“雙碳”目標(biāo)下，新能源汽車正以星火燎原之勢席卷全球各地。

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50%。但恩智浦全球副總裁、新能源及驅(qū)動系統(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85%。而在中國，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，中國新能源汽車產(chǎn)能占全球的54%，大幅領(lǐng)先歐洲（26%）和美國（15%），用“引領(lǐng)世界”來形容毫不為過。

“新能源汽車市場短期內(nèi)充滿了不確定性，但從中長期來看，應(yīng)該不會有人對市場的潛力產(chǎn)生質(zhì)疑。”李曉鶴認(rèn)為，在這樣一個市場重塑的過程中，汽車供應(yīng)鏈和價值鏈會出現(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，尤其是在以下四個方面：

首先，對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，對整個行業(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)平臺產(chǎn)能將從十萬升至百萬級，這對質(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)品顛覆的時代，并開始遭遇史無前例的“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、百萬級EV平臺開始迎來加速發(fā)展的十年。而從2028-2038年，將是“移動即服務(wù)”的時代，L4以上級別的自動駕駛技術(shù)與移動出行服務(wù)緊密的綁定在一起，共同帶來新的經(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。”李曉鶴分析指出，之所以在近兩年汽車產(chǎn)量總體呈下降趨勢的背景下，依然出現(xiàn)“缺芯”問題，恰恰說明汽車電動化、智能化導(dǎo)致的汽車電子和汽車工程的騰飛。“汽車自動駕駛級別從L2到L4，電子元器件的需求量就要增加一倍;把燃油車升級到電動車，電子產(chǎn)品需求量也會增長一倍;當(dāng)汽車進(jìn)一步智能化、信息化，把所有功能都加上的時候，電子需求量可能是3到4倍甚至更高的增長，每一輛汽車中使用的芯片數(shù)量在幾何級增長。”他說。

但在域控制器逐漸轉(zhuǎn)成超算的過程中，汽車網(wǎng)絡(luò)總節(jié)點(diǎn)數(shù)卻并沒有明顯變化，這是因?yàn)槌憧梢越鉀Q算力問題，但不能解決實(shí)時性和功耗問題。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)還是平行加在原來的CAN網(wǎng)絡(luò)。在此情況下，芯片未來不會出現(xiàn)大起大落的需求變化，現(xiàn)在是穩(wěn)定增長，之后也會是平滑的過渡。

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”的企業(yè)。

如前文所述，降低生命周期成本;延長續(xù)航里程，加快充電速度;軟件定義汽車;百萬級平臺全球生產(chǎn)，正成為當(dāng)下新能源汽車產(chǎn)業(yè)面臨的實(shí)際困境。恩智浦通過簡化部件成本，加速自動化裝配流程，延長電池的使用壽命以及簡化二次回收利用來幫助車企降低整個生命周期的成本;通過電驅(qū)800V碳化硅方案，大幅提升電驅(qū)動的效能;通過模塊化域控制器的普及，以及越來越多在線更新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，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，當(dāng)車載超算日趨普及的時候，連接單元也越來越發(fā)達(dá)，域控制器軟件會向上集成，即在電池包里的軟件會越來越少，而大部分的軟件與處理能力會進(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)的遷徙過程？恩智浦做了大量的工作。

此外，通過現(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，即如何通過云計(jì)算、物理建模、人工智能來更好、更準(zhǔn)確地估算電池的剩余電量以延長續(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)中的競爭力、成本和利潤，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)自動組裝。;或是通過高集成度的智能化芯片組，降低外圍BOM的數(shù)量。

同時，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，可以通過云計(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，利用電池護(hù)照技術(shù)可以讓動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)常會自己負(fù)責(zé)電池管理系統(tǒng)。與此同時，研發(fā)周期也從原來的4年變成了2年，整個鏈路的響應(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，肯定是來不及的，因?yàn)閺拈_發(fā)流程來講，為了保證汽車質(zhì)量，如質(zhì)量測試、可靠性測試等環(huán)節(jié)的時間是必須保證的。所以芯片廠商除了要擁有自己的長期產(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，不能等他們直接提要求。

李曉鶴認(rèn)為，對于新能源汽車，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，其帶來的降本相較百分之幾的電池降本更有挖掘潛力。“從IGBT到碳化硅的轉(zhuǎn)型，從400V到800V的轉(zhuǎn)型，都是如此，車企在這兩個轉(zhuǎn)型過程中省下的整車能源費(fèi)用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于購買更先進(jìn)芯片所花的費(fèi)用。而對芯片公司來說，就需要提供的柵極驅(qū)動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，幫助OEM用戶順利實(shí)現(xiàn)過渡。

展望2030年，李曉鶴表示，出行即服務(wù)（MaaS）將有望率先在中國大城市實(shí)現(xiàn)。那時，自動駕駛將達(dá)到L4級，高壓充電站隨著分布式電網(wǎng)而激增，簽約自動駕駛車隊(duì)車輛。對OEM而言，這意味著A-C級車輛成為MaaS車隊(duì)中的輕型商用車（LCV），車輛使用里程可達(dá)100萬公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前普通汽車20萬公里的年限，他們更需要新的業(yè)務(wù)模式。

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

審核編輯 ：李倩