾在其MEB電動汽車平臺上采用恩智浦電池管理解決方案的新聞就將BMS再次推向臺前。據(jù)悉，MEB平臺是一個跨品牌、跨車型的平臺，而大眾將基于該平臺在未來向市場推出多達75種全電動車型。之所以拿到這一大單，用李曉鶴的話來說就是因為恩智浦BMS解決了整車廠商電氣化過程中的“痛點”，其中蘊含了什么樣的“秘訣”？
新能源汽車的“痛點”
要知道，在電動汽車蔚然成風(fēng)之際，整車廠已“不約而同”地從經(jīng)濟和合規(guī)的角度加大電氣化投資，但要達到爆發(fā)的“拐點”，還要力克諸多挑戰(zhàn)。
作為電動汽車的“必備件”，即使電池成本在不斷優(yōu)化，但仍占據(jù)1/4到1/3的總車成本。
李曉鶴認(rèn)為，電池成本的持續(xù)降低是電動車普及以及整車廠盈利的重要決勝點，除電芯降本外，還需要不斷優(yōu)化或簡化電子電氣以及機械架構(gòu)，并在生產(chǎn)線上不斷升級自動化組裝水平，從而提高生產(chǎn)效率。
而在里程和充電方面要下的“功夫”，自然是要延長續(xù)航里程，縮短充電時間?！皬碾娀瘜W(xué)的角度來講，延長里程要提高比能量，縮短充電時間要增加比功率，在逐漸挑戰(zhàn)比能量和比功率極限的過程中，電池管理的功能安全的等級、診斷的精度和速度變得愈發(fā)重要。” 李曉鶴提及。
為了加快不同級別電動車的量產(chǎn)，平臺化則至關(guān)重要。一個車廠可能要在短時間內(nèi)生產(chǎn)包括純電車、插電混動車、48V混動車、14V起停微混動車等幾十種甚至是上百種不同的車型，因而，能否實現(xiàn)可最大化的重用以及應(yīng)用平臺化，才能在加快上市時間并降低研發(fā)成本的競賽中取勝。
隨著電動汽車市場的快速起量，供應(yīng)鏈的大規(guī)模匹配能力考驗亦接踵而至。李曉鶴的觀點是，幾年前大型整車廠的電動汽車生產(chǎn)規(guī)模最多是一年幾十萬輛，但未來主流車廠的計劃將升至上百萬輛的規(guī)模。這種大規(guī)模量產(chǎn)比拼的不僅僅是單一產(chǎn)品本身的性能，而是半導(dǎo)體廠商汽車制造品質(zhì)、生產(chǎn)質(zhì)量品質(zhì)、供貨體系以及售前售后服務(wù)能力的全方位考驗。
BMS的各個擊破
上文提及的電氣化挑戰(zhàn)不只涉及架構(gòu)、電池等一系列問題，BMS亦擔(dān)當(dāng)重任。
李曉鶴指出，電池本身的成本和性能是車廠致勝的關(guān)鍵點之一，而電池的安全性能以及效率在很大程度上是需要通過BMS系統(tǒng)的提升來體現(xiàn)的?！半m然BMS在電池總成本中占比非常小，約在10%-20%之間，但它可使電池組提高里程或加快充電性能，或提高壽命，其所能創(chuàng)造的價值是非常高的，未來仍大有可為?！崩顣扎Q直言。
細(xì)究來看，一方面，電動汽車永恒的追求是提高里程并加快快充速度，需要精準(zhǔn)的電池管理，通過精準(zhǔn)的SoC估算來提高充電狀態(tài)以及電池健康狀態(tài)的估算，這樣就可以在不增加成本的情況下來優(yōu)化續(xù)航里程、延長使用壽命并提高安全性；而在采用更激進的化學(xué)材料來做電芯以提高比能量和比功率的路徑之中，將出現(xiàn)更明顯的風(fēng)險因素，如過壓、過充、不穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)、熱失控等，這就需要BMS有更快的診斷速度以及更精確的對于電壓、電流、溫度甚至壓力的傳感測量。
另一方面，整車動力電池有幾百個甚至上千個電芯，在電芯管理方面存在木桶效應(yīng)，最弱的電芯決定了整個電池充放電的極限。因此多電芯的均衡也極為重要，這可助力提高電池的壽命和容量。
面對這些挑戰(zhàn)，在汽車電子領(lǐng)域耕耘多年的恩智浦，憑借自身的核心優(yōu)勢、競爭力和獨特的價值主張，祭出的BMS利器可全面解決上述痛點。
李曉鶴介紹說，在BMS方案中包括處理器、車載網(wǎng)絡(luò)傳感器、驅(qū)動、模擬前端、有主動安全功能的電池管理等等，而恩智浦則可提供全面的整體解決方案。
從整車廠需求點來看，恩智浦的方案也做到了“面面俱到”。李曉鶴具體解讀說，從精度來看，恩智浦的控制器、模擬器件等，不僅可保證芯片的出廠精度，更確保產(chǎn)品全生命周期的使用精度；在安全性層面，恩智浦為客戶提供相應(yīng)的嵌入式軟件驅(qū)動支持，包括功能安全庫，從而可更好地實現(xiàn)系統(tǒng)級解決方案。此外，恩智浦產(chǎn)品的定義可兼顧14V、48V、400V、800V以及各種不同模式，軟硬件平臺的可擴展性和延展性可助力客戶進行軟硬件的復(fù)用和重用，降低驗證時間并加速上市時間。特別是新能源汽車的研發(fā)和迭代周期從傳統(tǒng)汽車的4年左右縮短到兩年，更體現(xiàn)了系統(tǒng)性解決方案的重要性。
特別重要的是，恩智浦是汽車半導(dǎo)體領(lǐng)先供應(yīng)商，擁有良好的供貨能力以及完備的服務(wù)體系，無論是授權(quán)設(shè)計支持還是售后質(zhì)量支持，都可全力保證，這對新能源汽車加快量產(chǎn)來說至關(guān)重要。
下一站“野望”
對于電動汽車的潛力，恩智浦以實際行動在表明其“芯”向往之。
因為電動汽車的潛力正在加倍釋放。李曉鶴提到，從全球平均成本看，業(yè)界普遍認(rèn)為如果每千瓦時的成本在100美元以下，那么一輛電池車的成本基本與普通燃油車類似。今年的成本平均值大約在130美元左右，基本到2024年，電動車與傳統(tǒng)燃油車的成本將趨同。新能源汽車市場在未來十年將保持井噴狀態(tài)，而關(guān)注點也將集中于系統(tǒng)成本更優(yōu)化、安全性更高、可靠性更高的打造之上。相應(yīng)地，BMS也大有可為，一年將增長至幾千萬套的規(guī)模。
大眾的MEB電動汽車平臺“鎖定”恩智浦，顯而易見讓恩智浦的BMS站在了新高點上，而恩智浦有著更高遠(yuǎn)的目標(biāo)與野望。
從BMS系統(tǒng)所需芯片來看，李曉鶴提及，針對電池管理優(yōu)化的主控制器，與動力，傳動總成控制等帶有功能安全的主控制器架構(gòu)非常相似，但需在內(nèi)存，安全驗證，低功耗等硬件配置上做相應(yīng)的優(yōu)化。恩智浦也在同時開發(fā)下一代的S32 MCU，其中S32K系列MCU的幾款產(chǎn)品是專門針對電池管理優(yōu)化的。而諸如模擬前端芯片等關(guān)鍵芯片也將不斷優(yōu)化，在高精度、均衡性、安全性層面不斷發(fā)力。
對于是否可對市場上不同技術(shù)路線的電池組提供支持，恩智浦的回應(yīng)亦是積極的。李曉鶴提及，目前電池整體的技術(shù)解決方案還在演進，各種電化學(xué)均處于一個合作競爭的狀態(tài)，無論是鐵鋰電池還是固態(tài)電池等。NXP的BMS系統(tǒng)在嘗試支持各種各樣的電化學(xué)，即市場上的新能源汽車所采用的電池組都是支持的，當(dāng)然這對設(shè)計和精度的要求也會走高。
從全球范圍內(nèi)看，中國依然是新能源汽車的主要驅(qū)動市場。而近日《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》發(fā)布，將使我國新能源汽車迎來新一輪的發(fā)展高峰。據(jù)估算，2025年我國新能源汽車年銷量將超過500萬輛。
相對于全球客戶，國內(nèi)新能源汽車的不同勢力也顯現(xiàn)出不同的張力。李曉鶴強調(diào)，恩智浦在中國有非常強的技術(shù)團隊，包括軟件、硬件、測試等，此外還有很完備的參考設(shè)計的技術(shù)積累。面對自身設(shè)計能力很強的企業(yè)，他們更多關(guān)注設(shè)計、成本、安全性和質(zhì)量。而初創(chuàng)企業(yè)則更關(guān)注速度、上市時間，更關(guān)注軟件和服務(wù)。恩智浦與大型車廠和初創(chuàng)企業(yè)都建立了良好的互動和合作，通過系統(tǒng)級的芯片組方案和軟件支持，讓客戶可重點關(guān)注高附加值的應(yīng)用開發(fā)。（校對/一求）
