全球新能源汽车时代正“燃”。
不仅我国新能源汽车的销量在2020年达到了136万辆的历史新高，而这只是“加速度”的发端，据规划预计到2025年新能源汽车销量将高达500万辆量级。与此同时，整车厂的“新旧动能转换”也进入倒计时，到2035年通用汽车将淘汰汽油和柴油汽车；福特汽车将在2030年前在欧洲实现全电动……此外，更不要提这一赛道引发的众多王者争先恐后的涌入。可以说，新能源汽车已成为替代智能手机的下一个不容错过的新风口。
变革还是变革？
尽管前景一片向好，但现实仍颇为骨感：诸多消费者对于购买电动车仍有很多顾虑，如电池的安全性、充电的便捷程度、续航里程以及可能相比于燃油车更高的成本等等，这些问题都或多或少地阻碍了新能源汽车的进一步普及。
为深远计，新能源汽车的变革需“从里到外”。作为拥有50多家整车厂客户的Tier1，深圳威迈斯新能源股份有限公司副总裁兼上海子公司总经理韩永杰介绍说，新能源汽车正处于一个快速变革的时代，随着功能的不断增加，软件更新速度在不断加速，新能源汽车的电子架构也要随之加快革新。
具体来看，韩永杰指出，一是大数据和安全的要求会逐渐增加，包括人机交互、云端交互都需要大数据传输，原来很多芯片是不支持的，需要进一步提升；二是远程升级，目前这方面还有诸多问题，因而包括芯片、产品的设计等均是一大挑战；三是新能源汽车对成本和体积的要求走高。
周东宝作为德州仪器中国区汽车业务部现场技术应用经理进一步总结说，电动汽车市场正在快速增长，未来的增长取决于实现轻量化、延长续航里程和降低成本，并让主机厂有利可图才是解锁之道。
而且，伴随着众多巨头的入局，汽车供应链正在发生流变。周东宝提到，半导体厂商要越来越多地与整车厂、Tier 1等直接合作，提供系统级解决方案，而不是单纯地提供器件。此外，整车厂越来越强调通过软件来定义汽车，对IC厂商来说亦是一大挑战。未来半导体厂商需要更多的是从系统解决方案、从软硬协同的角度入手来应对。
成本还是成本？
作为新能源汽车的三大核心系统电机、电控和电池，亦是成本的大头。数据显示，一辆新能源汽车中电机和电控的成本占比达25%，动力电池的成本则高达45%。显然，要想降低成本，需在电池、电机、电控上三路并进。
而电池成本已然“一降再降”，自2010年以来，电池价格已下降了89%，未来还将继续下降，但下探空间已然不多。因而，从电控入手成为降低成本的加权选项。
韩永杰进一步表示，新能源汽车发展有两大趋势，一是提升性能，二是降低成本，减少产品的体积和重量，而动力总成系统的集成正是未来发展方向。
对于动力总成系统与电控之间的关联，据国内知名汽车集团顾问指出，电控系统主要是指整车控制，还有部分企业将电控和整车控制集成起来开发，没有特别清晰的边界。而动力总成系统主要指的是电驱动系统，包括电机、减速器和电机控制器等。
集成化带来的变革正趋“显性”化。“为实现更低的DTC（面向成本的设计），以及在更紧凑的空间内实现更高的效率，动力总成系统的功效和大小起着决定性作用。因而，包括车载充电器（OBC）、DC-DC转换器和牵引逆变器在内的动力总成子系统拓扑架构、IC集成和开关电源都会发生重大变化。”周东宝提出了相应的观点。
相应地，动力总成解决方案的系统级集成，也在倒逼半导体厂商着力创新，将高效电力电子架构所需的功能更多地集成到IC中。
集成还是集成？
虽然动力总成系统的集成是大势所趋，但集成化的方案也需因地制宜。
“传统的动力总成系统包括电机控制器、高压配电单元、DC/DC、车载充电器、电源管理系统（BMS）等。根据集成难易程度，可将动力总成集成分为基础机械层面集成（物理集成），以及更复杂的控制逻辑和功率层级的集成。根据集成模块数量的不同，可分为二合一、三合一、五合一方案等几种不同组合。”周东宝提到。
周东宝更详细介绍到，如将电机控制器、车载充电器和DC-DC的三合一解决方案可大幅度优化系统架构，通过共享控制电路降低整个驱动部分的成本、重量和体积。或随着模拟和嵌入式处理技术的进步，可用单个域控制器和功率级来组合，在提高效率和可靠性的同时，大幅降低成本并符合功能安全标准。此外，功能安全是重要的一个设计指标，因而集成化的方案也有助于简化功能安全系统的开发和认证工作。
动力总成系统的集成趋势，亦带动了功率器件和MCU的全面创新。周东宝谈到，利用符合汽车标准的氮化镓（GaN）技术可实现超快的实时控制环路，减小电感器和电容器等外部元件体积，与现有硅和碳化硅MOSET方案相比，可将车载充电器和DC-DC转换器尺寸减小50%，同时减少所需的冷却器件和成本，进一步延长行驶里程。
而要将集成式动力总成架构变为现实，还需要实时MCU处理电源转换的复杂需求。周东宝提及，在高度集成的设计中，实时MCU可控制数字电源和电机，提高效率。此外，通过实时感测和更高环路开关频率，可大幅提升牵引电机驱动马力，从而可采用更小设计且性能更高的电机。
在上述方面威迈斯已做出了前沿的探索。韩永杰举例说，威迈斯将OBC、DC-DC、MCU及BMS多合一集成为电动汽车电驱系统，共用机壳、冷却系统甚至功率器件，有效降低了体积和成本。同时，基于AUTOSAR软件平台和功能安全设计，融入以太网传输、车辆OTA智能升级以及网络信息安全防护等功能，为整车集成、轻量化和成本控制等带来更高效益。
对于汽车架构从ECU走向域架构对动力总成系统的影响，周东宝最后表示，动力总成系统将发生诸多变革，域控制器会作为一个更强大的控制器控制更多的系统，随之而来的是对MCU性能的要求越来越高，未来的MCU将不再是单纯的实时控制MCU。（校对/清泉）
