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汽車電氣化競爭：獲勝的途徑

以下是 Patrick Wadden 針對嵌入式運算設計發表的技術文章《汽車電氣化競爭的獲勝途徑》的摘要。

By Patrick Wadden, Global Vice President of Automotive Business Development

“如果您覺得一切都在掌握之中，那就是您的速度還不夠快。”— Mario Andretti

多年來，汽車製造商不斷面臨對更大功率需求的挑戰。在早期，汽車使用 6V 電池供電，直到 20 世紀 50 年代中期，汽車系統演變爲 12V 電源，以滿足對更大功率的永久需求。汽車製造商不僅需要爲車窗、轉向系統和座椅預測新的供電需求，而且更多電源對於新型高壓發動機而言也至關重要。

最近，在 CO₂ 排放合規性的刺激下，OEM 廠商不得不重新考慮如何再次爲汽車供電。雖然 OEM 廠商正在推出電動汽車，以達到這些標準，但目前還沒有一種統一方法，來爲電機以及車輛的所有子系統供電。

電源需求的急劇增加使得這一不足更加明顯。內燃機汽車的電源功率通常在 600W 到 3kW 之間。全新電氣化電動汽車、混合動力汽車和插電式混合動力汽車 (xEV) 都需要 3kW 到 60kW 以上的功率，比原有功率高 5 — 20 倍。

除了主要技術挑戰外，OEM 廠商也在給自己增大壓力，承諾在未來 10 年內實現產品全面電氣化（圖 1），儘管如何實現這一目標的具體細節仍是一個懸而未決的問題。在整個電動汽車市場上，爲電氣化實現標準化還沒有明確的途徑。因此，雖然 OEM 廠商可能目標一致，但他們設計的 PDN 將會大相徑庭。

圖 1: 到 2030 年，純電動汽車 (BEV) 將佔所有 xEV 的 45%

5 — 20 倍的提升會給車輛供電網絡 (PDN) 的尺寸、重量及複雜性帶來巨大壓力。這些需求將會給能源效率、可靠性甚至舒適性和安全性帶來負面影響，因爲增加的尺寸和重量會導致車輛特性方面做出妥協。如果汽車製造商繼續採用傳統供電方式，根本就沒有足夠的空間來滿足所有電氣需求。要應對這一挑戰，他們需要找到一種輕便緊湊的解決方案，不僅可緩解電源體積的明顯增長，而且具有靈活性，可在整個產品線中重複使用。