數(shù)據(jù)顯示，疫情的影響并沒有阻擋汽車電氣化的步伐。根據(jù)中國國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，2020年中國新能源汽車產(chǎn)量145.6萬輛，比上年增長17.3%，勢頭依然強(qiáng)勁。與此同時在美國，特斯拉的市值飆升至6000億美元，這個數(shù)字已經(jīng)超過了全球銷量最高的五大汽車制造集團(tuán)的總和。有分析稱，越來越多的投資者斷定，內(nèi)燃機(jī)長達(dá)一個世紀(jì)的主導(dǎo)地位將在十年內(nèi)走向終結(jié)。

在節(jié)能減排的大背景下，各個國家和地區(qū)也都紛紛推出了雄心勃勃的新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，比如中國的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》中就明確提出，到2025年新能源新車銷量將占到新車總銷量的20%，而到2030年，這個比例要達(dá)到40%。

在這個大潮中，各家汽車廠商也在積極跟進(jìn)，其中既有特斯拉這種敢打敢拼的造車新勢力，也有穩(wěn)扎穩(wěn)打、步步為營的傳統(tǒng)車企，最終將汽車的電氣化演變成整個行業(yè)的一次深刻變革。

何為汽車電氣化？

對于汽車電氣化最為通俗的理解，就是車輛驅(qū)動方式的變化。傳統(tǒng)的汽車是由內(nèi)燃機(jī)提供動力的，車輛的控制也是藉由機(jī)械方式來完成的。后來，汽車中的電子產(chǎn)品越來越多，除了信息娛樂之外，也逐漸進(jìn)入了車輛控制領(lǐng)域，汽車總線控制技術(shù)的出現(xiàn)，使得車輛脫離了機(jī)械控制的限制，操控更加輕松和靈敏。但這時驅(qū)動車輪的動力，還是內(nèi)燃機(jī)提供的，而且汽車電子系統(tǒng)所需的電能也是由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化后，儲存在蓄電池中的。

而汽車電氣化的終極目標(biāo)，就是汽車動力、控制，以及所有電子電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，都由電力來驅(qū)動。由于內(nèi)燃機(jī)的熱效率僅有40%左右，而電動機(jī)的效率則可以達(dá)到90%以上，兩者相較在節(jié)能方面的表現(xiàn)高下立現(xiàn)，這也是支撐汽車電氣化決心最本質(zhì)的一個原因。

實(shí)際上，汽車電氣化之旅不是一蹴而就的，而是一條由不同節(jié)點(diǎn)組成的技術(shù)路線圖，在這個漫長的過程中，汽車廠商可以根據(jù)市場的需求和自己的技術(shù)能力，選擇不同技術(shù)架構(gòu)作為切入點(diǎn)。具體來講，這些技術(shù)節(jié)點(diǎn)包括：

1輕度混合動力汽車（M-HEV）

這可以看做是汽車電氣化的起步階段，主要是在原有的汽車電源系統(tǒng)中增加一路48V的汽車電源總線，提供更大的功率去支持電動扭矩輔助，為內(nèi)燃機(jī)的啟停系統(tǒng)提供助力，提升能源效率。

2完全混合動力汽車（F-HEV）

在這種架構(gòu)下，汽車可同時由內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)來驅(qū)動車輪，也就是有一路獨(dú)立的電氣系統(tǒng)與傳統(tǒng)的燃油系統(tǒng)平行存在，根據(jù)需要切換不同的驅(qū)動方式。當(dāng)然這需要更高的數(shù)百伏的驅(qū)動電壓以及更大的輸出功率，不過這時高壓電池組所需的電能仍然是來自于內(nèi)燃機(jī)和其他能量收集技術(shù)的。

3插電混合動力汽車（P-HEV）

該架構(gòu)是在F-HEV的基礎(chǔ)上，增加了一個車載充電器（OBC），可以直接從外部的直流或交流電源為汽車內(nèi)部的高壓電池組充電，而不再需要從汽車內(nèi)部的內(nèi)燃機(jī)獲得電力。

4純電動汽車（BEV）

再往前走一步，當(dāng)車載動力電池輸出的功率足夠高，完全可以驅(qū)動車輪以及為車內(nèi)其他電子電氣系統(tǒng)供電時，則不再需要內(nèi)燃機(jī)這一路動力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完全的電氣化。

表1：不同新能源汽車技術(shù)架構(gòu)的比較

汽車電氣化的技術(shù)支點(diǎn)

雖然上述的新能源汽車的技術(shù)架構(gòu)各異，但其演進(jìn)發(fā)展也是有章可循的，總的來說整個汽車電子化離不開下面這四個技術(shù)支點(diǎn)，只是在不同的階段、不同的架構(gòu)類型中，各個技術(shù)支點(diǎn)的權(quán)重、賦能技術(shù)有所差異。

電力動力輸入系統(tǒng)：也就是使電力轉(zhuǎn)化成電機(jī)驅(qū)動力的主要轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，比如逆變器。

配電和電源管理系統(tǒng)：主要是DC/DC板上電源管理系統(tǒng)，將電能在48V和12V之間、高壓和低壓系統(tǒng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在純電系統(tǒng)下具有高效率的電源管理系統(tǒng)尤為重要。

電池管理系統(tǒng)（BMS）：負(fù)責(zé)進(jìn)行車載電池的充放電管理，電量、溫度等精確的測量，以提升電池的利用效率，確保電池使用安全和壽命，這也是純電動汽車延長續(xù)航里程的關(guān)鍵。

板上充電系統(tǒng)（OBC）：純電動汽車和插電式混動汽車通過充電從外部電源獲取電能的必由通道。

上述這四大支點(diǎn)，也是保證整個汽車電氣化系統(tǒng)高效、可靠、安全運(yùn)轉(zhuǎn)的基石。

元器件的技術(shù)挑戰(zhàn)

汽車電氣化演進(jìn)之路清晰了，與之相配套的元器件的發(fā)展也就可以有的放矢了。汽車電氣化帶來的大變革，無疑是元器件行業(yè)一次難得的機(jī)遇，當(dāng)然想要把握住機(jī)遇且搶占先機(jī)，還是有不少技術(shù)門檻需要跨越的。歸納起來，主要有以下幾方面：

01

功率密度

無論是更大電機(jī)驅(qū)動功率的需要，還是汽車用電設(shè)備總量的增加，汽車電氣系統(tǒng)需要承載的功率將大幅攀升，而車輛所能提供的空間是有限的，因此新一代元器件必須在提升功率密度上下功夫。不論是通過創(chuàng)新的設(shè)計和前道工藝去提升結(jié)溫，讓元器件更“耐熱”，還是通過優(yōu)化后端的封裝工藝，將散熱特性做得更出色，需要有綜合的解決方案。

02

功耗

功率增加，功耗的問題會顯得更為突出，因?yàn)榇蠊β氏滦拭吭黾右粋€百分點(diǎn)，能耗增加的絕對值就不是小數(shù)字了，而且由此產(chǎn)生的熱量也會給系統(tǒng)設(shè)計帶來挑戰(zhàn)。

03

可靠性

在可靠性和安全性方面，必須滿足車規(guī)的要求，甚至由超越車規(guī)的企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)——比如Vishay公司的Automotive Grade——來提供保證。這就需要產(chǎn)品有必要的電路保護(hù)特性，能夠抵御高能量的浪涌的能力，或是在阻燃性方面滿足相應(yīng)的規(guī)范。

04

EMI電磁干擾

隨著電子電氣系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，EMI電磁干擾問題也會越來越突出，特別是在汽車這個特殊的、關(guān)乎安全的產(chǎn)品中，強(qiáng)電弱電系統(tǒng)“擠”在狹小的空間內(nèi)，EMI顯得更為關(guān)鍵。

面對這樣的高要求，在汽車電子化時代，哪些元器件才有機(jī)會“上車”，坐收行業(yè)變革的紅利？大家可以通過以下幾個來自Vishay、針對不同場景的產(chǎn)品，對照上面的發(fā)展趨勢和技術(shù)要求，仔細(xì)體會。

IHDM系列大電流功率電感

用于DC/DC轉(zhuǎn)化器

Vishay/Dale IHDM-1008BC邊緣繞線通孔電感器的最大額定電流可達(dá)80A，電感范圍為1.2μH至10μH，頻率范圍為8MHz至90MHz。這個汽車級邊緣繞線通孔電感器產(chǎn)品系列，由于采用粉末鐵合金磁芯技術(shù)，飽和性能大大優(yōu)于鐵氧體；其扁平線圈設(shè)計使直流電阻DCR更低，可有效減少損耗和降低溫升，工作溫度范圍為-40°C至+180°C。IHDM-1008BC這種穩(wěn)定的電感和飽和度、低功耗以及出色的散熱性能，特別適合于汽車電氣化的需要，在DC/DC轉(zhuǎn)化器、逆變器和車載充電器中都可以施展身手。

汽車用高壓輸入整流器

用于車載充電器

Vishay符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)的表面貼裝VS-65EPS12LHM3汽車用高壓輸入整流器，IF額定電流65A，VRRM反向耐壓1，200V，其最大的特點(diǎn)就是針對正向電壓降VF進(jìn)行了優(yōu)化，僅有1.12V，降低了漏電流。該款汽車用整流器采用玻璃鈍化顆粒芯片結(jié)結(jié)構(gòu)。這些具有高浪涌、低VF耐堅固的阻擋型二極管（rugged blocking diode for DC charging），可用于直流充電站，是用于實(shí)現(xiàn)可靠的交流電源整流的靈活解決方案。

SQ汽車用功率MOSFET

用于48V / 12V系統(tǒng)

Vishay Siliconix SQ汽車用功率MOSFET符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)，是采用經(jīng)過優(yōu)化的適用于汽車業(yè)的特殊工藝設(shè)計生產(chǎn)。具體來說，這些SQ MOSFET采用低導(dǎo)通電阻N通道和P通道TrenchFET技術(shù)，具有低熱阻的特性，其工作結(jié)溫和儲存溫度范圍為-55℃至+175℃。

特別值得一提的是，該系列MOSFET提供多種封裝類型——包括PowerPAK 8x8L、PowerPAK SO-8L、PowerPAK 1212-8W和PowerPAK SC-70W，以及幾種節(jié)省空間的小型封裝——并提供SMD/SMT和通孔安裝選項(xiàng)，為設(shè)計帶來極大的靈活性。

WSBS8518電池分流電阻器

用于電池管理系統(tǒng)

Vishay/Dale WSBS Power Metal Strip電池分流電阻器可提供多種尺寸選擇，其中廣泛使用的8518尺寸的阻值范圍從50μΩ到1000μΩ，并具有很高的功率密度，整個電阻的全溫度范圍溫漂系數(shù)TCR為20ppm/℃至225PPM/°C。由于采用了專利的加工工藝技術(shù)，該電阻可提供很低的阻值選擇、并且具有極低的感抗 （《5nH） 和低熱電動勢 （《3μV/℃） ，以實(shí)現(xiàn)更好的檢測精度——這正是BMS電池管理系統(tǒng)所必須的。同時，該產(chǎn)品基于全焊接結(jié)構(gòu)，功率大（36W）體積小，具有非常強(qiáng)的抗脈沖能力。

車用安規(guī)電容器

用于EMI拓?fù)潆娐?/p>

為了應(yīng)對汽車電氣化系統(tǒng)中的EMI挑戰(zhàn)，Vishay推出了多種類型的安規(guī)電容，包括陶瓷電容、薄膜電容和MLCC電容三個類別的產(chǎn)品，它們在耐高溫、耐高濕等方面都有很出色的表現(xiàn)，能夠滿足汽車應(yīng)用所需。下面是幾款比較有代表性的產(chǎn)品：

VJ 汽車級SMD安規(guī)MLCC電容

Vishay的VJ表面貼裝安規(guī)MLCC電容器通過IEC 60384-14:2005第3版認(rèn)證，符合AEC-Q200車規(guī)要求，采用濕法工藝及可靠貴金屬電極（NME）技術(shù)。該系列MLCC包括X1/Y2和X2類別，額定電壓為250VAC，同時滿足2000VDC，工作溫度范圍從-55 °C至+125 °C，適用于汽車EMI和交流線路濾波等應(yīng)用。

AY1汽車級交流電容器

Vishay/BC Components AY1汽車級交流電容器是陶瓷片式電容器，包括X1級型號和Y1級型號。X1級電容器設(shè)計用于760VAC額定電壓，Y1級電容器設(shè)計用于500VAC額定電壓。這些電容器可耐受85/85/1000h測試，并可通過1000次溫度循環(huán)。AY1安全電容器符合AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)。

F339X2 EMI抑制薄膜電容器

Vishay/BC Components F339X2 EMI抑制薄膜電容器，設(shè)計用于減少輻射并提高對無線電干擾的抗擾度。這些電容器具有出色的電容濾波器、主電壓的連續(xù)偏置、使用壽命結(jié)束時的安全特性以及UL 94V-0可燃性等級。F339X2抑制電容器的電容范圍為0.1μF至4.7μF，在105°C時支持630VDC直流電壓，電壓范圍為305VAC。該產(chǎn)品符合CQC、CSA-E60384-1:14以及UL 60384-14等車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

總之，汽車電氣化是大勢所趨，有人將其與當(dāng)年福特汽車公司推出的T型車裝配流水線相提并論，對汽車行業(yè)而言，這將是一個關(guān)鍵的拐點(diǎn)。想要在這一波席卷汽車行業(yè)的新浪潮中沖浪，而不是被后浪在沙灘上拍成泡沫，你就要學(xué)會掌握最先進(jìn)的元器件技術(shù)，研發(fā)出與行業(yè)脈動合拍共舞的產(chǎn)品。

原文標(biāo)題：汽車電氣化時代，什么樣的元器件才能“上車”？

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