預期或可能的變革
目前，對電子更換起主要推動作用的是汽車制造商，而不是半導體行業(yè)。OEM了解這種變革的價值，要求汽車實現(xiàn)電氣化。雖然芯片解決方案價格更高，但汽車制造商在計算之后得出結論，從系統(tǒng)和車輛層面來看，他們可以實現(xiàn)成本節(jié)省。
電氣化可利用電子斷路器/開關來降低集線器和汽車架構的復雜性。如圖4所示，一輛典型中檔車的電池和交流發(fā)電機最多能提供200A電流，絕不會超過250A（25%保護頻帶）。但是，對集線器和保護集線器的每根保險絲實施分析的結果顯示，集線器中的電流容量水平可以達到950A。類似情況也發(fā)生在室內布線應用中。汽車機械工程師應了解這種容量過剩所具備的重要意義，以及改變這種狀況所需采取的措施。
圖4.現(xiàn)今規(guī)格過高、成本高昂的接線容量
預期或可能的變革
對車輛配電架構作何種更改，取決于用于更換機械式繼電器和保險絲的解決方案的可購性。因此，這種電氣化預計會經歷多個步驟或階段。第一步可能發(fā)生于2018至2022期間。在這個階段，機械組件會實現(xiàn)電氣化，但其架構保持不變。電子繼電器和電子保險絲將簡單地取代機械式繼電器和保險絲。
之后，在2020年至2030年期間，會開始向互聯(lián)智能接線盒和智能保險絲盒轉變，充分利用電氣化帶來的所有優(yōu)勢，包括回到該架構以優(yōu)化集線器的尺寸，使其與電源容量相匹配，并利用完全安全的容錯架構，準備迎接自動駕駛汽車的到來。恩智浦正在分析某些新興理念，以做好迎接這種未來變革的準備。
行業(yè)攜手
向完全電氣化的配電裝置轉變的舉措并非全無困難。以下介紹了在更替繼電器和保險絲過程中遇到的兩種問題：
? 機械式繼電器開啟時，無論兩種輸出是何種極性，它都會開啟。即使電池反向，繼電器仍會開啟。但是，MOSFET配有集成本體二極管，在電池反向的情況下，會直接發(fā)生短路。為了避免發(fā)生短路，固態(tài)繼電器需要阻攔反方向的電流。這種攔截需要使用背靠背MOSFET，大幅提高了解決方案的成本。成本大幅增加是不對許多繼電器進行更換的一大重要原因。
? 保險絲的情況也類似。由于保險絲只是一片金屬，是一種非常被動的器件，在車輛長時間停放期間，保險絲會繼續(xù)保護線纜，防止出現(xiàn)短路，且在這個過程中，它不會消耗任何電流。而電子保險絲則需要消耗一些電流才能工作。如今使用的解決方案都處于毫安范圍，但實際卻需要一款微安解決方案。否則，只需一周左右時間，電池電量就會完全用完。
發(fā)揮領導作用
作為汽車、網絡、飛行器以及其他行業(yè)的使能技術供應商，恩智浦對于實現(xiàn)互聯(lián)和推動變革非常感興趣。但是，電氣化革命是無法依靠一家公司來完成的，它需要跨行業(yè)的合作。恩智浦已充分準備發(fā)揮領導作用，讓車輛布線改革成為現(xiàn)實。
撰稿人
Philippe Dupuy，博士，智能繼電器和智能電網高級研發(fā)經理
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