年初的一場新冠肺炎疫情,對全球的金融市場造成很大的沖擊,各國股市紛紛遭遇重挫。然而,新基建板塊卻從中崛起,逆風成為A股市場中的香餑餑,行情大熱。
新基建的熱度尚未褪去,剛閉幕的兩會又特別提出將建設充電樁作為產業(yè)升級的關鍵內容之一,如此以來,處在變革中的汽車產業(yè)或將迎來新的風口期,智能汽車該如何搭上這一快車?重點點名的充電樁領域又將迎來哪些機遇和挑戰(zhàn)?近日,中電網(wǎng)記者與深耕汽車領域多年的ADI公司對此展開了深入的探討。
ADI工業(yè)與能源事業(yè)部市場經理張松剛
ADI工業(yè)與能源事業(yè)部市場經理張松剛告訴記者稱,充電樁與5G應用等多項重點項目被列入政府加強新型基礎設施建設的名單,作為政府激發(fā)新消費需求、助力產業(yè)升級的關鍵產業(yè)布局。
充電樁作為新能源汽車普及的關鍵基礎設施,隨著新基建這波建設熱潮無疑將有望徹底解決市場普遍的里程焦慮這個制約新能源汽車發(fā)展的主要瓶頸,將為新能源汽車產業(yè)持續(xù)快速發(fā)展注入強大推動力。
而新能源汽車作為當前自動駕駛汽車技術應用的先鋒陣營,新基建對充電樁基礎設施的普及將拉動新能源汽車產業(yè)的快速發(fā)展,反過來推動自動駕駛技術的快速應用與進步。
大功率直流充電,隔離式柵極驅動器或將成為最優(yōu)解
借助新基建帶來的機遇,充電樁市場需求量非常龐大,或將達千億級別市場空間,提升充電速度也成為充電樁市場面臨的問題之一。
張松剛稱,新基建不僅帶來充電基礎設施的普及,更將進一步提升充電速度,大功率對于直流充電樁建設來說很關鍵。若要實現(xiàn)十五分鐘或更短的時間補電50%以上,就必須借助更大功率的充電樁,但功率提高帶來的問題是充電樁尺寸增大、熱管理等問題,在兼顧充電樁尺寸、效率和功率的條件下,提高功率器件的開關頻率非常關鍵。
半導體技術的進步讓功率MOSFET器件開關頻率得到快速有效提升,IGBT從過去的20k左右提升到現(xiàn)在40k到50k,而氮化鎵和碳化硅(SIC)MOSFET器件可以達到更高的開關頻率,憑借高開關頻率、低損耗及承受高壓的能力,有望逐步替代硅基電源開關成為大功率充電樁的解決方案。驅動方式是達到這些開關器件所需開關頻率的關鍵,而開關頻率決定著系統(tǒng)設計成本、尺寸與效率之間的最佳平衡。更高開關頻率對隔離式柵極驅動器的要求越來越高,采用的隔離式柵極驅動器的傳輸延遲、死區(qū)時間、共模瞬變抗擾度(CMTI)等指標對提升充電樁功率和效率產生關鍵的影響。
與傳統(tǒng)的基于光學隔離式柵極驅動器相比,ADI提供的iCoupler隔離式柵極驅動器提供了良好的柵極驅動特性和隔離性能。傳統(tǒng)光耦合隔離的方式傳輸延時時間長(例如150—200納秒),而iCoupler隔離式柵極驅動器傳輸延時在50—60個納秒左右,從而大降低減小了傳輸延遲,并且傳輸延時一致性更好,更低的傳輸延遲和延時一致性有助于提高開關頻率和效率。此外,隔離柵極驅動器的死區(qū)時間也是關鍵特性之一,iCoupler隔離式柵極驅動器更低的死區(qū)時間將有效降低損耗。對于大規(guī)模部署的充電樁來說,即使零點幾個百分點效率提升都具有很大經濟和社會效益,對降低充電樁的熱管理、有效減小尺寸、提高效率非常關鍵。
增加儲能系統(tǒng),滿足充電樁大功率普及趨勢
充電樁的大功率化、廣泛部署是必然的趨勢,但也給相關基礎設施建設提出了挑戰(zhàn)——如何經濟有效的滿足充電站峰值負荷要求?例如一個二十個充電樁的充電站要滿足全天候的充電狀態(tài),電網(wǎng)需要提供的局部充電峰值功率超過1 MW。如此高的峰值負載功率可能導致電網(wǎng)在多個點上崩潰,或者需要投入巨額資金改善輸電線路和集中式發(fā)電廠大幅提高基本負荷能力。張松剛認為,增加儲能系統(tǒng)是一種可行的解決方案,可以利用此儲備能量增加電動汽車充負荷能力,儲能系統(tǒng)通過調節(jié)功率峰值保持電網(wǎng)穩(wěn)定,或是在停電的情況下提供充電電源。
長年的技術經驗累積,助力實現(xiàn)更安全的駕駛
新基建和兩會的提名,充電樁市場前景巨大,但是,長久以來,汽車安全和自動駕駛,同樣也是汽車產業(yè)不可忽視的話題。ADI憑借其在汽車安全和自動駕駛領域的多年經驗,為汽車領域帶來更多高品質的解決方案,在這一波的浪潮推動下,或將迎來新的機遇。
ADI表示,汽車智能駕駛趨勢逐步顛覆傳統(tǒng)汽車使用模式,隨之而來的挑戰(zhàn)便是怎樣確保沒有人類干預下的安全可靠?汽車智能駕駛功能在最近幾年獲得快速發(fā)展與各種安全解決方案的進步不無關系,特別是負責感知的各類車載傳感器、通信器件及負責信息處理的車載處理器是智能駕駛汽車實現(xiàn)安全保障的關鍵。
傳統(tǒng)上,ADI的汽車安全解決方案包括適用于安全氣囊的電子控制單元 (ECU) 以及用于電子穩(wěn)定控制的高性能陀螺儀和低g加速度計,等等。最近幾年發(fā)展起來的針對先進駕駛輔助系統(tǒng)和自動駕駛汽車的汽車安全解決方案進一步幫助汽車提升自主安全功能,包括:
自動駕駛車輛自動導航為目標的高性能慣性測量單元 (IMU),使其能夠在隧道等 GPS 信號無法穿透的區(qū)域進行導航,或確保校準和調整車載高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 以實現(xiàn)最佳性能;
基于視覺的ADAS可以從多方面大大提高行車安全性,通過安裝后視/前視/側視攝像頭和視覺處理ECU,可以實現(xiàn)多種功能來幫助駕駛員提前防范風險;主流技術采用24GHz或77GHz微波雷達,通過安裝于車前、側、后方的不同雷達模塊實現(xiàn)基于雷達的ADAS系統(tǒng),可實現(xiàn)ACC自適應巡航、S&G自動跟車、FCW/FCM前撞預警預防、BSD盲區(qū)探測、LCA變道輔助、CTA垂直方向預警等功能;
基于ToF技術,通過觀察頭部、身體位置以及眼睛注視情況,監(jiān)測車內人員的睡意和注意力分散程度,以及實現(xiàn)基于面部、身體和手勢的智能交互,提供車內人員的人臉識別功能;等等。無論是工藝流程、產品理念、上市方式還是實施系統(tǒng)解決方案的方式,27年來,ADI一直致力于用豐富的設計經驗追求更安全的駕駛體驗,并得到廣泛的應用。而單傳感器系統(tǒng)讓位于多傳感器數(shù)據(jù)流融合方案成為趨勢,從而使得智能駕駛系統(tǒng)能獲得必要的環(huán)境背景信息,使汽車能夠自主做出更切實可靠的判斷。
ADI在汽車安全和自動駕駛領域長期耕耘,自動駕駛是ADI汽車事業(yè)部的重要策略和投資方向之一,ADI可以提供業(yè)界領先的上述自動駕駛關鍵功能解決方案。ADI推出DRIVE360自動駕駛平臺,利用高精度MEMS傳感器、毫米波雷達、激光雷達等技術,構建完善無死角的360度安全駕駛方案。基于長期汽車安全技術的積累,緊密的車廠和供應商合作,以及ADI在自動駕駛以及相關半導體產品的經驗,ADI有足夠的能力和信心迎接高級駕駛員輔助系統(tǒng)的大規(guī)模應用以及自動駕駛時代的到來。
-Kaiyun·開云