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纵然续航历程和充电题目尚未获得完善管理，在各样策略的激发下，汽车行业正以亘古未有的速率奔向电动化。海外磋商公司数据显示，年纯电和混动汽车销量仅占寰球总销量10%，而到和年，这一比例将离别增至44%和70%。电动汽车周围比赛的强烈水准不但未被墟市的马上进展所隐藏，反却慢慢呈尖锐化趋向。尤为在中心零部件方面——譬如电启动系统，保守汽车创造商与零部件企业的博弈难明难分，而稠密科技企业也纵身入局，意欲分羹。在热火朝天的竞赛中，寰球最大上市汽车零部件创造商陆地团体取舍决断退出电动化周围，以彰显“向科技企业转型的决心。但是，身为科技巨擘华为却仰仗“多合一”动力总成管理计划，强势杀入汽车电启动周围，争抢电启动系统交易这块庞大的蛋糕。“多合一”动力总成管理计划上图所示的“七合一”DriveONE电启动系统，是市情上首款超合并架构的动力域管理计划，从机器层面，它完结了对PDU(电源分派单位)、DC/DC(直流/直流调动器)、MCU(机电操纵器)、OBC(车载充机电)、BCU(电池办理系统操纵器)、机电和延缓器七大部件的集成。机器层面的集成，有不单利于削减布线、会合冷却，也确凿在必然水准上提高了功率密度。但是方今的将该集成的和能集成的都放在一同的计划，宛如已把机器集成推向了“极致”。接下来该何如从更深度的技能层面进一步供应功率密度和下降成本呢？这是摆在一齐电启动系统创造者们当前的一路困难。从芯片和电子安排动手享誉寰球的美国闻名半导体管理计划老手供应商——德州仪器（TexasInstrument）觉得：能够从采纳高功用半导体材料（如GaN、SiC）+C?MCU微操纵器以及从电子元器件同享角度动手，对电启动系统停止进级。一、氮化镓半导体的引入氮化镓（GaN）是一种用处遍及的半导体材料，可承袭高和蔼高压。这一点是诸如发光二极管、太阳能逆变器和可更生动力保存系统等功率办应当用的关键考量成分。在往昔十年中，德州仪器GaN已为各样通讯和产业安排有用供电，每款新产物都到达了新的功率密度和效率水准。现而今，德州仪器将适当汽车准则的氮化镓(GaN)技能应用到电动汽车中，能够在更高的效率下做事并保存热能，从而协助拉长行驶历程。这象征着需求的冷却器件更少且成本更低。氮化镓半导体的上风以下：

GaN固有的较低栅极和输出电容帮助以兆赫兹级的开关频次运转，这将下降栅极和开关消耗，从而提高效率。

GaN的集成式启动器可完结超越V/ns的开关速率，于是消耗比分立式GaNFET削减了一半。这与咱们的低电感封装相连接，可在每个电源应用中供应洁净的开关和超小的振铃。

TI的硅基GaN工艺行使内部创造设备停止创造、组装和测试，从而充足行使内部占有的产能并更大限度地提高产物品质。

德州仪器在GaN周围的革新远远超越了通俗开关。它为客户供应了能够建立GaN基车载充电系统的全套机能，这也将成为混动/电动汽车墟市上前进展的严重一步。仰仗首款汽车级产物为车载充电系统供电，德州仪器胜利地将GaN的上述上风带入纯电/混动汽车汽车墟市，并为汽车创造商供应了较保守硅或碳化硅(SiC)更胜一筹的技能计划。保守技能在充电历程中会形成大批热量，在增长充电光阴的同时放出能量。与保守Si基电源开关（大功率硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)）比拟，应用先进的GaN高电压器件的宽带隙半导体，可马上切换的集成栅极启动器可完结功率输出和功率密度的翻倍，从而能够使纯电/混动汽车完结更高的效率。德州仪器GaN营销团队成员RamananNatarajan示意：“由GaN等材料制成的宽带隙开关与通过优化的高速栅极启动器一同行使，将改革嬉戏法则，由于它们能够将磁性元件减小60%，从而下降了整体分量和成本。二、C?MCU微操纵器的加持氮化镓(GaN)宽带隙功率半导体的呈现为电动汽车中的电力电子器件供应了一个大幅削减尺寸和削减分量的时机，由于它们能够在比硅高很多的开关频次下高效地做事。OEM和甲第供应商面对的挑战是需求供应能够帮助稠密具备不同电网基本设备的地舆地域的OBC管理计划。譬喻，华夏的较大功率电动汽车充电器需求帮助与三相电源线贯串，而美国的电动汽车需求衔接单相电源线。OEM期盼供应额定功率时常从3.3kW到22kW不等（在某些状况下乃至高达44kW）的产物。要将集成式动力总成架构变成实际，还需求及时微操纵器(MCU)，它们能够管理电源调动的繁杂需求。咱们具备超低推迟的有助于完结更高的开关频次（至多提高1~2MHz），这象征着电感器和电容器等外部元件更小。C?及时MCU的首要益处以下：

具备杰出的实用性。适当各样繁杂的拓扑和操纵算法，如零电压开关、零电流开关或采纳混杂磁滞操纵的电感器-电感器-电容器(LLC)谐振直流/直流电源。

繁杂的光阴关键型计划管理。C?MCU占有高等指令集，可显著削减繁杂数学计划所需的周期数。能够在不增长MCU做事频次的状况下提高操纵环路频次。

准确操纵。C?MCU中的高分辩率脉宽调制器(PWM)可供应ps的分辩率，并且内置的摹拟较量器和可设置逻辑块(CLB)有助于平安管理呈现的各样差错状况。

软件和外设可增添性。跟着系统请求的改革，C?平台帮助进取或向下增添及时MCU机能，同时维持软件投入，从而削减软件投入放慢产物上市速率。

如前所述，完结更高的开关频次可减小开关调动器中磁性元件的尺寸，但同时这会带来很多操纵方面的挑战。譬喻，在图腾柱功率因数校对(Totem-polePFC)拓扑中，减小电感器的尺寸不单会致使零交织点处的电流尖峰增长，还会增长死区引发的第三象限消耗，这些影响归纳起来会增长总谐波失真(THD)并下降效率。为管理上述题目，C?及时MCU通过机能丰硕的PWM起用软启动算法，从而消除电流尖峰并改良THD。C?MCU还占有增添的指令集、浮点运算单位(FPU)和三角函数加快器(TMU)，从而显著下降PWM导通光阴等参数的计划光阴。计划光阴削减还可提高操纵环路频次，再连接PWM的ps分辩率，可协助下降第三象限消耗。德州仪器C?及时MCU和GaNFET调和做事，可为当代数字电源系统供应敏捷而浅显的管理计划，同时也供应了先进的机能来完结高功率密度且高效的数字电源系统。归纳行使这些器件便无需增长额外的外部元件，于是可下降整体成本。三、电子元器件同享安排除了GaN和C?MCU技能的应用，功率电子层面的“多合一”——将OBC车载充电器+高电压DC/DC调动器+逆变器+PDU配电单位停止深度调整，譬如同享功率开关器件和磁性元件，并终究完结进一步降本增效，成为当下行业的进展方位。干系数据说明，如此的安排可削减约40%的分量和体积并提高40%的功率密度。上图以高电压DC/DC和OBC车载充电器为例，描画了两大部件的4种最罕见的调整选项及思绪。以便在组合动力系统、操纵电路和机器时完结高功率密度。详细可参考：《电驱系统功率级“多合一”管理计划简介》对于德州仪器德州仪器是一家运营摹拟与数字记号管理器的半导体行业跨国巨擘，年于美国德克萨斯州达拉斯创设。年德州仪器贩卖额高达亿美元，净成本56亿美元。公司寰球占有10家晶圆工场、7家封装及测试工场及名职工。德州仪器在产业与汽车周围享有极大名誉，每年向10万个客户供应数百亿枚芯片。AutomobilNachricht

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