“雙碳”目標(biāo)下，新能源汽車正以星火燎原之勢(shì)席卷全球各地。

IHS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，到2030年，全球新能源車普及率將超過(guò)50%。但恩智浦全球副總裁、新能源及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品線總經(jīng)理李曉鶴認(rèn)為“這一數(shù)字相當(dāng)保守”，如果近零排放目標(biāo)想在2050年實(shí)現(xiàn)，2030年全球新能源汽車普及率應(yīng)該超過(guò)85%。而在中國(guó)，新能源車的普及速度更是遠(yuǎn)超該目標(biāo)所要求的速度——2021年，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)能占全球的54%，大幅領(lǐng)先歐洲（26%）和美國(guó)（15%），用“引領(lǐng)世界”來(lái)形容毫不為過(guò)。

“新能源汽車市場(chǎng)短期內(nèi)充滿了不確定性，但從中長(zhǎng)期來(lái)看，應(yīng)該不會(huì)有人對(duì)市場(chǎng)的潛力產(chǎn)生質(zhì)疑?！崩顣扎Q認(rèn)為，在這樣一個(gè)市場(chǎng)重塑的過(guò)程中，汽車供應(yīng)鏈和價(jià)值鏈會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)力轉(zhuǎn)型，汽車行業(yè)從業(yè)者的思維模式也必須隨之轉(zhuǎn)變，尤其是在以下四個(gè)方面：

首先，對(duì)汽車成本與碳排放量的關(guān)注和管理將從造車階段延伸到整個(gè)生命周期;

其次，產(chǎn)品創(chuàng)新周期從之前4年縮短到了2年，對(duì)整個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新體系都產(chǎn)生了顛覆性的影響;

第三，新能源汽車生產(chǎn)平臺(tái)產(chǎn)能將從十萬(wàn)升至百萬(wàn)級(jí)，這對(duì)質(zhì)量體系、供貨體系，全球支持體系和商務(wù)體系都提出了新的挑戰(zhàn);

最后，軟件定義邊界條件，即造車的核心技術(shù)從鋼鐵變成軟件，造車的方式、想法、迭代速度和企業(yè)管理模式將發(fā)生巨變。

下圖展示了汽車行業(yè)的變遷。不難發(fā)現(xiàn)，2018年成為了“我們了解的汽車”和“新一代汽車”的“分水嶺”，那一年，汽車產(chǎn)業(yè)開始從傳統(tǒng)成熟的生態(tài)合作體系邁入產(chǎn)品顛覆的時(shí)代，并開始遭遇史無(wú)前例的“缺芯”潮。隨后，預(yù)計(jì)從2018-2028年，互聯(lián)汽車、ADAS、新能源汽車、軟件定義汽車、百萬(wàn)級(jí)EV平臺(tái)開始迎來(lái)加速發(fā)展的十年。而從2028-2038年，將是“移動(dòng)即服務(wù)”的時(shí)代，L4以上級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù)與移動(dòng)出行服務(wù)緊密的綁定在一起，共同帶來(lái)新的經(jīng)濟(jì)模式、盈利模式。

“新能源汽車的發(fā)展需要包括芯片在內(nèi)的底層技術(shù)的創(chuàng)新?！崩顣扎Q分析指出，之所以在近兩年汽車產(chǎn)量總體呈下降趨勢(shì)的背景下，依然出現(xiàn)“缺芯”問(wèn)題，恰恰說(shuō)明汽車電動(dòng)化、智能化導(dǎo)致的汽車電子和汽車工程的騰飛?！捌囎詣?dòng)駕駛級(jí)別從L2到L4，電子元器件的需求量就要增加一倍;把燃油車升級(jí)到電動(dòng)車，電子產(chǎn)品需求量也會(huì)增長(zhǎng)一倍;當(dāng)汽車進(jìn)一步智能化、信息化，把所有功能都加上的時(shí)候，電子需求量可能是3到4倍甚至更高的增長(zhǎng)，每一輛汽車中使用的芯片數(shù)量在幾何級(jí)增長(zhǎng)。”他說(shuō)。

但在域控制器逐漸轉(zhuǎn)成超算的過(guò)程中，汽車網(wǎng)絡(luò)總節(jié)點(diǎn)數(shù)卻并沒(méi)有明顯變化，這是因?yàn)槌憧梢越鉀Q算力問(wèn)題，但不能解決實(shí)時(shí)性和功耗問(wèn)題。超算可以在運(yùn)算上取代很多節(jié)點(diǎn)，但大部分情況下，以太網(wǎng)還是平行加在原來(lái)的CAN網(wǎng)絡(luò)。在此情況下，芯片未來(lái)不會(huì)出現(xiàn)大起大落的需求變化，現(xiàn)在是穩(wěn)定增長(zhǎng)，之后也會(huì)是平滑的過(guò)渡。

新能源汽車電氣化的痛點(diǎn)

作為全球領(lǐng)先的汽車芯片系統(tǒng)級(jí)解決方案供應(yīng)商，僅在電氣化領(lǐng)域，恩智浦就可以提供汽車電氣化應(yīng)用中幾乎所有的芯片方案，包括電機(jī)控制、推進(jìn)域控制器、電池管理系統(tǒng)和DC/DC轉(zhuǎn)換器，涵蓋MCU微處理器、模擬前端、柵極驅(qū)動(dòng)器、安全電源管理、車載網(wǎng)絡(luò)、傳感器等多款產(chǎn)品，是全球?yàn)閿?shù)不多可以把“幾乎每一個(gè)電控單元都能以整體系統(tǒng)思維的方式呈現(xiàn)給客戶并與之產(chǎn)生互動(dòng)”的企業(yè)。

如前文所述，降低生命周期成本;延長(zhǎng)續(xù)航里程，加快充電速度;軟件定義汽車;百萬(wàn)級(jí)平臺(tái)全球生產(chǎn)，正成為當(dāng)下新能源汽車產(chǎn)業(yè)面臨的實(shí)際困境。恩智浦通過(guò)簡(jiǎn)化部件成本，加速自動(dòng)化裝配流程，延長(zhǎng)電池的使用壽命以及簡(jiǎn)化二次回收利用來(lái)幫助車企降低整個(gè)生命周期的成本;通過(guò)電驅(qū)800V碳化硅方案，大幅提升電驅(qū)動(dòng)的效能;通過(guò)模塊化域控制器的普及，以及越來(lái)越多在線更新OTA的應(yīng)用和整車建模，讓軟件定義汽車程度不斷加深。目前，全球前20電動(dòng)汽車OEM中有10家采用了恩智浦高壓電池管理系統(tǒng)解決方案，2016年量產(chǎn)至今全球累計(jì)發(fā)貨超過(guò)一億片。

軟件定義電池是李曉鶴談到的典型案例之一。在他看來(lái)，電池系統(tǒng)的演進(jìn)其實(shí)是軟件和數(shù)據(jù)的演進(jìn)，而后者則取決于整車的電子電氣架構(gòu)。未來(lái)，當(dāng)車載超算日趨普及的時(shí)候，連接單元也越來(lái)越發(fā)達(dá)，域控制器軟件會(huì)向上集成，即在電池包里的軟件會(huì)越來(lái)越少，而大部分的軟件與處理能力會(huì)進(jìn)入域控制器甚至超算單元中，并進(jìn)行合理分層。在這一過(guò)程中，如何打造更智能的電池管理芯片？如何實(shí)現(xiàn)電池包軟件量的降低，去適應(yīng)整體電氣架構(gòu)的遷徙過(guò)程？恩智浦做了大量的工作。

此外，通過(guò)現(xiàn)有的電池參考設(shè)計(jì)、云網(wǎng)關(guān)的參考設(shè)計(jì)以及和大學(xué)研究機(jī)構(gòu)的協(xié)同開發(fā)，恩智浦正在與合作單位開發(fā)BMS云計(jì)算的原型，即如何通過(guò)云計(jì)算、物理建模、人工智能來(lái)更好、更準(zhǔn)確地估算電池的剩余電量以延長(zhǎng)續(xù)航里程，更準(zhǔn)確估算電池的健康狀況以提高安全性和二次利用的效率。

為了提升用戶企業(yè)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力、成本和利潤(rùn)，恩智浦借助芯片技術(shù)幫助優(yōu)化電池生命周期成本和碳排放，例如用光通訊BMS的方式，降低線束的數(shù)量，解決組裝的復(fù)雜性并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組裝。;或是通過(guò)高集成度的智能化芯片組，降低外圍BOM的數(shù)量。

同時(shí)，在第一生命周期當(dāng)中，高效能功率器件和高性能BMS可以讓電池更有效地被利用，提高電驅(qū)效率、電池壽命和SoC精度，讓汽車在每次充電后可以行駛得更遠(yuǎn)。而在電池維護(hù)時(shí)，可以通過(guò)云計(jì)算增強(qiáng)SoH的精度，并且使用云連接能夠更好地做OTA的軟件更新。當(dāng)進(jìn)入階梯利用回收階段時(shí)，利用電池護(hù)照技術(shù)可以讓動(dòng)力電池更好地被二次利用，包括應(yīng)用到智能電網(wǎng)和ESS中，降低總應(yīng)用成本。

向系統(tǒng)要效益

從整車廠角度出發(fā)，現(xiàn)在的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈正變得越來(lái)越短，很多新能源車企采用直接自研、垂直整合的形式，甚至部分企業(yè)會(huì)將電池甚至電芯制造也包括在整體供貨體系下，電池廠商也經(jīng)常會(huì)自己負(fù)責(zé)電池管理系統(tǒng)。與此同時(shí)，研發(fā)周期也從原來(lái)的4年變成了2年，整個(gè)鏈路的響應(yīng)速度更加迅速，更多車廠選擇直接去和電池廠或芯片廠商協(xié)同合作。

這意味著，如果芯片仍用客戶傳統(tǒng)提要求的方式去做，肯定是來(lái)不及的，因?yàn)閺拈_發(fā)流程來(lái)講，為了保證汽車質(zhì)量，如質(zhì)量測(cè)試、可靠性測(cè)試等環(huán)節(jié)的時(shí)間是必須保證的。所以芯片廠商除了要擁有自己的長(zhǎng)期產(chǎn)品和系統(tǒng)創(chuàng)新規(guī)劃之外，還必須要增強(qiáng)和車廠、電池制造商的互動(dòng)，不能等他們直接提要求。

李曉鶴認(rèn)為，對(duì)于新能源汽車，業(yè)內(nèi)普遍的降本想法不在芯片本身，而是更多關(guān)注系統(tǒng)降本。“如果能夠提高電池的使用效率和電驅(qū)效率，其帶來(lái)的降本相較百分之幾的電池降本更有挖掘潛力?！皬?a target="_blank">IGBT到碳化硅的轉(zhuǎn)型，從400V到800V的轉(zhuǎn)型，都是如此，車企在這兩個(gè)轉(zhuǎn)型過(guò)程中省下的整車能源費(fèi)用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于購(gòu)買更先進(jìn)芯片所花的費(fèi)用。而對(duì)芯片公司來(lái)說(shuō)，就需要提供的柵極驅(qū)動(dòng)器擁有更好的功能安全、更多的診斷功能、更快的響應(yīng)速度、更多的保護(hù)和更高的耐壓等級(jí)，幫助OEM用戶順利實(shí)現(xiàn)過(guò)渡。

展望2030年，李曉鶴表示，出行即服務(wù)（MaaS）將有望率先在中國(guó)大城市實(shí)現(xiàn)。那時(shí)，自動(dòng)駕駛將達(dá)到L4級(jí)，高壓充電站隨著分布式電網(wǎng)而激增，簽約自動(dòng)駕駛車隊(duì)車輛。對(duì)OEM而言，這意味著A-C級(jí)車輛成為MaaS車隊(duì)中的輕型商用車（LCV），車輛使用里程可達(dá)100萬(wàn)公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前普通汽車20萬(wàn)公里的年限，他們更需要新的業(yè)務(wù)模式。

在這樣的大背景下，換電也許會(huì)更加普及，1250V/600kW甚至高達(dá)3MW的大功率充電設(shè)備將會(huì)面世，更多的雙400V冗余電池系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)，也會(huì)看到雙400V與800V電池的混用情況。對(duì)BMS而言，除了需要具備更長(zhǎng)、更好地延長(zhǎng)電池使用壽命的能力外，基于人工智能和云計(jì)算的軟件算法會(huì)更加普及。

審核編輯 ：李倩