汽車電子市場概貌

　　賽迪顧問汽車電子產業事業部總經理兼高級咨詢師徐鵬首先介紹道，電子產品的大量應用一直是汽車節能減排的重要推動力，在過去30年中，電子技術在汽車中的應用使得其燃油效率提高了70%，動力電子控制系統通過SIDI(火花點火直接射油)、VVT(可變氣門)、混合燃燒、渦輪增壓/快速充電優化汽油引擎等技術，在改進動力效率方面起到了重要作用；汽車總線技術使汽車形成一個網絡，大大減少了汽車的線束重量，在推動汽車輕量化的過程中減少了能源消耗；通過TPMS產品時刻監測汽車胎壓狀態，避免了汽車因為胎壓不足而白白損失的能量；此外，震動與熱能能量回收技術、智能導航駕駛協助技術等新產品也在陸續應用于汽車中，將不斷地持續提升汽車能量的利用效率。事實證明，汽車節能、安全、舒適、娛樂等功能的改進，電子產品在其中所起到的作用越來越重要。

　　2009年，中國汽車產銷量躍居世界第一，同時乘用車電子產品配備率相比五年前翻了一番，達到20%左右，從而推動中國汽車電子產品市場規模達到1629.6億元，同比增長20.4%。作為汽車電子產品的上游，2009年中國汽車電子類集成電路市場規模也達到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新能源汽車以及相關技術發展中傾注了巨大的熱情，支持力度前所未有。據德勤的統計，全球各國在經濟刺激計劃中，共有440億美元投向新能源汽車，其中美國投入最多，達到274億美元，其次是法國，達到85.4億美元，中國政府也在4萬億投資中投入15億美元推動新能源汽車的發展。新能源汽車作為未來汽車產業的發展方向，吸引了各國政府與大批投資者，而電子技術的發展將新能源汽車的發展從藍圖變為現實，成為市場發展的強力推動者。

　　動力電池性能的改善，電機材料與性能的提升，功率器件技術的發展，車用MCU計算能力的大幅提高……一系列的電子技術的發展使得電驅系統能夠在可承受的成本基礎上滿足消費者的駕駛需求，推動混合動力汽車、插電式混合動力汽車以及純電動汽車為代表的電驅汽車在市場中取得成功，目前混合動力汽車在全球市場中已經占據了明顯的優勢，得到了消費者的認可和喜愛。而汽車的動力系統被電子產品替代，力耦合管理系統、電池組與電池管理系統、電機與電機驅動系統、整車動力控制系統、大功率模塊等關鍵零部件的應用，使得汽車電子產品在整車中的成本率快速提升。

　　以20萬元級別的純電動版乘用車測算，成本率達到50%以上。此外，電驅汽車面向汽車產業未來的產品，在設計中不會僅僅是目前車型的簡單改裝，越來越多的新型汽車電子產品與技術將應用其中，如智能導航系統、多功能數字化儀表、多媒體娛樂系統、遠程信息服務系統、汽車氣候控制系統、駕駛員綜合輔助系統等，這些產品在提升汽車安全、舒適與娛樂功能的同時，也能幫助駕駛員改善駕駛習慣，從而達到節省能源的目的。而汽車配備如此之多的電子產品將帶來功率不斷提升，新能源汽車發展所帶來的汽車動力電氣化的趨勢，為電子產品技術在汽車中的應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%，全球新能源汽車產業發展才剛剛開始，對于相關電子技術的發展創新與應用創新來說仍有巨大的空間。例如動力電池由鎳氫向鋰電池方向發展是趨勢，這對于鋰電池技術而言，意味著巨大的發展空間，例如負極材料向硅基發展、固態鋰電池技術等都將大大提升現有鋰電池的性能，芯片、電機、傳感器、控制系統等零部件性能都存在巨大的提升空間，而新技術、新產品也將不斷被應用到汽車中。

　　我國新能源汽車電子的特點

　　特別對于中國這個新能源汽車年產量僅在5000輛左右、產業發展剛剛起步的國家來說，在業界頻繁作秀和大躍進式發展的背后，存在著決定新能源汽車性能與成本的關鍵電子、關鍵技術與產業化能力不足的現象。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電子產品的研發與生產，到混合動力耦合裝置、車用動力電池模組、電驅變速箱、電動車用儀表盤等新能源汽車電子零部件的產業化與檢測技術，再到電動汽車設計與制造、公共配套措施建設等汽車制造與使用環境，都尚未對即將到來的新能源汽車發展浪潮完全做好準備。新能源汽車電子技術的缺乏，汽車工業與電子信息產業之間的合作機制尚未形成，產業與技術發展路徑仍在跟隨國外，產品發展以車輛改裝為主的發展現狀，都在阻礙著我國新能源汽車產品和技術水平處于全球領先水平這一戰略目標的實現。

　　電子技術在推動汽車產品發展的過程中所起到的作用越來越明顯，逐漸從促進性能改善的“配角”地位成為決定發展方向的“主角”，電子技術與機械技術融合發展的趨勢愈發明顯，汽車工業與電子信息產業協同發展成為必然選擇。

　　新能源汽車的核心技術

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

　　國家新能源汽車生產準入強調三大核心技術：電機及電機控制器、電池及電池管理系統、整車控制系統。其中動力電池技術是全球新能源汽車所面臨的一個共同技術難題，從鉛酸電池、鎳氫電池到鋰電池，電池的比能量階梯型提升，但純電動車的續時里程仍然無法與傳統汽車相比(從比能量和比功率的角度看)。因此，動力電池技術是新能源汽車面臨的技術瓶頸。另外，即使人們可以接受目前的純電動車續時里程，充電站布局、數量等基礎建設也需要配套到位。同時充電時間的問題，充電接口標準化的問題等都需要解決。

　　新能源汽車的另一個關鍵技術問題(針對混合動力汽車)，就是發動機管理系統的自主開發和應用。目前國內混合動力汽車的發動機主要是借用傳統汽車的發動機，基本上是通過控制節氣門開度來實現發動機和電機的動力混合(也包括發動機的啟停技術)，沒有從根本上專門開發專用的混合動力汽車發動機控制系統。

　　總之，新能源汽車的動力電池技術和發動機技術是仍需解決和提升的關鍵所在。對于中國汽車技術研究中心，更關注汽車標準化和EMC(電磁兼容)等問題。

　　至于新能源汽車的未來毋庸置疑，肯定是主要的發展方向。因此在未來汽車中，新能源汽車的數量和地位會不斷提高。隨著新能源汽車技術的成熟和國家對新能源汽車鼓勵政策的出臺和落實，新能源汽車的市場會逐步打開，尤其是在“十城千輛”城市展開。IC與半導體英飛凌科技(中國)有限公司汽車電子業務部高級市場工程師曹洪宇認為，新能源汽車無疑是目前全球關注的焦點話題之一，豐田公司的普瑞斯如今已經銷售過百萬輛了。而中國也正在掀起了一股產業研發熱潮，從政府補助到市場引導，都在大力培植這個新興市場，預計2015年各種車型將占整體5%左右。反觀這些車型背后，來自半導體公司的技術支持尤為重要，同時巨大的新能源車市場預期帶給整個業界不少挑戰和機遇。

　　主要的挑戰來自兩方面，一方面是傳統汽車電子系統和新系統之間的協調工作；同時還需要在成本可控的條件下，滿足汽車電子在復雜應用環境下的可靠性要求。

　　廣義新能源汽車在系統結構上和傳統汽車有很大區別，其中最重要以及最核心的部分就是動力驅動系統的革新。以混合動力車為例，它不僅僅是電機系統占總功率百分比的數值差異，重要的是量變引起的車輛結構的變化。微混合系統一般實現起停功能，全混合系統則要求車輛在沒有發動機動力的情況下依然具有一定的續航能力。由于系統的耦合度大大增加，全混合系統結構更為復雜，對設計帶來更多挑戰。而純電動汽車更是可能引發車輛系統顛覆性的革新設計，從質量分配、動力傳輸到車輛安全性，都將可能產生全新的設計理念。

　　英飛凌在電機控制、發動機管理、變速箱控制、電池管理和混合動力HCU(整車控制器)等都有相應硬件參考方案，能為客戶提供一站式半導體解決方案。

　　以新能源車的核心-動力總成系統而言，英飛凌推出了兩款汽車級大功率IGBT模塊，專門應用于車載電機驅動。高功率密度的汽車級模塊HP1(Hybrid Pack1)和HP2(Hybrid Pack2)以超小的體積，切合汽車系統空間的局限性。

　　HP1重485g(72x140x17mm)3半橋合一的設計，650V400A最大驅動能力，適用于20～30kW以內電機應用。HP2(106.5x48.5x20.5mm)重量1250g，更是以特別的直接水冷式散熱設計，以650V800A模塊滿足80~100kW的電機應用。

　　根據市面上不同電機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相同封裝的產品，以及600A電流和HP2相同封裝的產品，形成兩個產品系列，能滿足從10kW~100kW的各等級電機系統的功率需求。

　　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、電動空調或EPS等應用。飛思卡爾中國區汽車電子工程經理康曉敦說，電動汽車大致可以分為三類：混合動力、燃料電池和電動車。電動汽車存在著一個通用性的問題—電池。由于目前存在的電池方面的種種問題，未來能夠實現量產的可能性最大的就是混合動力車?；旌蟿恿εc傳統發動機相比在技術領域增加了三部分：整車控制；電池管理；電機控制。

　　從目前技術來看，電池技術是混合動力汽車和電動車的關鍵所在。既使是市場呼聲比較高的混合動力汽車，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。磷酸鋰鐵電池技術應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一步改進。燃料電池是另一種技術，因其技術成熟性、燃料(主要是液態氫)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產品。而對純電動車的混合動力來講，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。當然因為電動車的環保優勢，各國政府均在采取鼓勵政策。我們也希望電動車市場能夠盡快有長足的發展。

　　最新的電子動力系統控制技術已經證明可以幫助降低排放量、提高燃油效率，并將更多引擎動力傳輸到路面。飛思卡爾在電子汽油發動機管理領域具有優勢，提供先進的嵌入式控制器、傳感器技術、動力管理組件和動力制動器驅動，使新車輛更加經濟，并保護環境。而且飛思卡爾將繼續把引擎控制技術引入到新興應用中，如混合車輛控制和普通線路的柴油發動機管理。

　　飛思卡爾對國內重要客戶的支持(如比亞迪等)包括技術交流、產品定價等，同時與奇瑞和東風合作的汽車電子聯合實驗室，并且未來還將擴展到其它整車廠商。此外，飛思卡爾還與清華大學、同濟大學和上海交大等高等院校進行相關的合作和研究。