中國新一代汽車電子的兩大設計趨勢

不過，被動無鑰門禁(PKE)/ 遙控無鑰門禁(RKE)加發動機防盜鎖止系統(Immobilizer)和發動機控制單元通訊來實現防盜控制仍然是主流設計。更高級的設計則采用增加gps和無線通訊(如3G)信號來實現車輛被盜后的報警及被盜車輛的跟蹤等。康曉敦表示：“所有這些設計均需要有很好的RF設計及無線通訊設計，這應該是此類應用設計中的挑戰之一。”

恩智浦半導體(下文簡稱NXP)汽車電子事業部的大中華區銷售經理、汽車安全與舒適市場經理張建臣認為，防盜設計的另一個趨勢是將汽車引擎防盜系統和遙控鑰匙功能升級到PKE(無鑰匙系統), 從而給駕乘者帶來更加方便和舒適的體驗；或者用將引擎防盜與遙控鑰匙功能集成在一起的方案來替代分立方案以節省成本和鑰匙的體積。

NXP推出了未來鑰匙的概念, 鑰匙可以和手機或PDA進行無限連接, 使得更多應用成為可能，包括汽車狀況的監測、尋車定位功能(包括被盜車輛的跟蹤)、旅游規劃等。此外，NXP提供新的HITAG3 以及aes128等新的安全算法, 使得汽車進入(鑰匙及引擎防盜) 功能更加安全可靠。

混合動力減能耗

長期來看，汽車設計的一個關鍵趨勢是減少能源消耗和氣體排放。從節能的角度來說，現在已有不同“綠色汽車”設計，其中一些設計能讓消費者以更少的預算滿足他們的需要。比如，啟動/停止(Start-stop)功能便是一個價錢合理的節能功能。這種功能使內燃機在汽車遇上紅燈或者堵車時便會自動暫停運作。整個啟動/停止功能涉及的額外成本僅為300元美金，但能節省3%到10%的燃料，效果十分顯著。如果汽車在交通非常擁擠的城市中行駛，甚至可以節省高達25%的燃料。

另一種情況是，汽車越輕，需要的燃料越少。如今一輛典型的汽車擁有多達100個電子控制模塊(如ABS、ESP、自動車窗、為兒童準備的后座娛樂系統等等)，所有模塊都通過銅線實現相互間的通信。如果采用FlexRay以及類似技術通過單個總線系統來運行，完全摒棄銅線，則能使車體重量大幅減輕。NXP的車載網絡總線產品(包括CAN/LIN總線收發器)具有更低的功耗、更好的EMC和ESD性能，是滿足這類應用需求的理想方案。

采用替代燃料的汽車和EV/HEV是汽車綠色設計的一個重要部分。與傳統汽車相比，HEV的汽車動力傳動系統需要更多的電氣管理系統，帶來了電源管理的新挑戰。

“對于EV/HEV，其面臨的主要設計挑戰是保持電池能量密度 (每公斤封裝電池質量的kW-hr容量)；然后就是如何設計高效的逆變器，如何設計高效的DC/DC轉換器以便為12V負載供電，以及如何以廉價方式制造以上器件，而且實現最小的重量和尺寸。” 飛兆半導體的汽車市場高級經理Roy Davis表示。

飛兆半導體的車身電子／智能開關業務部總監Gary Wagner進一步解釋道：“具體而言，功率技術方面存在的挑戰包括：降低封裝硅器件 (或其它半導體) 的成本；減少封裝功率級的占位面積；減少開關器件的損耗；提高散熱性能并同時提高硅器件 (或其它半導體) 和封裝的工作溫度，以及使用更新的開關技術和功率電路拓撲。”

解決這些設計難題需要輕量封裝材料、創新的緊湊型散熱方案、高效功率開關器件和控制技術，以及改進磁性材料在電感和變壓器中的使用，使得這些器件更小、也更輕。飛兆半導體的模塊和FANxxxx系列器件，以及能夠轉換至汽車應用而有助于降低能耗的任何PWM控制器都被用來解決這些挑戰。

HEV設計的另一個關鍵問題是高電壓。“由于輕度、全面及插電式HEV需要600V到1,200V之間的高電壓電子系統，這令設計更具挑戰性。必須根據汽車的種類、大小和用途，在10kW到超過100kW的范圍去驅動引擎。HEV的高電壓架構還要部署額外的周邊系統以及能源和電池管理單元。” 國際整流器公司(下文簡稱IR) 汽車產品副總裁及總經理Henning M. Hauenstein博士表示。

除此之外，還須要把電動動力系統和其他新式電子系統集成到新的HEV汽車架構內，新式電子系統包括能實現12V和高電壓電源網之間能源傳送的DC/DC轉換器，以及空調、動力轉向系統等眾多電子驅動系統。Hauenstein博士指出：“這是一個很大的挑戰，因為以前汽車電子系統都習慣在12V電池環境下工作，但現在要面對高電壓電子帶來的對設備和生命安全的威脅，必須要把這些危險的電子系統安全地隔離。”

IR能為一部現代化HEV中的幾乎所有功率管理應用提供全面芯片組解決方案，包括高電壓驅動器IC、智能功率IC、智能開關、MOSFET以及適用于低、中和高達1,200V的高電壓IGBT開關。該公司最近推出了無鍵合線汽車用DirectFET產品線。這種革命性的MOSFET封裝新概念，不但為DC/DC轉換器和電池管理系統的設計帶來非常低的RDS(ON)，還同時免除了鍵合線，使快速開關狀況下的寄生電感基本上為零。

由此可見，雖然當前HEV面臨的主要設計挑戰還在于電池本身的技術，包括目前最新款鋰離子電在內的電池，都存在技術限制和缺點，但領先汽車半導體廠商推出的最新電池管理和功率解決方案，正促進電池不斷完善，以延長電池的壽命并降低成本、體積和重量。