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恩智浦發布GreenBox汽車電氣化平臺,主打智能化應用開發

發布時間:2018-03-10 09:45:59

  盡管現在全球社會對電動汽車的關注度越來越高,但不可否認的是,新能源車型仍未成為市場主流。以美國為例,2017年售出的純電動和插電混動車型只占全年1700萬輛銷售額(包括乘用車和輕型卡車)的1%。所以理想很美好,現實很嚴峻。

  不過對半導體公司而言,銷量并不能成為評價全球電動汽車市場發展好壞的唯一標準,畢竟目前各大汽車制造商在電氣化技術上正源源不斷地投入大量研發資金,以期滿足各地日益嚴格的尾氣排放標準。而荷蘭半導體公司恩智浦抓住了這樣的機會,近日順勢推出了面向汽車電氣化的GreenBox開發平臺,用于設計和測試新一代電動汽車的控制算法和能源管理任務。


  GreenBox汽車電氣化開發平臺實物圖系統封裝在一個“綠盒子”中

  舍棄Power,全面擁抱Arm架構

  2017年10月上旬,恩智浦推出了“全球首個完全可擴展計算架構S32”。有了GreenBox的幫助,汽車制造商和零部件供應商能夠在恩智浦 ARM Cortex S32系列汽車多核處理器平臺下,進行下一代混合動力汽車和純電動汽車應用的早期開發與驗證。GreenBox的發布,也意味著恩智浦已經將其純電動汽車以及混合動力汽車開發平臺從Power架構向Arm Cortex技術進行了遷移。

  除此之外,恩智浦的BlueBox 2.0平臺同樣是基于S32平臺打造的,用來開發控制高度自動駕駛汽車的“大腦”。加上GreenBox,恩智浦未來將會在整個汽車生態鏈條上推進Arm架構的應用,從高端車載信息娛樂ADAS系統到越來越多更深入的嵌入式汽車應用。


  GreenBox目標應用

  據車云菌了解,GreenBox是恩智浦新一代動力總成MCU的開發平臺,屬于S32汽車處理器平臺的一部分,旨在打造一個安全級別更高的容錯配置環境。S32P MCU則能夠滿足未來HEV/EV應用中日益密集的計算和存儲需求。借助GreenBox開發平臺,研發人員可以利用高性能和高度優化的外設組合(包括高級定時器、電機控制外設和模擬子系統),與自己的開發硬件實現集成。

  在問及希望開發人員基于GreenBox完成何種應用開發時,恩智浦汽車動力系統與安全產品線副總裁Ray Cornyn表示,“可以開發出類似在路徑規劃中提升整體能效的應用”。

  舉例來說,一位開發人員可以利用GreenBox開發一款軟件,它能夠根據不同的路徑規劃信息進行高效的電池能量管理。譬如如果一輛HEV需要長時間行駛在上坡路,那么除了能效管理外,該軟件還能對變速箱以及內燃機能量規劃進行合理控制。

  總結來說,GreenBox提供兩種配置。第一種用于純電動汽車應用開發,支持電機控制和電池管理功能。第二種用于混合動力汽車應用開發,既支持純電動汽車特性,也支持傳統的發動機管理控制。

  以“智能”為導向的電動汽車開發

  前面已經提到了,恩智浦發布GreenBox意味著已經完全將新能源汽車的開發平臺轉向了Arm Cortex架構,而基于該架構打造的S32系列汽車多核處理器平臺是為整車開發準備的,主要面向OEM和Tier 1供應商,實現節點、軟件和通用功能在汽車不同域、應用和SoC之間的重復利用。Cornyn介紹稱,“開發人員可以利用Arm全新的hypervisor架構將能量管理功能從變速箱控制系統中隔離開來。Greenbox也符合未來HEV/EV應用對處理器平臺高性能和內存的要求”。

  在2月中旬舊金山舉辦的“2018 國際固態電路年會”上,日本電裝集團高級執行董事加藤幸弘發表了主題演講,指出目前全球汽車工業正經歷著21世紀以來最大的變革,這其中主要包括了由電動汽車帶來的駕駛能效的變化,互聯汽車以及高度自動駕駛汽車的出現。

  此外,加藤幸弘表示,在當前發展的大背景下,盡管電動汽車在整個全球汽車市場中發展緩慢,但仍將發揮至關重要的作用。而為了加速汽車的電動化,必須要通過提升能量密度來縮減汽車逆變器的尺寸。一般來說,這意味著要借助碳化硅、氮化鎵或者絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)技術來提升能量轉化效率。


  GreenBox HEV動力總成應用框圖

  那么恩智浦在這樣的技術發展背景中能提供哪些支持呢?Cornyn表示,“可能加藤幸弘提出的這個領域需要英飛凌這樣的半導體公司發揮作用,他們提供的是高性能電動汽車需要的應用能力。對恩智浦而言,我們提供的是智能電動汽車需要的產品。譬如恩智浦和富士電機聯合開發了IGBT,恩智浦目前也正在和一家潛在合作伙伴在洽談供應碳化硅。”

  Cornyn還指出,自動駕駛汽車和EV/HEV最終會共享很多的智能應用。例如自動駕駛汽車采集的信息輸入到電動汽車的車身控制單元—啟動、停止和轉向,供其計算出要以節能的方式走完全程需要多少電能。恩智浦方面認為,像基于S32通用處理器平臺打造的BlueBox和GreenBox是實現上述愿景的基礎。

  電動汽車相關立法,各國何去何從?

  當然,任何關于EV/HEV的討論如果在不了解全球市場發展方向的前提下進行都是不完整的。恩智浦指出,目前中國、印度、法國、美國等國家均有所行動,有些已通過相關法律停止生產內燃機汽車,有些則表明了相關立法態度。此外,隨著混合動力和電動汽車的增長,內燃機汽車的復合年增長率將不斷下降。


  中國政府目前對電動汽車推進計劃的重視程度應該是全世界都有目共睹的。這一方面是出于環境方面的考慮,另一方面也透露出中國希望主宰全球電動汽車市場的野心。

  2017年秋季,中國工業和信息化部發布了備受關注的《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》。辦法對傳統能源乘用車年度生產量或者進口量不滿3萬輛的乘用車企業,不設定新能源汽車積分比例要求;達到3萬輛以上的,從2019年度開始設定新能源汽車積分比例要求。2019年度、2020年度,新能源汽車積分比例要求分別為10%、12%。

  與此同時,歐洲對歐盟內部銷售的乘用車和輕型商用車的CO2排放量制定了2020強制實施的標準。該標準要求乘用車二氧化碳排量不得高于95克/公里,2020年需要95%的車型滿足要求,到2021年則全部強制執行。輕型商用車則要求其在2020年達到147克/公里的標準。

  當然,部分歐洲國家還設定了比上述目標更嚴苛的標準。以恩智浦總部所在的荷蘭為例,政府要求到2020年全國上路的電動私家車數量達到7.5萬臺,售出新車的50%需為插電混動車型,而純電動車型2025年要達到全年新車銷售占比30%。

  而據挪威電動汽車聯合會披露的信息,挪威國會已經決定到2025年所有銷售的新車都必須為純電動(電力或者氫燃料驅動)或插電式混動車型。當然,除了歐洲和中國政府的強硬態度外,印度能源部長此前在公開場合表示,到2030年,印度市場銷售的新車將全部為純電動車型,以集中遏制空氣污染態勢的蔓延。


  去年秋季,國際清潔運輸委員會公布了全球20個領先的推廣電動汽車的城市。其中北京、杭州、青島、上海和深圳榜上有名,其他像巴黎、東京、阿姆斯特丹、奧斯陸、斯德哥爾摩、洛杉磯、紐約、圣何塞、倫敦也成功入選。該委員會指出,入選的城市純電動車型的占比達到了40%。一方面是因為這些城市都面臨嚴峻的空氣污染問題;另一方面城市為電動汽車的運行提供了更便利的基礎設施,比如專用停車位,拼車道,充電樁等。

  半導體公司的覺悟

  恩智浦汽車動力系統與安全產品線副總裁Ray Cornyn再次指出,“監管趨勢和市場動向以及汽車開發的漫長周期,都要求汽車制造商搶在新一代電氣化處理器上市之前就著手開發HEV/EV系統。GreenBox就是恩智浦S32P MCU上市之前為汽車制造商提供的硬件開發平臺,幫助他們應對這一挑戰。”

  據了解,恩智浦GreenBox現已上市,目前向早期試用客戶限量供貨。不過數量有限,并未開始大規模上市售賣。

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