电子新能源汽车的强力推进者.pdf

30 2010.8 责任编辑：王莹技术专刊 汽车电子 Automobile Electronics 汽车电子市场概貌 赛迪顾问汽车电子产业事业部 总经理兼高级咨询师徐鹏首先介绍 道，电子产品的大量应用一直是汽 车节能减排的重要推动力，在过去 30年中，电子技术在汽车中的应用 使得其燃油效率提高了70%，动力 电子：新能源汽车的强力推进者 Electronics: Strong Promoter of New Energy Vehicles 摘要：多家市场及元器件、测试测量企业的从不同角度分析了新能源汽车 为电子业带来的机遇与挑战，并介绍了一些最新的技术、产品和方案。 关键词：新能源汽车；电池；半导体；被动元件；测试 DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2010.07.001 王莹 电子产品世界编辑 市场篇 电 子 控 制 系 统 通 过 SIDI(火花 点 火 直 接 射 油 ) 、 VVT(可变 气门)、混 合燃烧、涡轮增压/快速充电优化汽 油引擎等技术，在改进动力效率方面 起到了重要作用；汽车总线技术使汽 车形成一个网络，大大减少了汽车的 线束重量，在推动汽车轻量化的过程 中减少了能源消耗；通过TPMS产品 时刻监测汽车胎压状态，避免了汽车 因为胎压不足而白白损失的能量；此 外，震动与热能能量回收技术、智能 导航驾驶协助技术等新产品也在陆续 应用于汽车中，将不断地持续提升汽 车能量的利用效率。事实证明，汽车 节能、安全、舒适、娱乐等功能的改 9 201008.indd 302010-7-26 17:27:31 31 责任编辑：李健、王莹 2010.8 责任编辑：王莹汽车电子 技术专刊 Automobile Electronics 进，电子产品在其中所起到的作用越 来越重要。 2009年，中国汽车产销量跃居 世界第一，同时乘用车电子产品配 备率相比五年前翻了一番，达到20% 左右，从而推动中国汽车电子产品 市场规模达到1629.6亿元，同比增长 20.4%。作为汽车电子产品的上游， 2009年中国汽车电子类集成电路市 场规模也达到114.9亿元，同比增长 16.3%，其中模拟IC、MCU以及ASSP 芯片是市场中的主力军。 新能源汽车被倾注了巨大热情 目前世界各国政府在推动新能 源汽车以及相关技术发展中倾注了巨 大的热情，支持力度前所未有。据 德勤的统计，全球各国在经济刺激 计划中，共有440亿美元投向新能源 汽车，其中美国投入最多，达到274 亿美元，其次是法国，达到85.4亿美 元，中国政府也在4万亿投资中投入 15亿美元推动新能源汽车的发展。新 能源汽车作为未来汽车产业的发展方 向，吸引了各国政府与大批投资者， 而电子技术的发展将新能源汽车的发 展从蓝图变为现实，成为市场发展的 强力推动者。 动力电池性能的改善，电机材 料与性能的提升，功率器件技术的 发展，车用MCU计算能力的大幅提 高一系列的电子技术的发展使得 电驱系统能够在可承受的成本基础上 满足消费者的驾驶需求，推动混合动 力汽车、插电式混合动力汽车以及纯 电动汽车为代表的电驱汽车在市场中 取得成功，目前混合动力汽车在全球 市场中已经占据了明显的优势，得到 了消费者的认可和喜爱。而汽车的动 力系统被电子产品替代，力耦合管理 系统、电池组与电池管理系统、电机 与电机驱动系统、整车动力控制系 统、大功率模块等关键零部件的应 用，使得汽车电子产品在整车中的成 本率快速提升。以20万元级别的纯电 动版乘用车测算，成本率达到50%以 上。此外，电驱汽车面向汽车产业未 来的产品，在设计中不会仅仅是目前 车型的简单改装，越来越多的新型汽 车电子产品与技术将应用其中，如智 能导航系统、多功能数字化仪表、多 媒体娱乐系统、远程信息服务系统、 汽车气候控制系统、驾驶员综合辅助 系统等，这些产品在提升汽车安全、 舒适与娱乐功能的同时，也能帮助驾 驶员改善驾驶习惯，从而达到节省能 源的目的。而汽车配备如此之多的电 子产品将带来功率不断提升，新能源 汽车发展所带来的汽车动力电气化的 趋势，为电子产品技术在汽车中的应 用提供了良好的载体。 目前全球新能源汽车销量占总 销量的不足1%，全球新能源汽车产 业发展才刚刚开始，对于相关电子技 术的发展创新与应用创新来说仍有巨 大的空间。例如动力电池由镍氢向锂 电池方向发展是趋势，这对于锂电池 技术而言，意味着巨大的发展空间， 例如负极材料向硅基发展、固态锂电 池技术等都将大大提升现有锂电池的 性能，芯片、电机、传感器、控制系 统等零部件性能都存在巨大的提升空 间，而新技术、新产品也将不断被应 用到汽车中。 我国新能源汽车电子的特点 特别对于中国这个新能源汽车年 产量仅在5000辆左右、产业发展刚刚 起步的国家来说，在业界频繁作秀和 大跃进式发展的背后，存在着决定新 能源汽车性能与成本的关键电子、关 键技术与产业化能力不足的现象。从 电池材料与制造工艺、大功率功率器 件与模块、多路电池管理芯片、高精 10 数据来源：赛迪顾问 2010，07 图1 2005-2009年中国汽车电子市场规模与增长 数据来源：赛迪顾问 2010，07 图2 2005-2009年中国汽车电子类IC市场规模与增长 201008.indd 312010-7-26 17:27:35 32 2010.8 责任编辑：王莹技术专刊 汽车电子 Automobile Electronics 度传感器、高速车用集成电路等基础电 子产品的研发与生产，到混合动力耦合 装置、车用动力电池模组、电驱变速 箱、电动车用仪表盘等新能源汽车电子 零部件的产业化与检测技术，再到电动 汽车设计与制造、公共配套措施建设等 汽车制造与使用环境，都尚未对即将到 来的新能源汽车发展浪潮完全做好准 备。新能源汽车电子技术的缺乏，汽车 工业与电子信息产业之间的合作机制尚 未形成，产业与技术发展路径仍在跟随 国外，产品发展以车辆改装为主的发展 现状，都在阻碍着我国新能源汽车产品 和技术水平处于全球领先水平这一战略 目标的实现。 电子技术在推动汽车产品发展的 过程中所起到的作用越来越明显，逐 渐从促进性能改善的“配角”地位成 为决定发展方向的“主角”，电子技 术与机械技术融合发展的趋势愈发明 显，汽车工业与电子信息产业协同发 展成为必然选择。 新能源汽车的核心技术 龚进峰是中国汽车技术研究中心 首 席 专 家，同时 也 是 汽 车工程研 究院副总 工程师兼 电子部部 长。他对 新能源汽 车，尤其 是纯电动汽车和混合动力汽车指出如 下认识（下述新能源汽车仅指纯电动 汽车和混合动力汽车）。 国家新能源汽车生产准入强调三 大核心技术：电机及电机控制器、电 池及电池管理系统、整车控制系统。 其中动力电池技术是全球新能源汽车 所面临的一个共同技术难题，从铅酸 电池、镍氢电池到锂电池，电池的比 能量阶梯型提升，但纯电动车的续时 里程仍然无法与传统汽车相比（从比 能量和比功率的角度看）。因此，动 力电池技术是新能源汽车面临的技术 瓶颈。另外，即使人们可以接受目前 的纯电动车续时里程，充电站布局、 中国汽车技术研究中心首 席专家 龚进峰 数量等基础建设也需要配套到位。同 时充电时间的问题，充电接口标准化 的问题等都需要解决。 新能源汽车的另一个关键技术问 题（针对混合动力汽车），就是发动 机管理系统的自主开发和应用。目前 国内混合动力汽车的发动机主要是借 用传统汽车的发动机，基本上是通过 控制节气门开度来实现发动机和电机 的动力混合（也包括发动机的启停技 术），没有从根本上专门开发专用的 混合动力汽车发动机控制系统。 总之，新能源汽车的动力电池技 术和发动机技术是仍需解决和提升的 关键所在。对于中国汽车技术研究中 心，更关注汽车标准化和EMC（电磁 兼容）等问题。 至于新能源汽车的未来毋庸置 疑，肯定是主要的发展方向。因此在 未来汽车中，新能源汽车的数量和地 位会不断提高。随着新能源汽车技术 的成熟和国家对新能源汽车鼓励政策 的出台和落实，新能源汽车的市场会 逐步打开，尤其是在“十城千辆”城 市展开。 IC与半导体 英飞凌科技(中国)有限公司汽车 电子业务部高级市场工程师曹洪宇认 为 ， 新 能 源 汽 车 无 疑 是 目 前 全 球 关 注 的 焦 点 话 题 之 一 ， 丰 田 公 司 的 普 瑞 斯 如今已经销售过百万辆了。而中国也 正在掀起了一股产业研发热潮，从政 府补助到市场引导，都在大力培植 这个新兴市场，预计2015年各种车型 将占整体5左右。反观这些车型背 后，来自半导体公司的技术支持尤为 重要，同时巨大的新能源车市场预期 带给整个业界不少挑战和机遇。 主要的挑战来自两方面，一方面 是传统汽车电子系统和新系统之间的 协调工作；同时还需要在成本可控的 条件下，满足汽车电子在复杂应用环 境下的可靠性要求。 广义新能源汽车在系统结构上 和传统汽车有很大区别，其中最重要 以及最核心的部分就是动力驱动系统 的革新。以混合动力车为例，它不仅 仅是电机系统占总功率百分比的数值 差异，重要的是量变引起的车辆结构 的变化。微混合系统一般实现起停功 能，全混合系统则要求车辆在没有发 动机动力的情况下依然具有一定的续 11 201008.indd 322010-7-26 17:27:36 33 责任编辑：李健、王莹 2010.8 责任编辑：王莹汽车电子 技术专刊 Automobile Electronics 航能力。由于系统的耦合度大大增 加，全混合系统结构更为复杂，对设 计带来更多挑战。而纯电动汽车更是 可能引发车辆系统颠覆性的革新设 计，从质量分配、动力传输到车辆安 全性，都将可能产生全新的设计理 念。 英飞凌在电机控制、发动机管 理、变速箱控制、电池管理和混合动 力HCU(整车控制器)等都有相应硬件 参考方案，能为客户提供一站式半导 体解决方案。 以新能源车的核心动力总成系 统而言，英飞凌推出了两款汽车级大 功率IGBT模块，专门应用于车载电机 驱动。高功率密度的汽车级模块HP1 (Hybrid Pack 1) 和HP2 (Hybrid Pack 2) 以超小的体积，切合汽车系统空间的 局限性。 HP1 重485g (72x140x17mm) 3半 桥合一的设计，650V 400A最大驱 动能力，适用于2030kW以内电机 应用。HP2 (106.5x48.5x20.5mm) 重 量1250g，更是以特别的直接水冷 式散热设计，以650V 800A模块满足 80100kW的电机应用。 根据市面上不同电机功率扭矩和 工况的要求，英飞凌将在2010年底推 出一款200A电流和HP1相同封装的产 品，以及600A电流和HP2相同封装的 产品，形成两个产品系列，能满足从 HP1 HP2模块 10kW100kW的各等级电 机系统的功率需求。 除此以外，还将在明 年推出两款超小型easy-B 模块，适合310kW以下 车载电池充电器、电动空 调或EPS等应用。 飞思卡尔中国区汽车 电子工程经理康晓敦说， 电动汽车大致可以分为三 类：混合动力、燃料电池 和电动车。电动汽车存在 着一个通用性的问题电 池。由于目前存在的电池 方面的种种问题，未来能 够实现量产的可能性最大 的就是混合动力车。混合 动力与传统发动机相比在 技术领域增加了三部分： 整车控制 ；电池管理； 电机控制。 从目前技术来看， 飞思卡尔中国区汽车电 子工程经理 康晓敦 201008.indd 332010-7-26 17:27:39 34 2010.8 责任编辑：王莹技术专刊 汽车电子 Automobile Electronics 电池技术是混合动力汽车和电动车的 关键所在。既使是市场呼声比较高的 混合动力汽车，电池的成本也占到了 整车的1/3以上。而且还有重量、可 靠性、寿命等诸多问题需要解决。磷 酸锂铁电池技术应该是解决方案中较 好的一种。但涉及的以上问题也还是 需要进一步改进。燃料电池是另一种 技术，因其技术成熟性、燃料（主要 是液态氢）贮存和控制方面的问题， 可以说还不能马上成为成熟的量产产 品。而对纯电动车的混合动力来讲， 电池的成本、重量、可靠性、寿命、 包括充电问题将是政府、汽车公司所 面临的主要问题。当然因为电动车的 环保优势，各国政府均在采取鼓励政 策。我们也希望电动车市场能够尽快 有长足的发展。 最新的电子动力系统控制技术 已经证明可以帮助降低排放量、提高 燃油效率，并将更多引擎动力传输到 路面。飞思卡尔在电子汽油发动机管 理领域具有优势，提供先进的嵌入式 控制器、传感器技术、动力管理组件 和动力制动器驱动，使新车辆更加经 济，并保护环境。而且飞思卡尔将继 续把引擎控制技术引入到新兴应用 中，如混合车辆控制和普通线路的柴 油发动机管理。 飞思卡尔对国内重要客户的支持 （如比亚迪等）包括技术交流、产品 定价等，同时与奇瑞和东风合作的汽 车电子联合实验室，并且未来还将扩 展到其它整车厂商。此外，飞思卡尔 还与清华大学、同济大学和上海交大 等高等院校进行相关的合作和研究。 电源与电池技术的创新 ADI大中华区汽车电子商务经理 李防震认为，新能源汽车的主要难点 在于电池管理和电机控制系统。电池 技术是新能源汽车的重要驱动力， 亟待降低成本。同时国家相应配套的 基础设施如充电站要尽快普及；国家 还应该要出台相应的政策法规鼓励和 规范这个正在发展中的行业，以方便 以后大规 模的批量 生产。针 对电池管 理和电机 控制系统 这两个技 术难点， ADI推出 了锂电池 监控和保护系统产品，该系统集成锂 电池安全监控器，可以帮助用户实现 基础元件、材料、EMC暗室设备 2010年是中国新能源汽车的启动 年，预期真正大规模发展在2020年左 右。TDK汽车电子营业总经理兼董事 梶屋雅隆说：“从2008年开始世界新 能源汽车启动，预估每年将以百分之 两位数增长。2020年世界新能源汽车 的份额将达45%左右。” 燃料电池、HEV(混合电动汽 车)、P-HEV(插电式混合电动汽车， 即可用家 用外接电 源 充 电 ) 、 E V ( 电 动 汽 车 ) 等在高速 发展，不 过增长最 快、超过 故障安全电路，并为之构建安全环境 的安全监控器件。这款全新的监控器 为设计师提供了他们开发完整电池 监控和保护系统前端所需的最终解 决方案。AD7280/8280为集成式解决 方案，每片AD7280/8280可监控六个 电池单元的工作状态。该器件由电池 组供电，可以针对过压、过温或欠压 这三种状况中的任何一种提供共享式 或单独式报警。此外还包括了其他主 要的元器件：例如隔离等等。这一套 锂电池监控和保护系统解决方案可以 应用于能源、工业和汽车应用的锂电 池监控和保护系统。在电机控制系统 中，ADI的DSP（BF50X）系列产品和 旋变（AD2S12XX）是专门为这个应 用而设计。 13 ADI大中华区汽车电子商务 经理李防震 TDK汽车电子营业总经 理兼董事 梶屋雅隆 201008.indd 342010-7-26 17:27:41 35 责任编辑：李健、王莹 2010.8 责任编辑：王莹汽车电子 技术专刊 Automobile Electronics 上述新能源汽车数量总和的却是一 种利用汽油和柴油发动机的改良汽车 （有人称轻混合，也有称启动/停车 技术），这种车在汽车等红绿灯等临 时停车时也将自动熄火，在车启动时 又自动打火，这样可大大节省汽车在 空转时的排放。而HEV被列为市场份 额的第二位。 中国新能源汽车的发展，要归结 为中国政府对环保汽车的大力推动。 同时，中国政府也鼓励中国本土企业 自主研发。纵观中国本土企业在汽车 电子上的研发，2007年在车载信息娱 乐方面做得最多，部分企业能做车身 和马达系统，2009年中国本土企业也 开始涉足安全方面，并且在车身和马 达方面国产率更高。 为了本土化，国产新能源汽车需 要在关键系统和ECU方面自行设计， 因此预期会大量采购高效的DC-DC转 换器、电流传感器，汽车充电器，以 及铁氧体材料、MLCC（多层陶瓷片 式陶瓷）等被动元件。 已经成功地为本田、丰田的HEV 车供货的TDK，期待在华也能够为中 国本土企业提供优质解决方案。TDK 的产品特点，一方面为环保事业做贡 献（例如推动新能源汽车发展），一 方面产品追求小型化、精细化、高性 能、材料环保。 EMC(电磁兼容)电波暗室方面， TDK已经有30多年的铁 氧体材料经验，10余年 的EMC电波暗室经验， 在全球已建成上千个； 在中国三年间也建立了 65个。电波暗室的核心 技术是外部全部要贴铁 氧体材料，而铁氧体技 术正是TDK的长项。TDK 磁产品事业部技术服务中 心高级应用工程师村濑 圭子女士说，TDK暗室的 特点是屏蔽性高。应用主 要是两方面：一方面是检 测认证中心采购；另一方 面会被大中型企业采购， 用于产品研发阶段的检测 等。 “新能源汽车是Vishay 定位的未来极具增长潜力 的4个重要市场之一(除此 之外还有风能/太阳能、 LED照明和超薄移动家 电)。”Vishay（威世）亚洲 区市场开发技术应用总监杨 益彰在7月6日于北京举行的 记者会上宣布。 “2010年是中国混合 动力车和电动车的起飞 14 Vishay（威世）亚洲区市场 开发技术应用总监杨益彰 TDK的HEV用DC-DC转换器方案。左侧： 水冷式；右侧：风冷式 201008.indd 352010-7-26 17:27:44 36 2010.8 责任编辑：王莹技术专刊 汽车电子 Automobile Electronics 件、保护技术要求也会更加苛刻的。 由于新能源汽车开发的复杂性、 系统性，未来主机厂和零件厂的合作 开发是大势所趋，尤其是在电气保护 方面，需要在前期保护器件厂商就能 够配合参与设计，根据实际应用环境 提供合适的保护产品和方案。国内开 发新能源汽车也具有一定的优势，例 如，与传统内燃机相比，我们跟国外 公司在混合动力技术方面的差距并不 是很大，起点上比较接近。而且政府 对企业影响也很重视，容易平台化体 系建立，包括资源联合攻关。 泰科电子电路保护部基于PPTC （聚合物正温度系数）保护技术开发 的PolySwitch系列过电流保护产品已应 用于包括电池、汽车、电子、电信等 多个领域。由于汽车用锂离子电池体 积大，其散热性变差，安全性大幅下 降，如何解决该问题十分重要。在锂 电池保护方面，PolySwitch多数和电池 芯串联在一起，可有效进行短路、过 充、过放、过温保护。在温度监控方 面，锂电池组也可采用PolySwitch对单 节电池温度进行监控。 年。尽管目前销售量还比较小，但 是我们相信良好的设计会引领销售 的。”杨益彰自信地说。 Vishay综合了几家市场调研机构 的研究结果后，得出如下平均预测数 据：20092012年，混合动力汽车的 年复合增长率为20%；2012年，50%的 新能源汽车将采用启动/停车技术。 Vishay在启动/停车方面的应用实例 有：电解升压电容器、Power Metal Strip 检流电阻、MOSFET和TMBS肖特基整 流器、电感、高分断电压断路器等。 对于混合动力汽车的逆变器、电 机控制和动力电池组管理，Vishay将 提供薄膜电容器模块、IGBT模块、 分流和放电电阻、MOSFET和固态继 电器等器件。不同品质的基础元件效 果是有差别的，就像一杯水你喝不出 味道，如果加热或者加冰，你就会很 舒服。以电阻来说，电阻的核心是材 料，简单的电阻技术里面加入不同的 材料会使电阻成为高技术，例如精准 度提高。 在电动车的使用过程中，电池的 充电时间非常关键，能否快速完成对 电池的充电关系着消费者能否更早地 接受这种新能源车。由于Vishay的逆 变器方案具有可定制、开关和热性能 方面的特点，采用Vishay逆变器方案 的一款比亚迪汽车能够实现10分钟充 电80%的高效率，这和消费者在加油 站等待的时间相当。 现在虽然有很多集成电路(IC)， 但分立器件在新能源汽车上具有不可 替代的优势。IC受到包括最大电流等 供电能力的限制；很难集成电容器和 电感器等储能器件；高精度电流检测 需要分立式外置分流电阻；IC内部的 测试测量 泰克中国渠道分销经理程峰介 绍道，汽车电子关乎目前汽车设计的 三大市场挑战，即如何满足生态（环 保）、更舒适方便和增强安全性的要 求，而围绕解决这些挑战的系统和子 系统正是目前汽车电子设计的热点和 难点。 动力系统无疑是汽车的心脏， 而与动力系统相关的电子电路的高质 量稳定运行将很大程度上决定整车的 性能表现，其中既包括通过ECU实现 15 瞬态保护功能过于薄弱；难以承受很 高的工作温度；包括引脚兼容在内的 电路板设计灵活性有限；难以集成用 于精确和稳定输入信号的分散式智能 传感器。 电源保护器件的创新 泰科(Tyco)电子上海瑞侃电路保 护部应用工程师郭涛介绍了电源保护 器件的重 要性。在 做混合动 力开发的 时候，国 内的汽车 公司面临 的挑战有 许多，其 中混合动 力车在包 括车辆传动系设计，车身电气环境等 方面较传统内燃机动力汽车相比都有 较大不同。由于电流冲击、电压波动 的增加，车内各种功能控制电子单元 面临的电气环境更加复杂，对保护器 泰科(Tyco)电子上海瑞侃 电路保护部应用工程师 郭涛 的 电 子 控 制 部 分 ， 还 包 括 汽 车 电 源 电 路 ， 由 于 需 要 提 高 汽 车 的 能耗效率，因此电源系统变得更加复 杂，特别是新能源汽车。混合动力和 泰克中国渠道分销经理程峰 201008.indd 362010-7-26 17:27:44 37 责任编辑：李健、王莹 2010.8 责任编辑：王莹汽车电子 技术专刊 Automobile Electronics 的集成电源分析解决方案 DPO4PWR和DPO3PWR电 源分析应用模块，可实现 开关损耗测量、安全工作 区、谐波、波纹、调制、 转换速率等全面的测试， 并能实现自动测量功能， 可简化汽车电源应用的功 率分析工作。 上海横河国际贸易有 限公司大客户部部长陈林 认为，中国在新能源车方 面已经和世界汽车第一集 团的脚步一致了，做得好 可能会“弯道超车”，中 国的汽车行业很可能由此 实现飞跃。 新能源电动车分为 纯电动/混合动力/燃料电 池车，目前来看混合动力 车较能满足近期的市场发 展。当然纯电动车更符合 清洁燃料柴油机技术要求高级电子控 制系统，保证安全及环保。 利用ECU控制基本汽车系统和非 基本汽车系统正成为新的行业标准， 这些ECU基于数字技术(MCU、FPGA 等器件)，要求更深入地了解复杂的 定时和信号完整性问题。 针对上述汽车动力系统，泰克 提供了一套完善的解决方案。汽车 ECU根据放在汽车各处的传感器传回 的数据实时计算信息，确定最佳的引 擎控制参数值。由于ECU内置到汽车 引擎室中，噪声环境更加恶劣，同时 由于对更高频率的分析需求也在不断 上升，特别是对微秒级、毫秒级以及 甚至纳秒级瞬态信号或尖峰的抗扰能 力，对传统示波器和探头分析纳秒级 的高频噪声提出了挑战。针对部分工 程师希望利用信号源进行动力系统 ECU现场仿真测试，泰克提供了基于 信号源的测试方法，例如利用AFG3000 系列函数信号发生器仿真各种汽车传 感器信号，如压力、温度、速度、旋 转和角度位置，对汽车应用中的引擎 控制单元进行功能测试和优化。 汽车电源电路的测试与其他电 子系统上的电源测试类似，需要进行 包括开关损耗、传导损耗、平均功 率损耗以及安全工作区(SOA)在内的 主要性能测试。目前，业界已经具 有完整、方便易用的电源测试解决 方案，例如泰克公司就提供了完整 利用AFG302xB和AFG3011测量和优化引擎控制单元 上海横河国际贸易有限公 司大客户部部长陈林 201008.indd 372010-7-26 17:27:47 38 2010.8 责任编辑：王莹技术专刊 汽车电子 Automobile Electronics 新能源电动车的未来要求，中国已经 开始在几个城市里建立新能源车的充 电站，这对于未来实现纯电动十分有 利。但由于电池技术的解决和充电站 建设都还需要时间，因此近期普及可 能会遇到问题。 新能源电动车与传统车相比有了 很大的不同，特别是在电子方面有了 较大的提高，因此必须进行很多电气 测试和分析工作，工程师对控制驱动 单元/电机/电池等关键部位的测试需 要符合电动车特点的测试仪器，其测 试精度和数据采集的要求越来越高。 日本横河电机（YOKOGAWA） 的解决方案较多考虑了汽车测试的需 求。横河公司的功率分析仪在变频 器、电机、电池功率测试、效率评估 以及电能能耗测试等方面擅长，独特 的快速分析和精确的测量数据为开发 和测试工程师发现问题并解决问题提 供了可靠的保证。横河公司的数据采 集系统也受到工程师们的欢迎。由于 汽车上面测试信号的特殊性，测试工 程师需要多通道的集电压/电流/温度 /应力/加速度/扭矩/转速/流量等相 互隔离的多路信号采集于一体的数 据采集。横河公司的DL750/DL850可 完全满足这方面的需 求，能很好的解决汽 车研发中多路的甚至 十几路，几十路的信 号处理分析和记录。 N I 中 国 技 术 市 场工程师徐征说，混 合动力汽车ECU的设 计与验证对于新能源 汽车行业来说是一项 关键技术。如何快速 设计控制系统原型并进行验证和发布 是一个挑战。传统的开发流程中，往 往先根据受控对象的模型设计算法并 进行软件仿真，然后设计嵌入式硬件 电路，再将算法代码重新移植到嵌入 式系统中实现。在这种开发流程中， 需要在软件开发与硬件设计中反复 协 调 ， 进 行 修 改 和 验 证 ， 一 般 需 要 较 长 时 间 。 因 此， 通过 商业可用的现成嵌入式平台快速实 现控制系统原型成为一种趋势。基 于商业可用的嵌入式平台（如NI CompactRIO），用户可以迅速为控制 算法添加I/O，并在嵌入式实时控制 器上执行，从而快速完成控制系统设 计。 控制系统设计完成之后需要进行 功能性验证，之后才能发布。为了更好 地在验证测试中模拟受控对象的行为， 硬件在环（HIL）仿真成为一种主流的 NI中国技术市场工程师徐征 测试手段。在将控制器投入系统之前， 先用一个可以模拟受控对象行为的真实 硬件模型对其进行测试，就是我们这里 所说的硬件在环测试。硬件在环测试可 以大大降低开发和测试风险，降低测试 成本，提高测试质量。 NI提供开放灵活的模块化硬件 平台和统一的图形化系统开发软件 LabVIEW，可高效地进行混合动力汽 车控制系统原型设计和硬件在环仿 真。基于NI LabVIEW软件，用户可 以建立受控对象（如混合燃料电池系 统）的模型，设计控制算法，并进行 软件仿真。之后，用户可将算法直接 下载到NI CompactRIO的实时控制器 上运行，并选择所需的CompactRIO I/ O模块作为算法的真实硬件I/O，从 而快速构建完整的嵌入式实时控制器 原型。进一步，用户还可以基于NI PXI平台，利用之前建立的受控对象 模型建立硬件在环仿真测试系统，对 控制系统进行验证。在此过程中可以 充分利用现成的模块化硬件平台，并 且重用软件模型和组件，从而大大加 速了控制器设计和原型验证的整个开 发过程。NI于2009年还专门针对硬件 在环测试应用推出了基于配置无需编 程的实时测试软件NI VeriStand，为用 户提供了更多选择和支持。 参考文献： 1 何耀华.汽车级IGBT在混合动力车中的应用J.电子产品世界 ,2010(3):53-55 2 潘威海.高幅度任意波形/函数发生器简化汽车、半导体、科学和 工业应用中的测量J. 电子产品世界,2009(3):54-57 3新能源汽车全面落后 获支持发展空间广阔R/OL.(2010-7- 14). 0100000085889.shtml 4孙昌旭.飞思卡尔与英飞凌演讲汽车电子发展的四大趋势 R/OL.(2010-3-17). article_1819.html 5冀凯. ADI李防震：半导体技术积极推进混合动力发展.(2010- 5-14). article_2048.html 17 201008.indd 382010-7-26 17:27:48 电子:新能源汽车的强力推进者电子:新能源汽车的强力推进者 作者：王莹 作者单位： 刊名： 电子产品世界 英文刊名：ELECTRONIC ENGINEERING PRODUCT WORLD 年，卷(期)：2010，17(8) 被引用次数：0次 参考文献(5条)参考文献(5条) 1.何耀华 汽车级IGBT在混合动力车中的应用 2010(3) 2.潘威海 高幅度任意波形/函数发生器简化汽车、半导体、科学和工业应用中的测量 2009(3) 3.新能源汽车全面落后获支持发展空间广阔 2010 4.孙昌旭 飞思卡尔与英飞凌演讲汽车电子发展的四大趋势 2010 5.冀凯 ADI李防震:半导体技术积极推进混合动力发展 2010 相似文献(10条)相似文献(10条) 1.期刊论文 章勇 传闻:比亚迪电动汽车E6试制过程遭遇电池安全事故 新能源汽车的中国“魂斗罗精神“ -中国科技财富2010(7) “丰田车召回门“的影响还在扩散,丰田章男还处在十字路口. 近日,又有国内比亚迪电动汽车电池安全事故发生,似乎与汽车有关的变故事故的阴影总是在我们的记忆中挥之不去. 而比亚迪事件虽为个案,无论其就该事件的真实性进行何种表态,抑或全为他人杜撰,但我国在探索新能源汽车产业发展中的些许问题是任何人都不能忽视的. 2.期刊论文 屈伟平.QU Weiping 我国新能源汽车进入快车道 -汽车工程师2009(11) 新能源汽车发展总体趋势遵循节能和环保2大主题.文章介绍了新能源汽车发展的规划和路径,并对镍氢电池、锂电池和燃料电池进行了比较.从5个方面阐述了新能源汽车发展的难点和各地政府从 政策补贴和采购对新能源汽车发展的支持,指出从有利于技术进步角度考虑,须避免地方保护主义. 3.会议论文 胡信国.杨春巍.刘建生 新能源汽车电池工业的发展现状 2009 随着新能源汽车逐步进入市场，与其相配套的新能源汽车电池工业的发展也备受关注，动力锂离子电池技术的进步将大力推动这个行业的发展。高性能，低成本，高安全性的动力锂离子电池将成 为新能源汽车电池的首选，从而带动新能源汽车的商品化进行进程。 4.会议论文 叶孙安 发展锌空燃料电池城市客车,用锌储存城市低谷电能开车 2007 本文内容包括： 一、上海锌空电池和锌空电池城市客车研发的基本情况. 二、锌空燃料电池较氢燃料电池便于携带,安全性好,成本低,应用方便,更具有市场商业化竞争潜力. 三、用锌储存城市低谷电能开车可作为加强电力需求侧管理的重大措施. 四、锌空电池替代柴油开车,较“煤变油“效益好、投资小. 五、建议将“锌空电池城市客车“列入上海中长期技术创新主要任务“新能源汽车“的重大专项. 5.期刊论文 谢先宇.王潘.安浩.傅振兴.Xie Xianyu.Wang Pan.An Hao.Fu Zhenxing 汽车用动力锂离子电池发展现状 -上海汽车2010(1) 对汽车用动力锂离子电池材料、电池系统的组成及设计应用进行了介绍,对国内外锂离子电池系统主要供应商进行了综述,同时对目前车用锂离子电池系统还存在的主要问题及解决方法进行了探讨 ,并对锂离子电池系统在新能源汽车上的应用进行了展望. 6.期刊论文 新能源汽车“绿动“北京车展车市未来格局有望改写 -中国科技财富2010(9) 在“后哥本哈根时代“的影响下,低碳、节能、减排已经成为目前汽车技术的核心竞争力,4月23日热闹开场的第十一届北京国际车展更是一派“绿“意盎然.和2008年相比,新能源汽车已不再停留在概 念车阶段,参展车企几乎都高调展出了自己的纯电动汽车,并且有详细的汽车剖面结构模型以及电池展示. 7.期刊论文 顾列铭 奥巴马押注新能源汽车 -广东科技2009,18(21) 2009年8月5日,美国总统奥巴马宣布拨款24亿美元,以补贴新型汽车电池及部件开发商,并协助发展新一代的节能汽车.奥巴马表示,该措施不仅将促进就业,还将帮助美国确立在新一代汽车研发上的 领先地位.他很希望美国可以成为全球新能源汽车的领导者. 8.学位论文 姜国权 电动汽车动力电池管理系统的研究 2009 能源短缺和环境污染是现今世界汽车工业发展面临的两大挑战，因此开展新能源汽车的研究已经刻不容缓。混合动力汽车较传统车而言，兼具内燃机车的特点又吸收了电动车的优势，在有效提高 经济性和降低排放方面有很宽广的应用前景。作为混合动力汽车的关键部件，动力电池对整车动力性、经济性和安全性具有重大影响。 电动汽车