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為汽車注入電力以加速實現綠色地球願景
 

【作者: 德州儀器】   2017年04月25日 星期二

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也許在未來的某一天,大街上行駛的將會是自動駕駛及零排放的汽車,這些汽車之間不僅能夠相互通訊,更讓城市的交通環境變得更加綠化且有效率。


汽車將能夠自行搜尋停車地點,並且自動進行充電。此外,它們還將配備豐富的車載通訊和娛樂系統。乘客們再也不需要「自行擁有」一輛汽車,透過租賃或是智慧型手機預訂就能輕鬆滿足外出需求。


這些未來的願景正處於萌芽階段,而實現這一願景的關鍵是時間點以及來自社會大眾的支持。


根據市場研調機構IHS Automotive預測,到2025年,電動汽車(EV)和混合動力汽車(HEV)的銷售量將達到全球汽車總銷售量的四分之一。


隨著交通方式的不斷變革,德州儀器(TI)以技術幫助HEV減少溫室氣體排放,而零排放的純電動汽車也孕育了全新的自動化商業模式。



圖一
圖一

現今的全混合動力汽車可以減少一半的燃料消耗,而插電式混合動力汽車則可以降低80%的油耗。


目前,新出廠的汽車內部包含了超過6,000個半導體。隨著汽車正越來越智慧以及諸如電池管理、牽引逆變器、車載充電器和DC/DC轉換器等汽車零件的逐步電子化,這個數據還將繼續大幅成長。


TI的工程師一直在幕後幫助推動這一波發展趨勢,極力開發能應用在車載資訊娛樂系統、電源管理系統、連接技術和先進駕駛輔助系統(ADAS)等領域的新型半導體元件。


事實上,部分汽車製造商已經擁有自己的汽車共享模式,而主要原始設備製造商如Google、Lyft、特斯拉和Uber等都正在積極開發無人車技術。無人卡車也已經在美國、歐洲和澳洲進行道路測試。


回到未來

目前為止,HEV比EV更受消費者歡迎,這可能是因為EV雖然更加環保,但是成本也相對更高;此外,EV也有汽油內燃機性能發揮的限制。不過,在去年的巴黎車展上,幾乎所有的汽車製造商都推出了全新的電動或混合動力車。


純電動車的普及進度仍需時日。正因如此,TI將注意力放在過渡階段的HEV創新,以及汽車動力系統全面電子化上。



圖二 : (source:CNBC)
圖二 : (source:CNBC)

HEV能實現燃料有效使用和自動化,然而,其目前所使用的電池卻受到了再充電和續航里程數的限制。對此,TI正在研發高電壓技術,其中包含電池管理、感測器和先進監控,以及12V雙電源軌和一個額外針對高耗電應用的48V軌,以實現更佳的燃油、電池和成本效率。


由於較低的續航里程範圍和較長的充電時間,都市以外的消費性EV普及受到了限制。其中一個解決方案是將電池電壓增加至800V,這樣就可以將充電時間減少到20分鐘(電量達到80%),續航距離也能達到300英里以上。


自動駕駛

透過路況監測、訊號轉換和汽車之間的通訊,積體電路可以使汽車的自主性更高。TI的感測器已經應用於駕駛輔助和自動停車系統,最終目的是打造一輛全自動駕駛汽車。


相對於大部分的汽車,自駕車可以實現更高的燃料效率,特別是在需要保持穩定速度的都市環境中。在巴黎車展上,業界專家們也指出,自動駕駛汽車的安全性更高,並可以大幅降低交通事故數量,減少人員傷亡。


到了2020年,大多數汽車製造商都將推出能夠完全實現或部分實現自動駕駛功能的EV。


根據IHS Automotive預測,隨著無人駕駛汽車的普及程度日益升高,到2035年,具有一定程度的自動駕駛車將增加至2100萬輛左右,其中美國大約會有450萬輛。


展望未來

目前有幾大因素正在驅動著電動車的成長,包括專門針對降低排放的法案、整合在消費性產品中並用於提升駕駛安全的技術,以及將汽車所有權轉至行動服務的轉變等。


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