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ADI:解读汽车电子新技术

日前,针对汽车电子在主动安全及电动车等方面,EEWORLD采访了ADI大中华区汽车电子商务经理李防震,详细介绍了ADI针对热门技术所推出的新产品以及ADI是如何保证汽车电子的质量和供货周期的,以下是采访实录。

   

    李防震ADI 大中华区汽车电子商务经理

    EEWORLD:ADI如何理解半导体厂商在汽车电子安全驾驶上所起到的作用?

    李防震:2000年,美国国会通过了强化交通工具召回责任和文件法案(Transportation Recall Enhancement Accountability and Documentation, TREAD),强制汽车制造商采用新的安全技术并提醒政府关注可能发生的危险。

    在中国,经过几年的快速发展,消费者从最初对汽车的基本代步功能需求已经逐渐转向对安全等更高层次的需求。越来越多的汽车制造商正在转向电子、高科技解决方案以求解决安全问题,高需求也使得汽车安全系统越来越向智能化的方向发展。对于半导体厂商来说,首先要提供质量可靠的芯片,这样模块供应商的原材料才有保证,生产出的模块质量才稳定。

    ABI公司的报告显示,汽车半导体部件的平均数量正呈指数增长,一系列安全、先进的引擎和底盘控制电子技术以及汽车安全产品在未来的几年里都会被采用到新车型上。所有的这些,都会对半导体厂商在不良率的控制,稳定性的提高等等的要求会越来越高。

    EEWORLD:目前主动安全越来越受到重视,在被动安全尤其是气囊上大有作为的ADI,那么现在ADI又是如何发挥在主动安全上的作用?

    李:如今,汽车电子在主动安全的技术越来越多的被人们关注,现在研究比较多的就是高级驾驶辅助系统(ADAS)。这一系统的核心,是通过视频或者雷达技术检测车子行驶状态以及周围的环境信息,经DSP处理,然后采取相应的措施。有的只是警报驾驶员,有的则采取一些干预驾驶的措施如刹车等。由于主动安全的核心是信号的采集和处理,所以这对半导体厂商在模拟技术、高频技术以及数字处理方面有很高的要求。

    在主动安全部分,如高级辅助驾驶系统也越来越多被消费者关注。我们提供了以视觉、雷达为技术基础的智能辅助驾驶,以实现车道偏离的报警、障碍物检测、交通信号识别等等,在这一系统中我们的DSP(BF561)、视频编解码、ADC/DAC/RF等芯片被广泛应用。随着汽车设计不断复杂,且对安全系统要求不断提高,客户对辅助驾驶系统的开发需求不只是芯片技术层次,应用和系统软件层次的资源与支持也是必不可少的。

    针对这一应用,对软件的依赖程度比较高,大部分中国的客户研发实力比较弱,ADI在印度有专门的软件团队,做底层的算法的开发,多年来在汽车领域发展了大量优秀的第三方合作伙伴,可以与ADI一起为客户提供完备的系统支持与服务。

    ADI今年推出高集成度的 AD8283汽车雷达 AFE(模拟前端)IC 包含接收路径信号调理和数据采集电路,使终端系统可实现自适应巡航控制、盲点检测以及其它基于雷达的检测和预防应用。六通道 AD8283通过 AEC-Q100认证,可在-40 C 至105 C 汽车应用温度范围内工作。该新款器件让雷达系统可以接收更多数量的发射信号并进行解码,以进行目标识别和分类。这使得定位时间更加充裕,从而改善雷达解析目标近似尺寸的能力。

    EEWORLD:汽车电子类似于工控电子,需要特别强调产品的良率,供货周期以及可靠性等方面,这几点,ADI如何保证?

    李:随着汽车的普及率越来越高,消费者的安全意识会越来越强,对于半导体厂商来说,首先要提供质量可靠的芯片,这样模块供应商的原材料才有保证,生产出的模块质量才稳定。谈到汽车级芯片,很多人可能可能局限在温度这一参数,其实,这只是芯片最后表现出来的一个特性,为了保证芯片能够达到汽车级别,首先,它在设计阶段,都有严格的流程,如要严格遵循DFMEA、AEC-Q003流程,其次,Fab流程、探针测试也和其它应用的芯片不同,再次,封装和测试也遵循相应的标准,如AEC-Q002和AEC-Q100.而且对生产的工厂也有要求,如要通过TS16949等等一系列标准,只有这样设计生产出的产品良率才能保证。

    谈到供货周期,这是我们ADI的优势之一,因为汽车行业的起伏不会像其它行业那么大,只要公司的预测以及客户的订单管理的好的话,我们会做相应的库存,当然公司的运营成本会提高,在半导体行业中我们公司的现金流是在前列,这也是为什么我们公司有这样的实力做相应的库存,同时,和我们合作的代理商也都是一线的代理商,代理商也会做相应的备货,所有的这些决定了我们的供货周期是一流的,我们产品现在是60%可以在4周以内交付,90%可以在8周以内交付。

    EEWORLD:此外,电动汽车是目前最火但也比较遥远的问题,ADI目前的进展如何?主要应用在哪些方面?解决了电动汽车的哪些问题?

    李:新能源汽车的主要难点在于电池管理和电机控制系统。电池技术是新能源汽车的重要驱动力,亟待降低成本,保证使用安全。同时国家相应配套的基础设施如充电站要尽快普及;国家还应该要出台相应的政策法规鼓励和规范这个正在发展中的行业,以方便以后大规模的批量生产。

    针对两个技术难点ADI推出了锂电池监控和保护系统产品,该系统集成锂电池安全监控器,可以帮助用户实现故障安全电路,并为之构建安全环境的安全监控器件。这款全新的监控器为设计师提供了他们开发完整电池监控和保护系统前端所需的最终解决方案。AD7280/8280为集成式解决方案,可监控六个电池单元的电压和温度输入。该器件由电池组供电,可以针对过压、过温或欠压这三种状况中的任何一种提供共享式或单独式报警, 这两颗芯片符合AEC-Q100和EMI标准,适用于汽车应用;工作温度范围为-40至+105℃。

    在锂电池管理系统中,ADI的iCoupler数字隔离器也被很多的车厂和模块供应商认可,如三菱汽车公司已经宣布会在下一代“i-MiEV”全电动汽车的锂离子电池供电系统采用此类产品。ADI的ADuM1402W和ADuM1201W iCoupler数字隔离器能够用来实现跨越高电压锂离子电池系统和标准汽车电子系统之间的安全隔离阻障传送数据。iCoupler隔离器还能满足其他要求,例如小尺寸、低功耗和延长电池寿命,从而为汽车提供更长巡航距离和更长使用寿命。

    在电机控制系统中,我们的DSP(BF50X)系列产品和旋变(AD2S120X)是专门为这个应用而设计。

2015进军中国 奥迪披露全球电动车战略
  在石油以外的替代能源方面,各大汽车厂商都首先考虑到了电力。电动汽车的优势在于它自身的情节能源特性以及更高的能效比。对此,无论是奔驰、宝马还是奥迪,都早已投入了对于电动车的研发和实验。日前奥迪终于公布了全球电动汽车战略,其中最引人关注的是奥迪对抢占中国市场新能源汽车的迫切心情。



  在“新能源”三个字被越来越多提及的时候,有人质疑,有人热捧。就在两年前,奥迪方面还在强调动内燃机是整个奥迪汽车的全球核心战略。近期,奥迪却一改往日之低调,高调宣布了其完整的全球电动车战略——2015年,电动版A1、A3两款车型将陆续引入中国市场。据电动车时代网记者了解,A1和A3这两款电动车今年下半年将在中国开始路试,积累运行经验。

  关于A1 e-tron



  2010年日内瓦车展现身的它,除配置电动马达之外,实际上还配置有一部0.25升小排量的汽油引擎负责替电动马达充电,因此该车最大续航里程可达250公里(单纯以锂电池驱动则为50公里)。官方宣称其油耗可达到2升/100公里,且二氧化碳排放量仅为45克/公里。



  性能表现方面,A1 e-tron 0-100公里/小时起步加速可在10.3秒完成,极限速度可达130公里/小时的水平,以市区行车而言,足够了。特别的是,A1 e-tron还具有“Range”行车模式,也就是尽量延长行驶距离的经济模式。

  关于A3 e-tron



  A3 e-tron概念车亮相于今年的上海车展,该车搭配一部1.4升TSI四缸汽油引擎,及一部可输出27马力的电动马达。在七速双离合变速箱的辅助下,该车0-100公里/小时起步加速可在6.8秒内完成,极限速度可达230公里/小时。在纯电力驱动模式下,该车最长可行驶54公里。



   

  从2015年开始,一汽奥迪将逐步国产奥迪的全系电动车型。这也是因为新能源汽车在全球以至在国内扮演着越来越重要的角色,不得不被各界所重视。

美国加州调研中国电动车:10年内无突破

  我最近参观了加州大学戴维斯分校(University of California at Davis)的交通研究所。该研究所研究的项目包括一些电动车问题(例如电池技术、市场销售的可行性等),以及其他许许多多发展“可持续交通”的问题。该交通研究所还有一个中国研究中心,主要研究中国能源及交通问题。其实此行正是中国研究中心的主任WANG Yunshi教授邀请我去的。

  其实他的研究项目,正是中美两国大学科研人才以及中国政府充分合作的优秀案例。该中国研究中心不仅进行一系列的项目研究,还为中国培训了一代中国研究生,这些人才很可能在未来这些年协助中国政府制定交通可持续发展方面的计划和政策。

  该中心其中一个刚完成的项目,研究的是中国建设电动车充电基础设施的可行性问题。项目采访了来自北京、上海、武汉、杭州等地的200多名市民。这四个城市政府都曾明确表示要大力支持电动汽车的发展,并为该产业打造市场。该调查的核心课题是“发展电动车,中国是否已经准备好了?“ 研究的答案是:还没!但这两年所打下的基础并非一无是处。



  调查显示,约68%的受访者将他们的车子停在固定的停车位。在这其中,又有一半的人将车停在地面停车位,38%左右的人将车停在地下停车场。这些调查数字都挺好的。

  受访者中,有60%左右住在2000年后建成的,较新的社区。社区的新旧很重要,因为在新社区供电系统的承载负荷能力更高。受访者中有90%左右在市中心区域工作。

  此外,50%左右的受访者住在市中心或者城内,而31%住在郊外。这31%的受访者或许对电动车不会太感兴趣。为什么?因为要考虑电动车的续航里程。特别是在北京这样的城市,”市郊“意味着离市中心非常远。难道车主不担心”中途断电“?由此,充电基础设施的完善度当然是个电动车潜在客户都关心的问题。

  调查还发现,有76%的受访者说,现在即使送他们一辆电动车,他们也没法给车子充电。相关问题旨在调查受访者如何看待电动车充电基础设施。问题没有包含时间信息,但大概指的是不久的将来。许多中国城市都宣称要建设电动车充电基础设施,但目前还没有人知道这些计划何时能够实现。

  结合此次研究的其他调查结果,我觉得似乎电动车不是那么适合中国消费者,甚至对于那些有能力购买电动车的消费者而言也不是那么适合。因为受访者中有96%的人并非主要将汽车作为上下班代步工具,而是用于购物和远行等用途。我曾看过另外一个调研报告,显示中国消费者购车很多时候是用于周末参加车友会的自驾活动。各地车友会数不胜数,车主们喜欢齐聚周末驾车离开城区到郊外游玩。这种情况下,出于续航里程考虑,电动车就不是个理想的选择了。因此,买车主要用于娱乐消遣的人中,很大一部分就不会考虑电动车。

  该中心的研究结果还显示,中国现有的或在建的电动车充电基础设施,到2015年实际上只能支持社会汽车保有总量5%的汽车使用,这意味着最多只有5%的车能实现电动化。

  当然,这项研究的结果只可供参考,不能拿来判断中国是否真的为电动车时代的到来准备就绪,但基于一切参考信息,针对“中国是否步入电动车时代“ 这一问题,我的答案是:至少接下来十年还没有。

  加州的这个交通研究所还在做一项中国、美国以及欧洲的电动车充电基础设施方面的对比研究。一群中国的研究生很可能会参与这个研究项目。这个研究所有20多名中国学生。这些学生很可能在不久的将来成为中国交通领域的学术人才或者政策制定者,引领中国在交通建设领域与国外开展合作。这一切有利无弊。

  我想这项研究的结果将显示中国和美国的情况十分类似。在美国,虽然国家和地方政府甚至企业都计划投资兴建电动车充电基础设施,但这一切都需要时间,而中国的情况也相似。我觉得大家应该学习正在举行大运会的深圳,计划在全市建设几百个充电站和充电桩,其中包括57个快速充电站。

  我不确定最后深圳事实上将建设多少充电站,但这些政府的计划将鼓励消费者购买电动车——当然前提是市场上要有电动车可供购买。我们接下来可以看到这样的政府计划,对鼓励消费者购买电动车方面将起到多大的推动作用。


 

告别无序 低速电动车迎来首个联盟标准
  据山东省汽车行业协会介绍,国内第一个低速电动汽车行业自律性标准日前在济南正式发布,这一标准是由山东省新能源汽车技术创新联盟制定实施的。

  近年来,为落实国家节能减排政策,积极投身发展新能源汽车产业,山东一些企业根据市场需求,开发出多种低速电动汽车产品。但是,由于国内尚未有相关行业标准,目前各企业执行的标准不尽相同,有的是企业标准,有的通过美国、欧盟认证或执行加拿大、日本、韩国的标准。

  山东省新能源汽车技术依据现有国内外相关标准,本着技术参数与性能指标介于电动轿车与非公路用旅游观光车之间,取名为“低速电动汽车通用技术条件”。这一标准的制定得到了山东新能源汽车行业的普遍支持。

  今年以来,山东新能源汽车产业发展迅速。上半年,全省17家低速电动轿车骨干生产企业共生产低速电动车3.4万多辆,同比增长89%以上,产量是去年全年总产量的1.2倍。

  山东省汽车行业协会常务副会长魏学勤认为,中国新能源汽车应走多元化发展路径,低速电动汽车并非低档产品,这种新产品符合国情,顺应民意,在二三线城市及广大农村市场,有着非常大的市场空间。目前,山东省正在向国家有关部门申请在省内开展低速电动乘用车示范试点工作,并取得积极进展。

增程式电动车崛起 日行300公里不再是梦

  虽然纯电动汽车无法满足消费者日行驶300公里的要求,但是仍然有一款新能源汽车能够解决这一问题,这就是安装有增程式发电机的增程式电动汽车。增程式电动车能够降低车载蓄电池重量,能够满足市内工作日行驶里程。而且能耗少,降低了使用成本。更适合中国国情,也适合未来电动汽车的发展趋势。



目前知名度最高的增程式电动车 雪佛兰沃蓝达

  在国际竞争日趋激烈的环境下,随着新能源汽车产业化工作的不断深入,我国新能源汽车发展所面临的技术创新突破的难度也在不断增加,其中电池技术无法满足行驶里程需求成为一大关键问题。

  “动力电池是电动车的核心部件,它决定电动车的发展路线和运行模式,汽车发展应量电池之力而行。”近日,中国工程院院士杨裕生在某汽车论坛上一针见血地指出:“目前国内电池研发投入严重不足,电池不精!”

  纯电动汽车行驶300公里误区

  在动力电池技术还不成熟的今天,许多消费者却奢望着纯电动汽车日行驶里程能够达到300公里以上。

  德勤对全球17个国家12500位成年人调查发现,只有少数人每天实际驾驶距离超过80公里。79%的中国驾驶者工作日每天驾驶80公里以下的路程,美国是77%,欧洲是80%,日本是94%。

  但是受访者对电动汽车日行驶里程期望值却很高,69%的中国受访者表示,只有当电动车的持续行驶里程达到320公里时才会考虑购买。63%的美国人预期值是300英里(或480公里),74%的欧洲人预期值是480公里,55%的日本人预期值是320公里。

  对此,中国科学院院士田昭武以所谓先进的续驶里程300公里为例,计算了其性价比情况。

  按市内车重800公斤(不含电池)、耗电率120Wh/公里/吨、蓄电池成本$4500/kg、循环寿命1000次的电动轿车计算,单程行驶里程要达到300公里,就必须装有450公斤的电池,而空车还有800公斤。装上450公斤电池的纯电动汽车,跑20万公里的折旧费和电费一共需19.9万元,而传统汽车的燃油费仅需8万元。

  “无论是能量型还是功率型,纯电动汽车跑300公里都是不现实的,在用户看来都是无法接受的,只能作为表演使用。”田昭武说道,以所谓先进的续驶里程300km为例,能耗和成本均增加40%-70%。而且载人空间和可载重量都剧减,并无先进性可言。

  “就好比一匹马一天只能跑80公里,给80公里的粮食就够了。可是要背着三天的粮食只跑一天,马当然要累坏了!而且电池能量过大会导致安全性降低。”田昭武形象的说道,“媒体此前喜欢报道新能源汽车能跑300公里纯粹只是为了吸引眼球,导致了误区。”

  增程式电动车可满足300公里续驶里程

  虽然纯电动汽车无法满足消费者日行驶300公里的要求,但是仍然有一款新能源汽车能够解决这一问题,这就是安装有增程式发电机的增程式电动汽车。

  “增程式发电机可以解决用户跑300公里的心理需求,可能事实上一年也有那么些天需要跑300公里。”田昭武说,“而且增程式发电机在80km以内是以蓄电池为动力,零油耗零排放。80km以外的路程还比传统燃油机节油一半。”

  据悉,增程式发电机其实是独立于传统内燃机的一个外加单元,通过两根导线接入即可。增程式发电机可以临时接入,也可以固定接入,装拆非常灵活。

  杨裕生也大力支持增程式电动车发展。“增程式电动车是节油50%以上的过渡车种。只有电动机一个动力,故增程式电动车属纯电驱动,而不是“串混”。”杨裕生说。

  相比纯电动汽车,安徽江淮汽车股份有限公司国际公司技术部部长孔德星也认为增程式电动车更适合中国国情,更适合未来电动汽车的发展趋势。

  孔德星分析说,在增程式电动车里,如果没电,可用汽油发电。但这涉及到电机效率问题。如果电机效率能够有效降低汽油转换成电力造成的能量损失,增程式电动车就更能被大家接受。

  据诸多专家介绍,增程式电动车有几大优势,一是,能够降低车载蓄电池重量,能够满足市内工作日行驶里程。而且能耗少,降低了使用成本。二是,可以利用夜间电网廉价谷电对电池充电,对用户电网都有利。三是,不依赖高功率充电站,可固定在车上或临时加装、租用。四是,私家车、公交车、其他乘用车和商用车都可使用。所以市场潜力巨大。

  “如果每个发电机都装上一个增程式发电机,那么市场是非常巨大的。”田昭武说道,“增程式发电机是一种全新产业,应该得到国家的支持。”

德国7大企业与机构启动电动车研究项目
  凭借高科技产品的质量和可靠性,德国的对外贸易将取得越来越大的成功。来自德国商界和研究领域的7个合作伙伴日前携手开展为期三年的“RELY”项目,以探索增强现代微电子系统质量、可靠性和弹性的新方法。研究重点是交通(尤其是电动汽车)、医疗技术和自动化领域的应用。

  未来,微电子将在这些领域扮演更加重要的角色。当今的汽车中所采用的半导体组件的价值在300美元左右,在混合动力汽车和电动汽车中这一数字将上升至大约900美元。我们将看到用于增强安全性和舒适性的电子系统更多地进入汽车领域,其中一些电子系统要求具备强大的计算能力:它们将可识别限速标志和黑暗中的行人,并实现自动泊车、基于雷达的驾驶辅助和紧急呼叫。为了完成这些任务,相应的半导体必须具备越来越多的功能,同时满足与航空业接近的严格的质量和安全标准。

  RELY研究项目旨在为未来的微电子系统设计全新的开发流程,并融入新的可靠性和安全标准。作为ICT2020信息与通信技术计划的一部分,德国联邦教育与研究部(BMBF)为该研究项目提供了740万欧元的资金。该项目由英飞凌领导,其成员包括EADS德国有限公司、弗朗霍夫协会、MunEDA有限公司、X-FAB半导体制造股份公司、慕尼黑科技大学和不来梅大学。

  RELY项目让芯片设计瞄准可靠性

  RELY研究项目为将可靠性作为新的目标参数纳入芯片开发流程奠定了基础。迄今为止,芯片优化主要针对面积、性能和能耗。在研究过程中,合作伙伴力图开发全新的芯片架构,使芯片能自动确定其操作状态、作出响应,甚至与电子系统进行交互。将来,这种芯片自检功能可实现电子系统磨损迹象的及时报警。这对于必须可靠运行多年的应用而言尤其重要,比如生产设备、列车或汽车或医用植入物(比如胰岛素泵)。

  为了实现芯片的自检功能,初期研究工作的重点将放在相关的准备工作上。项目合作伙伴将携手拓展制造技术建模、制定新的芯片设计规范、确定更高级设计的新特性以及实现系统模拟和芯片可靠性验证。

  德国RELY研究项目(BMBF资助参考号01M3091)是相同名称的欧洲CATRENE项目的一部分,该项目也是由英飞凌负责相关协调工作。

薄赫特:电动车要学Iphone 不用太完美
  针对国内关于电动汽车与混合动力汽车技术路线之争,瑞士德锂龙电动汽车股份公司总裁薄赫特表示,“大家为什么情愿多付一点钱去买一个设计的很好看,但是其实打电话的通话质量不咋地,电池每天要充,但是大家还是喜欢买的iPhone呢?因为一个好的产品不需要特别完美,但它需要有一些特性能激起人消费的冲动,只有激起人消费的冲动才能吸引人来买有创新背景的产品。电动车也一样,它作为一种高精端的科技能吸引一批精英先去试用,在这个基础上最终推广到每个消费者都可以消费得起的这样一个产品。”

  当下电动车领域最最致命的诱惑是销售低技术含量的电动车,这将让消费者失望,并损害电动车的名声。“宁可不要电动车,也不要坏的电动车。”2011年8月19日,在上海安亭的一家咖啡馆里,瑞士德锂龙电动汽车股份公司总裁薄赫特(Daniel Buchter)接受记者专访时说。


电动汽车就像“苹果” 不用太完美

  此前几天,这家公司刚刚从瑞士空运到上海一台在大众品牌POLO基础上改造的增程式电动车。它在上海示范运行一周后便空运至北京让业内人士观摩,8月26日返回瑞士。薄赫特带来的不仅是车,还包括为电动车增程使用的电机。

  瑞士德锂龙电动汽车股份公司2010年初才成立,但是别小看它。它的大股东是基金规模15亿欧元的瑞士可持续发展基金,它的核心成员汇聚了德国,法国,瑞士,奥地利的行业精英。2007年,这其中的许多人在瑞士的卢采恩参与创立了第一家欧洲新能源汽车公司Mindset,并开发出了欧洲第一辆新能源概念车“Mindset壹号”。

  薄赫特说,德锂龙电动汽车股份公司成立的目的是建立一个以前Mindset研发团队和核心供应商的平台,该平台包含Mindset一号的核心技术和相关核心供应商的知识产权。基于该平台能研发和制造具有世界领先水平的汽车产品。

  他告诉记者,他们的公司是欧洲走在新能源汽车研发最前沿的团队,今年日内瓦车展联合法国Mia公司推出欧洲第一款城市用电动车“Mia”。现在经过长达半年的战略部署,该联合体将下一个目标放到了中国,并认为目前只有在中国,才有条件把新能源汽车快速地产业化,并得到市场的支持。

  “我们要把电动车定义为生活方式、满足欲望的对象和身份的象征。因此,设计和质量至关重要。增程模式能够增强电动车的力量和独立性,也是现在不可缺少的走向电动车时代的桥梁。当然,最初的补贴也是重要的,但也仅仅是启动而已。”

  薄赫特就全球电动车的现状和中国的汽车发展未来同记者记者进行了深入交谈。以下是访谈节录。

  增程POLO和纯电动MIA

  记者:你们到中国来做这种示范运行,这样的车是不是已经算是量产车?

  薄赫特:我们带过来这辆POLO改装的电动车不是一辆量产车,也不是我们认为polo这款车适合改装成电动车,而是我们现在要展示欧洲最先进的研发技术,同时又要让这些技术通过一个很常规的,已经被客户普遍接受的一款车型,来给大家做一个演示。

  你们想通过这个以POLO为平台的电动车展示什么样的技术呢?

  目前电动车最大的缺陷就是电池限制了它的行驶里程,所以我们认为在推广的过程中不容易被客户接受。在这辆POLO上面我们特地加装了一个增程模块(Range Extender),这个增程模块和整个电动车的系统组成一个新的系统,可以保证这辆车像一个普通车一样使用,用户不用随时担心是不是电不够了,要不要去充电。

  这个增程技术是不是和GM的VOLT使用的是一样的?

  我们的出发点和通用VOLT的出发点不一样,我们认为,增程模块可以做的非常小,可以基本不影响整车的重量,同时它所产生的经济效益能降低电池组的成本。

  它就是一个更简化的发动机?

  对的。我们把增程模块做的非常小,我们现在所达到的燃油经济型就是在这个增程模块使用的情况下,每百公里油耗只有3.5L。

  你们这个POLO电动车,如果充满电,在加满油的情况下,用增程模块,一共能走多少公里?

  目前为止,我们现在在样车上面装的一个25L的油箱,有一个14千瓦时的电池。电池充满,油箱装满,我们可以跑600公里。

  用充满的电,大概能走多少路?

  100公里。

  那么你们帮助做的MIA那个车是什么情况呢?

  MIA我们做了三种不同的电池配置,针对中国市场我们准备配置18千瓦的电池,因为中国对电动车的要求是达到国家标准超过16千瓦时,对欧洲的标准我们配置的是12千瓦时,还有一个简配的入门级的是8千瓦时的电池。

  它也带增程模式吗?

  不带。MIA这个车型在设计的时候就是一辆纯电动车,也不考虑它可以作为长途使用,只是作为一辆在大城市或者超大城市或是在人口密集区的一个代步工具。

  那它在18千瓦时的情况下能走多少路?

  取决于路况和天气情况,最多是160到180公里。MIA是一辆纯电动车,我们在设计的时候考虑到它整个车型结构、车体结构的轻量化设计,同时我们也运用了大量的低摩擦力轮胎或者其他一些降低车重的措施,所以MIA一般跑百公里需要10到12千瓦/小时的电。

  核心竞争力是整合能力

  记者:现在好像说这个磷酸铁锂电池价格正在下降,是不是这样?

  薄赫特:目前来说,磷酸铁锂电池是一种性能很稳定的,相对来说比较可靠的成熟技术,目前为止磷酸铁锂电池价格高有两个因素,一是它的产量小,销量小,还不能大量生产,很大一部分原因是因为原材料的因素。其实一个电池的成本组成很简单,原材料再加上一定的加工成本,如果可以达到批量的话,在原材料不变的情况下,价钱是可以很快下来的。

  现在德锂龙的MIA在欧洲卖多少钱?

  现在我们入门版的,标准版的,加一个8千瓦时的电池是两万欧元。现在8千瓦时和12千瓦时的已经拿到了上市许可,18千瓦时的还在做测试。18千瓦时的不针对欧洲市场,因为欧洲市场不需要这么贵的,这么大容量的电池,至少我们在设计MIA的时候给它做了定义,不需要这么大的电池,但是我们考虑到中国政府关于电动车的这样一个限制。您肯定了解现在市场上一个千瓦时的磷酸铁锂电池大概要多少钱,也就乘以这多出来的千瓦时就可以。

  德锂龙在电动车这个领域,它的核心竞争力在什么地方?

  我们德锂龙是个典型的瑞士的搞研发的中小型企业,我们的特长是我们能整合目前在欧洲所有的小企业一直到中等企业的资源,这些企业都是在某一领域最好的公司,我们能把他们的技术方案整合到我们的电动车平台上来,从电池管理到电动机到热能管理,一直到整车的轻量化设计。

  你们的这个核心竞争力实际上是一种资源的整合能力?

  对。

  制造是在哪里制造?

  我们目前核心零部件的制造都落户于欧洲,欧洲的一些中小企业,不光是在瑞士,还在法国、德国、瑞士、意大利,MIA车辆的总装在法国南特附近的一个小镇上。

  因为目前欧洲的电动市场批量很小,我们希望能把这些先进的生产技术和我们的设计理念带到中国来,在中国对这些零部件进行国产化,就像iPhone是在中国制造的一样,相信这些零件会在中国已高质量水平进行大规模的生产。

  你觉得MIA在欧洲电动车里算是最好的吗?

  欧洲人相对来说比较低调保守,瑞士人又是欧洲人里最低调最保守的。所以我们作为一个瑞士公司,不说自己是最好的,但是我们的技术是目前能代表欧洲的最领先的技术。在欧洲我们已经越过了试验推广的阶段。

  MIA现在每年的量是一万辆,每天要制造差不多200到250辆这样一个批量化的生产。这些车已经是由最终的用户下订单购买了,所以对MIA这个项目来说已经是成熟的、商业化的了。

  而且我们特别、必须要提到的是,目前这个车在法国是有政府补贴的,但是这个车卖到德国或者瑞士是没有政府补贴的,也就是说从德国和瑞士过来的订单全是纯商业,是有最终的客户量的。

  电动车道路不应置疑

  记者:中国目前电动车的销售情况相当糟糕。你觉得这种使用是应该在示范运行的背景下还是在量产、商业化的基础上来使用?

  薄赫特:我们到中国来的时间还不久,对中国目前电动车的使用只是有初步的了解。我也提个问题,您在选择买一个尼康相机或者买一个苹果手机的时候会不会先考虑这个产品有没有国家补贴?我们不从专业的角度来说,就从您一个非常专业的摄影爱好者的角度来说,作为一个普通的电子产品消费者的角度来说。

  其实我们在欧洲对电动车的认识和目前大家在中国对电动车的认识有一个区别,就是我们认为电动车是一个新的技术,新的产品。也就说汽车已经有125年,就好像手机已经存在几十年,大家为什么情愿多付一点钱去买一个设计的很好看,但是其实打电话的通话质量不咋地,电池每天要充,但是大家还是喜欢买的iPhone呢?

  因为一个好的产品不需要特别完美,但它需要有一些特性能激起人消费的冲动,只有激起人消费的冲动才能吸引人来买有创新背景的产品。我们从把汽车定位于一个传统的消费品的角度来说,我们认为中国政府在大力推广电动车的时候,给出的这些补贴是善意的,但是不一定能很快的推动这个车。

  我们举个例子就是第一代的数码相机,很笨重、很不方便,用起来有很多问题,但是通过不断的改进、不断的提高,当初的那种傻瓜相机已经很普及了,但是最后数码相机还是能有今天的地位,把冲照片的胶卷相机全部淘汰,不是因为它当初得到了政府的支持,而是因为它展示出了技术的前景,有这样一个持续发展的可能性。

  电动车也一样,它作为一种高精端的科技能吸引一批精英先去试用,在这个基础上最终推广到每个消费者都可以消费得起的这样一个产品。

  你觉得电动车在中国比在欧洲更容易流行起来吗?

  我们认为从纯经济角度来说,电动车在中国发展的前景比欧洲更好。

  首先,欧洲已经是一个很成熟很饱和的市场,在欧洲推动电动车就意味着所有的主机厂必须把它现有的传统车的生产,特别是发动机的产能降低,或者关掉很多传统发动机的工厂,腾出的空间去发展电动车。

  在中国就不一样,中国是一个快速增长的市场,市场在快速增长的情况下可以考虑保持目前传统车增量的同时,再另辟蹊径,去增加一块电动车的投入和开发。因为这两种车是不同的驱动模式,在一个快速增长的市场,有同样的机会得到投资。

  中国的一些专家在说,由于电池技术还不成熟不可靠,所以电动车现在要缓行,你同意这种看法吗?

  如果从汽车的发展史来看,所有新技术在刚开始应用的时候总是有这样那样的问题,现在需要的不是说电池技术是不是成熟不成熟,而是现在先要使用起来,然后在使用的过程中才能积累经验,才会了解到底对电池性能的要求是什么,有哪些问题,这样通过不断的改进和发展保证有一天我们会造出真正的、可靠的、高效的电池。

  先前中国政府发展电动车的思路好像很明确,但是最近温家宝总理开始觉得这两年电动车的发展不好,中国的汽车公司没有掌握什么核心技术,也基本上是组装,有点骗政府钱的意思,所以温总理最新的文章中对这个质疑。所以现在中国新能源汽车发展的方向好像变成又开始重视混合动力汽车,而对电动车存有很大的疑问,在舆论上,包括在政府的态度上有转变了。我认为如果是这个转变,那是不好的,你认为呢?

  我们坚持走电动路线的汽车,我们不会对政府的这种表态感到高兴,我们不赞同。但是,同时目前电动车的使用的确受到一些技术上的瓶颈和限制,所以我们希望如果有政府在电动车战略上做调整,也应该是把电动车作为一个长远的战略,寻找现在的技术和长远战略的一个稳步的对接和过渡。

  也就是说,最终还是要走电动车的道路,在现有技术不成熟的时候如何选择一些过渡性的技术方案,能够最后保证平稳过渡,特别是对消费者来说,能够过渡到有一天客户可以自觉自愿买电动车,而不是因为国家对电动车有这方面的补贴。

  必须以电为主

  记者:如果这样的话,现在政府对混合动力的重视应该不是一个好方向。

  薄赫特:我不想批评,但是从技术上讲,这不是一个好的政策。我们认为插电式的油电混合从目前看来,是一个比较折中的、稳妥的过渡方案,因为它能解决目前纯电动车技术上一些暂时不能解决的问题。插电式的油电混合一定是以电为主,油为辅的,能在一个前期的导入阶段把大家的消费意识往纯电动车的方向引导。

  不提高消费者的使用成本,我们在这里所说的使用成本不仅是经济上它要为电动车付出更多,而是使用的简易、便捷程度上也让客户对目前的过渡方案有充分的认识和接受,也就是说插电式油电混合能解决目前电动车的一些不方便的地方。

  也就是必须要Plug-in 油电混合?

  我们坚决反对纯油电混合, Plug-in 油电混合我们可以尽量把车的纯电动含量做到最高,然后把油电混合中油的那块做小,降低整个系统对燃油体系的依赖程度。

  实际上我觉得你们这种增程式的电动车方案比Plug-in 混合动力更好。

  对。

  在中国这样的市场,实际上对于那些后进的汽车公司来说,他们的主攻方向应该是增程式的这种?

  而且一定是要严格控制增程模块的油耗,我们认为启用增程油耗的时候每百公里的油耗必须低于4L,只有每百公里的油耗低于4L的时候,那些小公司推出的产品才能对大公司的产品有足够大的竞争优势,才可以推动它打开市场。

  再回到最前面的问题,你们这个增程模块比GM的VOLT的增程模式更好的在哪儿?

  雪佛兰VOLT在研发的时候正好碰上通用整个公司运营状态不好,所以没有更多的资金研发新一代的增程模块和适合新一代增程模块的发动机,所以它的增程模块是用现有的传统发动机,是一个很笨重的,也是燃油经济指标非常差的发电机,它是发动机改装的发电机,而我们可以从一张白纸开始,它是一个纯发电机。然后我们的增程模块的油耗是Volt增程油耗的一半,我们的重量只有它的1/3,38公斤。

  我们再重新申明一点,德锂龙的知识产权和所有核心技术都是在纯电动车,这个增程模块是我们和瑞士的一家做内燃机的公司共同开发的。我们是来自于纯电动机研发的一家企业,我们的前身和核心人员都是做纯电动车起家的,所以我们在研发增程模块的找了一家瑞士的、小型的,做摩托车、赛车的发动机的一家研发型企业共同开发完成。我们目前还在跟增程模块的供应商进行优化,所以我们现在不方便透露这家公司。

  现在的电动车还是在传统汽车平台上做的,实际上很多人讲我们要为电动车研发新的平台,可能未来电动车的平台更适合电动车,可能更适合未来的交通。

  我们现在演示的这款POLO只是一款试验用车,不是我们研发的下一代电动车,我们只是用POLO这个壳把我们的技术水平展示到这个平台上。我们研发的第一代产品,也就是MIA,是按纯电动车思维设计的一辆车,从整体车身结构到电驱配置都是按纯电动车来研发的。

  那未来电动车的平台可能会更加的不同。

  电动车应该进行一个完整的总体设计,但是我们还离不开传统车上的悬挂、转向、刹车,这些制动系统,但是电动车的底盘设计和传统车完全不同。电动车相对于传统车在整个车身的设计和造型设计上可以有更大的造型空间,因为首先发动机舱没有了,我在一个设计好的电动车底盘上可以进行很大的创新和更改设计。

  我们就是考虑到电动车要夺取客户的青睐,有很大程度上取决于它的外观设计和创新,所以我们的团队里有一个很有名的设计师,他就是德国大众品牌的前任设计师。

宝马:中国将成为电动车领域领头羊
宝马高层认为中国将是未来全球电动车领域领头羊 

  据印度媒体Hindu Business Line报道,宝马一名高管日前评论认为,中国将成为全球范围内电动车领域的领头羊。

  本届法兰克福车展上,在接受Hindu Business Line有关电动车的采访提问时,宝马全球营销及销售董事Ian Robertson表示:“中国政府不断向汽车研发及学术机构大力投入资金,显然将带来技术上的重大跨越。在不久的将来,中国方面将通过法规极大地推进电动车产业发展,进度之快将远超当前的预期。”

  作为对比,尽管印度有数家车企正在考虑电动车规划,但发展进程明显落后于中国。虽然通常认为充电站点的设立乃是电动车发展的最大瓶颈,不过Ian Robertson却认为技术功能障碍并非不可逾越,很快将有多家公司予以解决。

  今年年初,宝马CFO Friedrich Eichiner在接受德国《法兰克福汇报》(Frankfurter Allgemeine Zeitung)时透露正在为中国市场打造电动车,并且这款电动车将采用新设计,与当前Active-E车型不同:“该电动车是纯粹的中国品牌,而非宝马品牌。”

美国最新研究表明纯电动车耗费成本较高
  据彭博社消息,为了减少石油的使用和废气的排放,美国政府采取各种激励措施来促进纯电动车的销量,然而最新的一项研究表明,这种做法与促进混合动力汽车和插电式混合动力汽车的销量相比,耗费的成本更多。

  根据美国卡内基米隆大学、亚利桑那州立大学以及兰德公司的研究表明,大电池组电动车不仅重量较大、费用较高,而且需要电池技术的突破和更有效率的电网。

  同日产聆风和通用沃蓝达相比,混合动力车辆如丰田普锐斯以及其它插电式混合动力车辆不仅可以节油减排,而且成本较低。

  参加此项研究的一位美国卡内基米隆大学的教授Jeremy Michalek表示:“我们并不是有意贬低大电池组电动车,只是纯电动车并不能有效的减少成本。而普通的混合动力汽车不仅可以节约燃料,而且相对来说成本较低。”

电动车电池的分段恒流充电方案
中心议题: 电动车电池的分段恒流充电方案 电池快速充电的分段恒流控制 电池分段恒流充电的智能化控制解决方案: 采用容量梯度法确定恒流充电终止标准参数 以电池温度过高则停止充电的保护控制
为了在实现快速充电的同时又不影响电池寿命,关键是要使快速充电过程具有自适应性,即根据电池的实际状态自动调节充电电流的大小,使其始终保持在充电可接受电流的临界值附近。为此,本文在电池快速充电理论基础上,对分段恒流充电方法进行了试验研究,以期实现动力电池的智能化快速充电和均衡充电。

1 电池快速充电的分段恒流控制

1. 1  快速充电方法的选择

增大充电电流,电池极板上单位时间内恢复的活性物质增多,充电时间就可缩短,但过大的充电电流会损害电池。电池可接受的充电电流是有限的,且会随充电时间呈指数规律下降。在电池充电过程中,充电电流曲线在该指数函数曲线以上时会导致电池电解液发生析气反应(过充电) ,反之则不能有效缩短充电时间。理想化的电池快速充电过程是充电电流始终保持在电池充电可接受电流的极限值,即充电电流曲线与该电池的充电可接受电流曲线相重合。本文选择容易实现的分段恒流充电方法,其关键是要确定适当的阶段恒流充电终止判断标准、恒流充电分段数和各阶段恒流充电电流值。

1. 2  分段恒流充电控制方案

要实现分段恒流充电的自动控制,阶段恒流充电终止判断参数可选择充电时间、电池温度和电池电压等。大量的调查分析和电池充电试验结果表明,单参数控制方法难以实现理想的分段恒流充电控制。

充电时间参数控制方法简单,但电池型号不同、充电起始状态不同,所需的充电时间也不一样,如果单以充电时间来控制阶段恒流充电的结束,容易导致电池过充电或延长充电时间。温度参数控制方法的优点是可实现电池温度过高保护,但是由于环境和传感器响应时间延迟的影响,如果仅以电池温度参数作为阶段恒流充电终止判断标准,也容易造成电池的过充电。电压参数控制被认为是较好的阶段恒流充电终止控制方法,但其不足也是显而易见的,比如:不能识别因电池极板硫化而产生的充电电压异常升高以及电池充电过程中出现的异常温升等,从而导致电池充电时间延长或电池的损坏。

为了保证在各种情况下均能检测电池的实际充电状态,并实现较为理想的阶梯形充电电流曲线,本文综合了充电时间、电池温度和终止电压3个参数作为各阶段恒流充电终止判断依据,其控制流程如图1 所示。分段恒流充电结束后再进行一段时间的定压充电,是为了确保电池能完全充足。3 个控制参数的具体控制策略如下。时间参数控制:根据电池容量和充电电流,预先设定某段恒流充电的时间,当充电时间达到设定值时,通过定时器发出信号,结束该阶段的恒流充电并自动将充电电流减小,进入下一段恒流充电。

温度参数控制:设定某段恒流充电至可接受电流极限时的电池温度最高值,根据温度传感器检测的电池温度来控制充电装置。当外界环境温度较低、设置的电池最高温度较高时,采取控制温升法,当电池的温升达到设定值时,温控器使充电装置停止充电,直到温度下降至适当值时,自动进入下一阶段恒流充电。

电压参数控制:电池的绝对电压可以反映电池的充电情况,设定某段恒流充电达到或接近充电可接受电流极限值的电压,当电压达到设定值时,充电装置便自动结束本阶段恒流充电,进入下一阶段。

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101. 3  分段恒流充电试验研究

根据电池的容量初步设定t ( n) 、I ( n) 和U ( n) ,进行充电试验,充电过程中根据实际情况对t ( n) 、I ( n) 和U ( n) 进行调整,然后再进行下一次充电试验。每次充电的电池初始状态均为3 h率完全放电,对各次试验的充电时间、充电效率和电池温升等数据进行分析比较,从中选定充电时间最短、电池温升比较小的充电过程,其各阶段的控制参数和充入的电量如表1 和表2 所示,分段恒流充电电流曲线如图2 所示。通过对试验结果进行分析,可得出如下结论:

(1) 各段恒流值I ( n) 的梯度宜适当减小。对比电池温升情况及各段恒流充电终止状况相近的几次分段恒流充电过程发现,对于充足电所用时间而言,5 段恒流充电的时间最短,而4 段恒流充电的时间短于3 段恒流充电的时间。因此,适当减小各段恒流值下降梯度(分段数增加) ,可使实际充电电流曲线更接近充电可接受电流曲线。

(2) 设定各恒流段充电时间t ( n) 的作用不大。用定时器控制各恒流段充电时间t ( n) 比较容易实现,然而由于电池在恒流充电开始时的荷电状态不同或因电池容量衰减导致充电可接受电流减小时,最佳的恒流充电时间也随之改变。电池状态的不确定使最佳充电时间很难确定。在试验中常出现以下现象:某段恒流充电到了设定的充电时间,但充电电压离终止电压相差还很远,这时,本试验选择了在该恒流值下继续充电,直至充电电压达到终止电压;某段恒流充电设定的充电时间还未到,但电池已大量析气(电解液“沸腾”) ,且充电电压已高于设定的终止电压或电池温度升至限定值,这种情况下,充电器会立即停止该段恒流充电,自动转入下一阶段。由此可见,在自动控制充电过程中,设定充电时间的作用不大。

(3) 电池温度不宜单独作为分段恒流充电控制参数。理论上,在开始充电时电池荷电状态不同的情况下,电池温度均可用作各阶段恒流充电的自动停止控制参数。但是,温度传感器的误差和滞后性容易造成电池过充电,因此不宜单独采用电池温度作为分段恒流充电终止控制参数。

(4) 终止电压参数U ( n) 对异常情况的自适应性较差。将不同恒流值下的终止电压设为控制参数,可自适应电池开始充电时的荷电状态和电池使用过程中充电可接受电流的变化,且控制也比较简单。但是,当电池的性能出现异常变化时,原来设定的终止电压可能会过高或过低,导致电池过充电或过早降低充电电流而延长了整个充电时间。此外,在不同的恒流充电阶段,电池内部的充电极化程度也不同,接近可接受电流极限时的充电电压上升速率也会有明显的差别,要准确地设置各种恒流充电状态下的终止电压难度很大。

2 电池分段恒流充电的智能化控制

2. 1  分段恒流充电智能化控制方案

根据分段恒流充电试验的结果与分析,对分段恒流充电控制方案作了如下调整:

(1) 采用容量梯度法确定阶段恒流充电终止标准。通过理论分析和大量试验研究,本文认为采用容量梯度参数dU/ dC 作为阶段恒流充电终止判断标准较为适宜。按该型电池恒流充电特性曲线确定充电终止容量梯度参数,充电过程中控制器以设定的频度对充电电压进行采样,计算I ( n) 下的容量梯度值,并与设定的充电终止容量梯度标准进行比较,根据比较结果判断是否终止当前阶段恒流充电。

(2) 减小各段恒流值下降梯度。通过试验确定该型电池初次恒流值I (1) ,并减小阶段恒流充电的电流下降幅度。如果降低充电电流后,达到充电终止容量梯度值的时间很短(设定一个最小充电时间) ,则适当增大电流下降的幅度。

(3) 将电池温度设为充电安全保障控制参数。设置电池最高温度限定值,在充电过程中,如果电池温度达到了限定值,立即停止充电。当电池温度降至正常温度时,适当减小充电电流继续充电,直到该段恒流充电结束。

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10 2. 2  分段恒流充电智能化控制电路

分段恒流充电智能化控制电路如图3 所示。该电路采用CPU 控制,可对充电电池和充电环境温度进行检测,对电池充电进行计时,采样充电过程中电池的电压和电流,对分段恒流充电过程进行控制。2. 3  智能化分段恒流充电试验研究

根据调整后的分段恒流充电方案进行充电试验,为便于比较,采用与方案调整前的充电试验所用同一型号电池,充电初始状态完全一样。调整方案后的定流充电各阶段的控制参数和充入的电量如表3 所示,其定压充电阶段的控制参数和充入的电量与表2 中的数值相同,调整方案后的分段恒流充电电流曲线如图4 所示。在调整方案后的分段恒流充电试验过程中,电池没有出现温度过高而停止充电的情况,充电时间缩短了,充电效率也提高了,并且整个充电过程均按设定的程序自动进行,完全不需要人工干预,实现了智能化的快速充电。

3 结语

采用容量梯度法确定恒流充电终止标准参数,减小阶梯恒流充电电流下降梯度,并辅以电池温度过高则停止充电的保护控制,可实现动力电池的智能化快速充电控制。试验结果表明,这种恒流充电控制方法可有效缩短充电时间,提高充电效率,延长电池使用寿命。
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