德仪开启电动车新旅程 模块化设计助工程师灵活开发
- 李佳玲／台北
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为因应全球环境变迁，节能减碳、开发绿能产业一直是各国长期追求的目标，而随着近年智能化、电动化的科技发展，电动车已成为减少碳排放的最佳作法之一。不仅各国政府已开始规划相关法令，积极推动电动车普及，就连传统燃油车业也跨足此领域，开始加强电动车布局，足见电动车发展势不可挡。德州仪器(TI)长年深耕电源与车用相关领域，近期推出48V电源管理解决方案与整合动力传动系统，提供高电压技术并整合多种终端设备，将电动车设计推向更高标准。
聚焦于电动车产业的研究机构Cairn Energy Research Advisors预测，2021年全球电动车销售量将成长36%，并首次突破300万辆。勤业众信联合会计师事务所的《2030电动汽车趋势展望》报告也指出，台湾的车用电子产值将在2020年底突破2,700亿。随着市场的壮大，对电动车的效能要求也将快步提升，各家厂商纷纷由过去的12V走向48V，追求更好的电能功率密度效能与可靠性，并符合更严格的电动车安全规范。TI对此推出一系列解决方案，协助工程师解决在电动车48V电力系统与开发时程问题，并在新的规范基础上设计架构，顺利完成开发工作，强化产品效能与其竞争力。
48V电源管理解决方案 满足电动车高电压需求
在48V电力系统部分，目前工程师遇到的主要设计难题是电动车高电压需求，而TI的48V电源管理解决方案可提供宽输入电压DC/DC转换器与无刷直流马达驱动器，满足高功率与安全性，协助工程师解决48V的设计难题。TI进一步指出，现在汽车内越来越多车载信息娱乐系统、驾驶辅助安全系统等高科技配备，为满足这些功能配备，主流的汽车电力系统已逐渐从12V转换48V。48V电能符合目前更严格的环保法规，可提高引擎输出效率，有助于减少碳排放，达到环境永续的目的。
在电动车的电池管理系统与48V电源管理设计方面，TI利用简单的设计原理，在车辆的一侧采用传统的12V电力系统、另一侧采用48V电力系统，并于中间放置一个双向的DC/DC转换器以来回转换两侧的动力能源，同时采用新型的启动马达发电机回收能源。相关解决方案可帮助精准监控并提升电池使用效率，从而缩小电池尺寸、降低成本，而电池管理IC与系统资源亦协助开发者因应车内系统12V~48V的宽电压设计，并确保其安全、效率与功率密度。
整合动力传动系统 一举化解电动车多种设计困境
除了48V电力系统之外，电动车的另一设计重点在于兼顾轻量化、效能与安全性等面向，然而考量从现有的市场技术，这三大面向难以兼顾。举例来说，若要提升发电效率，必然需使用部分零组件，而在零组件无法减少的前提下，势必难以达到车体轻量化的目标。针对此设计难题，TI推出最新整合动力传动系统，透过模块化设计整合了车载充电器、高电压DC/DC、逆变器和配电单元等终端设备，不仅提升电动车内的电池功率密度、减轻重量、强化可靠性、优化系统成本，也因模块化的标准化界面，大幅简化电动车动力传动系统的设计与组装流程。
目前电动车的动力传动系统有独立组件、机械整合、控制级整合与功率级整合等四种常见设计方式，其DC/DC、车载充电器、配电单元、功率开关的搭配组合各不同。整体而言现在动力传动系统已从过去的低端机械整合逐步走向高端电子整合，系统也随着整合级别的提升渐趋复杂而产生不同的设计挑战，如磁性整合性能最佳化、高复杂控制演算法、高效冷却系统等，TI动力传动系统的模块化设计以高灵活性特色，让工程师具备多样化选项优势，提高开发工作的效率。
电动车已是产业发展不可逆的趋势，然而现在市场对电动车的期望已不仅是无碳排放与无噪音，对安全与效能的表现也同等重视，TI长期深耕电源与车用相关领域，拥有完整的产品线与深厚的产业经验，工程师也可借此打造出最佳化的电动车动力传动系统。2020年底至2021年TI将陆续推出更多汽车电子产品与相关参考设计，未来也将持续投入功率密度、可靠性与安全性等技术研发，扮演设备与系统厂商布局电动车市场的最强后盾，推动电动车产业不断成长，响应全球绿能与环保的共同目标。
如需了解更多信息，敬请参考德州仪器电动车技术网站连结，取得最新技术产品、相关参考设计与技术资源。
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