預(yù)期或可能的變革
目前，對(duì)電子更換起主要推動(dòng)作用的是汽車制造商，而不是半導(dǎo)體行業(yè)。OEM了解這種變革的價(jià)值，要求汽車實(shí)現(xiàn)電氣化。雖然芯片解決方案價(jià)格更高，但汽車制造商在計(jì)算之后得出結(jié)論，從系統(tǒng)和車輛層面來(lái)看，他們可以實(shí)現(xiàn)成本節(jié)省。
電氣化可利用電子斷路器/開關(guān)來(lái)降低集線器和汽車架構(gòu)的復(fù)雜性。如圖4所示，一輛典型中檔車的電池和交流發(fā)電機(jī)最多能提供200A電流，絕不會(huì)超過(guò)250A（25%保護(hù)頻帶）。但是，對(duì)集線器和保護(hù)集線器的每根保險(xiǎn)絲實(shí)施分析的結(jié)果顯示，集線器中的電流容量水平可以達(dá)到950A。類似情況也發(fā)生在室內(nèi)布線應(yīng)用中。汽車機(jī)械工程師應(yīng)了解這種容量過(guò)剩所具備的重要意義，以及改變這種狀況所需采取的措施。
圖4.現(xiàn)今規(guī)格過(guò)高、成本高昂的接線容量
預(yù)期或可能的變革
對(duì)車輛配電架構(gòu)作何種更改，取決于用于更換機(jī)械式繼電器和保險(xiǎn)絲的解決方案的可購(gòu)性。因此，這種電氣化預(yù)計(jì)會(huì)經(jīng)歷多個(gè)步驟或階段。第一步可能發(fā)生于2018至2022期間。在這個(gè)階段，機(jī)械組件會(huì)實(shí)現(xiàn)電氣化，但其架構(gòu)保持不變。電子繼電器和電子保險(xiǎn)絲將簡(jiǎn)單地取代機(jī)械式繼電器和保險(xiǎn)絲。
之后，在2020年至2030年期間，會(huì)開始向互聯(lián)智能接線盒和智能保險(xiǎn)絲盒轉(zhuǎn)變，充分利用電氣化帶來(lái)的所有優(yōu)勢(shì)，包括回到該架構(gòu)以優(yōu)化集線器的尺寸，使其與電源容量相匹配，并利用完全安全的容錯(cuò)架構(gòu)，準(zhǔn)備迎接自動(dòng)駕駛汽車的到來(lái)。恩智浦正在分析某些新興理念，以做好迎接這種未來(lái)變革的準(zhǔn)備。
行業(yè)攜手
向完全電氣化的配電裝置轉(zhuǎn)變的舉措并非全無(wú)困難。以下介紹了在更替繼電器和保險(xiǎn)絲過(guò)程中遇到的兩種問(wèn)題：
? 機(jī)械式繼電器開啟時(shí)，無(wú)論兩種輸出是何種極性，它都會(huì)開啟。即使電池反向，繼電器仍會(huì)開啟。但是，MOSFET配有集成本體二極管，在電池反向的情況下，會(huì)直接發(fā)生短路。為了避免發(fā)生短路，固態(tài)繼電器需要阻攔反方向的電流。這種攔截需要使用背靠背MOSFET，大幅提高了解決方案的成本。成本大幅增加是不對(duì)許多繼電器進(jìn)行更換的一大重要原因。
? 保險(xiǎn)絲的情況也類似。由于保險(xiǎn)絲只是一片金屬，是一種非常被動(dòng)的器件，在車輛長(zhǎng)時(shí)間停放期間，保險(xiǎn)絲會(huì)繼續(xù)保護(hù)線纜，防止出現(xiàn)短路，且在這個(gè)過(guò)程中，它不會(huì)消耗任何電流。而電子保險(xiǎn)絲則需要消耗一些電流才能工作。如今使用的解決方案都處于毫安范圍，但實(shí)際卻需要一款微安解決方案。否則，只需一周左右時(shí)間，電池電量就會(huì)完全用完。
發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用
作為汽車、網(wǎng)絡(luò)、飛行器以及其他行業(yè)的使能技術(shù)供應(yīng)商，恩智浦對(duì)于實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和推動(dòng)變革非常感興趣。但是，電氣化革命是無(wú)法依靠一家公司來(lái)完成的，它需要跨行業(yè)的合作。恩智浦已充分準(zhǔn)備發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用，讓車輛布線改革成為現(xiàn)實(shí)。
撰稿人
Philippe Dupuy，博士，智能繼電器和智能電網(wǎng)高級(jí)研發(fā)經(jīng)理
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