中國儲能網訊：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。恩智浦半導體副總裁兼驅動和能源系統(tǒng)產品線總經理李曉鶴分析說，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，共同驅動了電動汽車的新“馬力”。
而其中的關鍵系統(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之際，整車廠已“不約而同”地從經濟和合規(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1/4到1/3的總車成本。
李曉鶴認為，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，并在生產線上不斷升級自動化組裝水平，從而提高生產效率。
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，平臺化則至關重要。一個車廠可能要在短時間內生產包括純電車、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)模量產比拼的不僅僅是單一產品本身的性能，而是半導體廠商汽車制造品質、生產質量品質、供貨體系以及售前售后服務能力的全方位考驗。
BMS的各個擊破
上文提及的電氣化挑戰(zhàn)不只涉及架構、電池等一系列問題，BMS亦擔當重任。
李曉鶴指出，電池本身的成本和性能是車廠致勝的關鍵點之一，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，需要精準的電池管理，通過精準的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)更明顯的風險因素，如過壓、過充、不穩(wěn)定的化學物質、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，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、車載網絡傳感器、驅動、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的嵌入式軟件驅動支持，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，恩智浦是汽車半導體領先供應商，擁有良好的供貨能力以及完備的服務體系，無論是授權設計支持還是售后質量支持，都可全力保證，這對新能源汽車加快量產來說至關重要。
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的目標與野望。
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非常相似，但需在內存，安全驗證，低功耗等硬件配置上做相應的優(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路線的電池組提供支持，恩智浦的回應亦是積極的。李曉鶴提及，目前電池整體的技術解決方案還在演進，各種電化學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，即市場上的新能源汽車所采用的電池組都是支持的，當然這對設計和精度的要求也會走高。
從全球范圍內看，中國依然是新能源汽車的主要驅動市場。而近日《新能源汽車產業(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，恩智浦在中國有非常強的技術團隊，包括軟件、硬件、測試等，此外還有很完備的參考設計的技術積累。面對自身設計能力很強的企業(yè)，他們更多關注設計、成本、安全性和質量。而初創(chuàng)企業(yè)則更關注速度、上市時間，更關注軟件和服務。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，讓客戶可重點關注高附加值的應用開發(fā)。（校對/一求）
