汽車電子市場概貌

　　賽迪顧問汽車電子產(chǎn)業(yè)事業(yè)部總經(jīng)理兼高級(jí)咨詢師徐鵬首先介紹道，電子產(chǎn)品的大量應(yīng)用一直是汽車節(jié)能減排的重要推動(dòng)力，在過去30年中，電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用使得其燃油效率提高了70%，動(dòng)力電子控制系統(tǒng)通過SIDI(火花點(diǎn)火直接射油)、VVT(可變氣門)、混合燃燒、渦輪增壓/快速充電優(yōu)化汽油引擎等技術(shù)，在改進(jìn)動(dòng)力效率方面起到了重要作用；汽車總線技術(shù)使汽車形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，大大減少了汽車的線束重量，在推動(dòng)汽車輕量化的過程中減少了能源消耗；通過TPMS產(chǎn)品時(shí)刻監(jiān)測(cè)汽車胎壓狀態(tài)，避免了汽車因?yàn)樘翰蛔愣装讚p失的能量；此外，震動(dòng)與熱能能量回收技術(shù)、智能導(dǎo)航駕駛協(xié)助技術(shù)等新產(chǎn)品也在陸續(xù)應(yīng)用于汽車中，將不斷地持續(xù)提升汽車能量的利用效率。事實(shí)證明，汽車節(jié)能、安全、舒適、娛樂等功能的改進(jìn)，電子產(chǎn)品在其中所起到的作用越來越重要。

　　2009年，中國汽車產(chǎn)銷量躍居世界第一，同時(shí)乘用車電子產(chǎn)品配備率相比五年前翻了一番，達(dá)到20%左右，從而推動(dòng)中國汽車電子產(chǎn)品市場規(guī)模達(dá)到1629.6億元，同比增長20.4%。作為汽車電子產(chǎn)品的上游，2009年中國汽車電子類集成電路市場規(guī)模也達(dá)到114.9億元，同比增長16.3%，其中模擬IC、MCU以及ASSP芯片是市場中的主力軍。

　　新能源汽車被傾注了巨大熱情

　　目前世界各國政府在推動(dòng)新能源汽車以及相關(guān)技術(shù)發(fā)展中傾注了巨大的熱情，支持力度前所未有。據(jù)德勤的統(tǒng)計(jì)，全球各國在經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中，共有440億美元投向新能源汽車，其中美國投入最多，達(dá)到274億美元，其次是法國，達(dá)到85.4億美元，中國政府也在4萬億投資中投入15億美元推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展。新能源汽車作為未來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，吸引了各國政府與大批投資者，而電子技術(shù)的發(fā)展將新能源汽車的發(fā)展從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，成為市場發(fā)展的強(qiáng)力推動(dòng)者。

　　動(dòng)力電池性能的改善，電機(jī)材料與性能的提升，功率器件技術(shù)的發(fā)展，車用MCU計(jì)算能力的大幅提高……一系列的電子技術(shù)的發(fā)展使得電驅(qū)系統(tǒng)能夠在可承受的成本基礎(chǔ)上滿足消費(fèi)者的駕駛需求，推動(dòng)混合動(dòng)力汽車、插電式混合動(dòng)力汽車以及純電動(dòng)汽車為代表的電驅(qū)汽車在市場中取得成功，目前混合動(dòng)力汽車在全球市場中已經(jīng)占據(jù)了明顯的優(yōu)勢(shì)，得到了消費(fèi)者的認(rèn)可和喜愛。而汽車的動(dòng)力系統(tǒng)被電子產(chǎn)品替代，力耦合管理系統(tǒng)、電池組與電池管理系統(tǒng)、電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、整車動(dòng)力控制系統(tǒng)、大功率模塊等關(guān)鍵零部件的應(yīng)用，使得汽車電子產(chǎn)品在整車中的成本率快速提升。

　　以20萬元級(jí)別的純電動(dòng)版乘用車測(cè)算，成本率達(dá)到50%以上。此外，電驅(qū)汽車面向汽車產(chǎn)業(yè)未來的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)中不會(huì)僅僅是目前車型的簡單改裝，越來越多的新型汽車電子產(chǎn)品與技術(shù)將應(yīng)用其中，如智能導(dǎo)航系統(tǒng)、多功能數(shù)字化儀表、多媒體娛樂系統(tǒng)、遠(yuǎn)程信息服務(wù)系統(tǒng)、汽車氣候控制系統(tǒng)、駕駛員綜合輔助系統(tǒng)等，這些產(chǎn)品在提升汽車安全、舒適與娛樂功能的同時(shí)，也能幫助駕駛員改善駕駛習(xí)慣，從而達(dá)到節(jié)省能源的目的。而汽車配備如此之多的電子產(chǎn)品將帶來功率不斷提升，新能源汽車發(fā)展所帶來的汽車動(dòng)力電氣化的趨勢(shì)，為電子產(chǎn)品技術(shù)在汽車中的應(yīng)用提供了良好的載體。目前全球新能源汽車銷量占總銷量的不足1%，全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展才剛剛開始，對(duì)于相關(guān)電子技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新與應(yīng)用創(chuàng)新來說仍有巨大的空間。例如動(dòng)力電池由鎳氫向鋰電池方向發(fā)展是趨勢(shì)，這對(duì)于鋰電池技術(shù)而言，意味著巨大的發(fā)展空間，例如負(fù)極材料向硅基發(fā)展、固態(tài)鋰電池技術(shù)等都將大大提升現(xiàn)有鋰電池的性能，芯片、電機(jī)、傳感器、控制系統(tǒng)等零部件性能都存在巨大的提升空間，而新技術(shù)、新產(chǎn)品也將不斷被應(yīng)用到汽車中。

　　我國新能源汽車電子的特點(diǎn)

　　特別對(duì)于中國這個(gè)新能源汽車年產(chǎn)量僅在5000輛左右、產(chǎn)業(yè)發(fā)展剛剛起步的國家來說，在業(yè)界頻繁作秀和大躍進(jìn)式發(fā)展的背后，存在著決定新能源汽車性能與成本的關(guān)鍵電子、關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化能力不足的現(xiàn)象。從電池材料與制造工藝、大功率功率器件與模塊、多路電池管理芯片、高精度傳感器、高速車用集成電路等基礎(chǔ)電子產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，到混合動(dòng)力耦合裝置、車用動(dòng)力電池模組、電驅(qū)變速箱、電動(dòng)車用儀表盤等新能源汽車電子零部件的產(chǎn)業(yè)化與檢測(cè)技術(shù)，再到電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)與制造、公共配套措施建設(shè)等汽車制造與使用環(huán)境，都尚未對(duì)即將到來的新能源汽車發(fā)展浪潮完全做好準(zhǔn)備。新能源汽車電子技術(shù)的缺乏，汽車工業(yè)與電子信息產(chǎn)業(yè)之間的合作機(jī)制尚未形成，產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展路徑仍在跟隨國外，產(chǎn)品發(fā)展以車輛改裝為主的發(fā)展現(xiàn)狀，都在阻礙著我國新能源汽車產(chǎn)品和技術(shù)水平處于全球領(lǐng)先水平這一戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

　　電子技術(shù)在推動(dòng)汽車產(chǎn)品發(fā)展的過程中所起到的作用越來越明顯，逐漸從促進(jìn)性能改善的“配角”地位成為決定發(fā)展方向的“主角”，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)融合發(fā)展的趨勢(shì)愈發(fā)明顯，汽車工業(yè)與電子信息產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展成為必然選擇。

　　新能源汽車的核心技術(shù)

　　龔進(jìn)峰是中國汽車技術(shù)研究中心首席專家，同時(shí)也是汽車工程研究院副總工程師兼電子部部長。他對(duì)新能源汽車，尤其是純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車指出如下認(rèn)識(shí)(下述新能源汽車僅指純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車)。

　　國家新能源汽車生產(chǎn)準(zhǔn)入強(qiáng)調(diào)三大核心技術(shù)：電機(jī)及電機(jī)控制器、電池及電池管理系統(tǒng)、整車控制系統(tǒng)。其中動(dòng)力電池技術(shù)是全球新能源汽車所面臨的一個(gè)共同技術(shù)難題，從鉛酸電池、鎳氫電池到鋰電池，電池的比能量階梯型提升，但純電動(dòng)車的續(xù)時(shí)里程仍然無法與傳統(tǒng)汽車相比(從比能量和比功率的角度看)。因此，動(dòng)力電池技術(shù)是新能源汽車面臨的技術(shù)瓶頸。另外，即使人們可以接受目前的純電動(dòng)車?yán)m(xù)時(shí)里程，充電站布局、數(shù)量等基礎(chǔ)建設(shè)也需要配套到位。同時(shí)充電時(shí)間的問題，充電接口標(biāo)準(zhǔn)化的問題等都需要解決。

　　新能源汽車的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題(針對(duì)混合動(dòng)力汽車)，就是發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的自主開發(fā)和應(yīng)用。目前國內(nèi)混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)主要是借用傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，基本上是通過控制節(jié)氣門開度來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的動(dòng)力混合(也包括發(fā)動(dòng)機(jī)的啟停技術(shù))，沒有從根本上專門開發(fā)專用的混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。

　　總之，新能源汽車的動(dòng)力電池技術(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是仍需解決和提升的關(guān)鍵所在。對(duì)于中國汽車技術(shù)研究中心，更關(guān)注汽車標(biāo)準(zhǔn)化和EMC(電磁兼容)等問題。

　　至于新能源汽車的未來毋庸置疑，肯定是主要的發(fā)展方向。因此在未來汽車中，新能源汽車的數(shù)量和地位會(huì)不斷提高。隨著新能源汽車技術(shù)的成熟和國家對(duì)新能源汽車鼓勵(lì)政策的出臺(tái)和落實(shí)，新能源汽車的市場會(huì)逐步打開，尤其是在“十城千輛”城市展開。IC與半導(dǎo)體英飛凌科技(中國)有限公司汽車電子業(yè)務(wù)部高級(jí)市場工程師曹洪宇認(rèn)為，新能源汽車無疑是目前全球關(guān)注的焦點(diǎn)話題之一，豐田公司的普瑞斯如今已經(jīng)銷售過百萬輛了。而中國也正在掀起了一股產(chǎn)業(yè)研發(fā)熱潮，從政府補(bǔ)助到市場引導(dǎo)，都在大力培植這個(gè)新興市場，預(yù)計(jì)2015年各種車型將占整體5%左右。反觀這些車型背后，來自半導(dǎo)體公司的技術(shù)支持尤為重要，同時(shí)巨大的新能源車市場預(yù)期帶給整個(gè)業(yè)界不少挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

　　主要的挑戰(zhàn)來自兩方面，一方面是傳統(tǒng)汽車電子系統(tǒng)和新系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)工作；同時(shí)還需要在成本可控的條件下，滿足汽車電子在復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下的可靠性要求。

　　廣義新能源汽車在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上和傳統(tǒng)汽車有很大區(qū)別，其中最重要以及最核心的部分就是動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的革新。以混合動(dòng)力車為例，它不僅僅是電機(jī)系統(tǒng)占總功率百分比的數(shù)值差異，重要的是量變引起的車輛結(jié)構(gòu)的變化。微混合系統(tǒng)一般實(shí)現(xiàn)起停功能，全混合系統(tǒng)則要求車輛在沒有發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的情況下依然具有一定的續(xù)航能力。由于系統(tǒng)的耦合度大大增加，全混合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)帶來更多挑戰(zhàn)。而純電動(dòng)汽車更是可能引發(fā)車輛系統(tǒng)顛覆性的革新設(shè)計(jì)，從質(zhì)量分配、動(dòng)力傳輸?shù)杰囕v安全性，都將可能產(chǎn)生全新的設(shè)計(jì)理念。

　　英飛凌在電機(jī)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)管理、變速箱控制、電池管理和混合動(dòng)力HCU(整車控制器)等都有相應(yīng)硬件參考方案，能為客戶提供一站式半導(dǎo)體解決方案。

　　以新能源車的核心-動(dòng)力總成系統(tǒng)而言，英飛凌推出了兩款汽車級(jí)大功率IGBT模塊，專門應(yīng)用于車載電機(jī)驅(qū)動(dòng)。高功率密度的汽車級(jí)模塊HP1(Hybrid Pack1)和HP2(Hybrid Pack2)以超小的體積，切合汽車系統(tǒng)空間的局限性。

　　HP1重485g(72x140x17mm)3半橋合一的設(shè)計(jì)，650V400A最大驅(qū)動(dòng)能力，適用于20～30kW以內(nèi)電機(jī)應(yīng)用。HP2(106.5x48.5x20.5mm)重量1250g，更是以特別的直接水冷式散熱設(shè)計(jì)，以650V800A模塊滿足80~100kW的電機(jī)應(yīng)用。

　　根據(jù)市面上不同電機(jī)功率扭矩和工況的要求，英飛凌將在2010年底推出一款200A電流和HP1相同封裝的產(chǎn)品，以及600A電流和HP2相同封裝的產(chǎn)品，形成兩個(gè)產(chǎn)品系列，能滿足從10kW~100kW的各等級(jí)電機(jī)系統(tǒng)的功率需求。

　　除此以外，還將在明年推出兩款超小型easy-B模塊，適合3～10kW以下車載電池充電器、電動(dòng)空調(diào)或EPS等應(yīng)用。飛思卡爾中國區(qū)汽車電子工程經(jīng)理康曉敦說，電動(dòng)汽車大致可以分為三類：混合動(dòng)力、燃料電池和電動(dòng)車。電動(dòng)汽車存在著一個(gè)通用性的問題—電池。由于目前存在的電池方面的種種問題，未來能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的可能性最大的就是混合動(dòng)力車?；旌蟿?dòng)力與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比在技術(shù)領(lǐng)域增加了三部分：整車控制；電池管理；電機(jī)控制。

　　從目前技術(shù)來看，電池技術(shù)是混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)車的關(guān)鍵所在。既使是市場呼聲比較高的混合動(dòng)力汽車，電池的成本也占到了整車的1/3以上。而且還有重量、可靠性、壽命等諸多問題需要解決。磷酸鋰鐵電池技術(shù)應(yīng)該是解決方案中較好的一種。但涉及的以上問題也還是需要進(jìn)一步改進(jìn)。燃料電池是另一種技術(shù)，因其技術(shù)成熟性、燃料(主要是液態(tài)氫)貯存和控制方面的問題，可以說還不能馬上成為成熟的量產(chǎn)產(chǎn)品。而對(duì)純電動(dòng)車的混合動(dòng)力來講，電池的成本、重量、可靠性、壽命、包括充電問題將是政府、汽車公司所面臨的主要問題。當(dāng)然因?yàn)殡妱?dòng)車的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，各國政府均在采取鼓勵(lì)政策。我們也希望電動(dòng)車市場能夠盡快有長足的發(fā)展。

　　最新的電子動(dòng)力系統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)證明可以幫助降低排放量、提高燃油效率，并將更多引擎動(dòng)力傳輸?shù)铰访?。飛思卡爾在電子汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)，提供先進(jìn)的嵌入式控制器、傳感器技術(shù)、動(dòng)力管理組件和動(dòng)力制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，使新車輛更加經(jīng)濟(jì)，并保護(hù)環(huán)境。而且飛思卡爾將繼續(xù)把引擎控制技術(shù)引入到新興應(yīng)用中，如混合車輛控制和普通線路的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)管理。

　　飛思卡爾對(duì)國內(nèi)重要客戶的支持(如比亞迪等)包括技術(shù)交流、產(chǎn)品定價(jià)等，同時(shí)與奇瑞和東風(fēng)合作的汽車電子聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，并且未來還將擴(kuò)展到其它整車廠商。此外，飛思卡爾還與清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)和上海交大等高等院校進(jìn)行相關(guān)的合作和研究。