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汽车芯片九大类，你都知道吗
每辆汽车需要的芯片数量都不一样， 少则可能会有几十到上百个，多则可能会有上千甚至是几千个。随着汽车智能化的发展，芯片种类也从40种上升至150多种。 汽车芯片就像人类的大脑，按功能可以分为计算、感知、执行、通信、存储与能源供应五大类。再细分点，可以分为控制芯片、计算芯片、传感芯片、通信芯片、存储芯片、安全芯片、功率芯片、驱动芯片、电源管理芯片九大类。 汽车芯片九大类 1.控制芯片：MCU、SOC 认识汽车电子的第一步， 必须先了解的就是电子控制单元(Electronic Control Unit, ECU)。 一个ECU可以说就是一台嵌入式计算机，用来控制汽车的各大系统。其中车载MCU就可以称得上是汽车ECU的运算大脑，负责各种信息的运算处理。 根据德邦证券的数据，通常汽车中- -个ECU负责-个单独的功能，配备- -颗MCU,如恩智浦的S12P MCU在一-个点火控制的ECU中;也会出现一个ECU配备两颗MCU的情况，如博世MG 7.9.8 ECU。一辆汽车中所使用的半导体器件数量中，MCU占比约30%,每辆车至少需要70颗以上的MCU芯片。 2.计算芯片：CPU、GPU CPU通常为SoC芯片上的控制中心。其优点在于调度、管理、协调能力强。但CPU的计算单元较少，无法满足大量并行的简单运算任务。因此，自动骂驶SoC芯片上通常需要集成除CPU之外的一个或多个XPU来完成AI运算。 去年的9月20日，英伟达推出了Thor芯片，这是一-块拥有770亿颗晶体管的车载中央计算芯片，算力达到了2000TOP.(这里的TOPS是计算机的算力单位，1TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次(10^12]操作。) 3. 功率芯片：IGBT、碳化硅、功率MOSFET 功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。 以功率MOSFET为例，据数据显示，在传统燃油汽车中，中低压MOSFET单车用量约100个。而在新能源汽车中，中高压MOSFET单车平均用量提升至200个以上。未来中高端车型中MOSFET单车用量将有望增至400个。 4. 通信芯片：蜂窝、WLAN、LIN、直连V2X、UWB、CAN、卫星定位、NFC、蓝牙、ETC、以太网等等 通信芯片可分为有线通信和无线通信。 有线通信，主要用于车内设备之间的各种数据传输。无线通信，可以实现车与车互连，车与人、车与设备、车与周边环境互连等。 其中can收发器数量较大，据行业数据显示，平均一辆汽车应用的CAN/LIN收发器至少在70-80颗，一些性能车可达100多颗，甚至超过20颗。 5. 存储芯片：DRAM、NOR FLASH、EEPROM、SRAM、NAND FLASH 汽车的存储芯片，主要用于存储汽车各种程序和数据。 据海力士对智能驾驶汽车的DRAM需求量的判断，一辆车预估DRAM/NAND Flash需求最高分别可达151GB/2TB， 车内显示类、ADAS自 动驾驶系统对存储芯片使用量最大。 6. 电源/模拟芯片：SBC、模拟前端、DC/DC、数字隔离、DC/AC 模拟芯片是连接物理现实世界和数字世界的桥梁，主要是指由电阻、电容、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理连续函数形式模拟信号(如声音、光线、温度等)的集成电路。 据Oppenheimer统计，模拟电路在汽车芯片中占比29%，其中53%为信号链芯片,47%为电源管理芯片。 7. 驱动芯片：高边驱动、低边驱动、LED/显示、门级驱动、桥接、其他驱动等 在汽车电子系统中，负载的驱动有两种基本方法:低边驱动和高边驱动。 高边驱动通常用于座椅、照明和风扇等。 底边驱动用于电机、加热器等。以Tesla Model3为例，仅前车身域控制器就配置了21颗高边驱动芯片，整车用量超过35颗。 8. 传感芯片：超声波、图像、语音、激光、惯导、毫米波、指纹、红外、电压、温度、电流、湿度、位置、压力 汽车传感器可分为车身传感器和环境感知传感器。 在汽车运行中，汽车传感器能采集车身状态(如温度、压力、位置、转速等)和环境信息，并将采集到的信息转换为电信号传输至汽车的中央控制单元。根据数据显示，智能驾驶L 2级别的汽车预计会携带6个传感器，L5级别的汽车预计会携带32个传感器。 9.安全芯片：T-Box/V2X安全芯片、eSIM/eSAM安全芯片 汽车安全芯片是一种内部集成了密码算法并具备物理防攻击设计的集成电路。 如今，随着汽车逐渐向智能化发展，汽车中的电子设备数量也将不可避免地增加，与之带动的就是芯片数量的增长。 根据中国汽车工业协会提供的数据显示，传统燃油车所需汽车芯片数量为600-700颗，电动车所需的汽车芯片数量将提升至1600颗/辆，而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至3000颗/辆。
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解散芯片团队！
12月26日消息，据外媒报道，现代汽车宣布解散其“半导体战略室”，该部门成立于2022年，主要负责车载芯片的研发工作。现代汽车曾计划在2029年量产自研的无人驾驶汽车芯片，但随着部门的解散，这一雄心可能受挫。解散后，原部门职能和人员将并入先进汽车平台（AVP）本部和采购部门。2022年6月，现代汽车在其规划和协调部门内成立一个半导体研究实验室。该计划旨在通过加强高性能芯片战略和优化供需管理来解决半导体供应挑战。该半导体研究实验室于2023年初升级为半导体战略集团，反映了其日益增长的重要性。然而，仅仅两年后，它在组织重组中面临解散。现代汽车最初计划使用5nm工艺开发汽车半导体，以确保软件定义汽车（SDV）的先进芯片稳定供应。该公司旨在使用该工艺设计高级驾驶辅助系统（ADAS）的芯片，以符合其SDV目标。报道称，现代汽车高度依赖的ADAS芯片，解散“半导体战略室”后，公司可能会重新评估自动驾驶芯片等内部开发项目。同时，代工合作伙伴的选择也增添了不确定性。此前，现代汽车在三星电子和之间犹豫不决，三星电子报价较低，但台积电在良率和性能方面更具优势。而自动驾驶芯片市场主要由Mobileye、和高通、地平线、恩智浦半导体等少数几家公司主导。如果现代汽车自研芯片战略失败，意味着现代汽车将不得不向以上几家公司采购自动驾驶芯片。
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全面谈谈ESC系统
本文系统通过五个部分给大家详细介绍了ESC的系统、ESC的附加功能、ABS工作原理、TCS和VDC工作原理和ESC液压工作原理。 汽车电子稳定控制系统ESC（Electronic StabilityController）是一个主动安全控制系统，通过传感器监控车辆自身行驶状态，在车辆紧急躲避障碍物、转弯等容易出现不稳定状况时，以及在转向过度或转向不足情况下，利用动力系统干预及制动系统干预，帮助车辆克服偏离理想轨迹的倾向，为车辆行驶提供更好的安全性。 博世是世界上第一家实现ESC量产的公司，博世将自己的ESC产品称为ESP（Electronic Stability Program），本系列文章将主要依据博世ESP的产品特性介绍ESC的相关知识。 Part1:ESC系统介绍 一 ESC硬件组成 ESC系统的硬件包括ESC控制器、轮速传感器、齿圈（集成在轮毂轴承或驱动轴上）、转向角传感器、YG传感器、线束和ESP仪表警告灯等，见下图1。 1 – ESC控制器；2 – 轮速传感器；3 – 转向角传感器；4 – YG传感器图 1 ESC硬件组成 1.ESC控制器 ESC控制器总成由ECU电子控制单元、HCU液压控制单元、马达等部分组成，具体见图2。 图 2 ESC控制器 随着ESC系统功能的不断扩展，同一家供应商的ESC控制器往往存在多个不同功能版本。 2.轮速传感器 轮速传感器通过与齿圈配合，采集车轮的转动速度转化为电信号，输入到ESC电子控制单元进行处理。常用的轮速传感器分为两类：被动式轮速传感器和主动式轮速传感器。 被动式轮速传感器又称为电磁式，利用电磁感应原理，产生的是正弦波信号，见图12.1-5。而主动式轮速传感器目前主要使用霍尔式，利用霍尔原理，产生的是方形波信号，见图12.1-6。由于主动式轮速传感器具有抗干扰能力强、工作气隙范围宽及可零速输出等优点，已成为当前应用的主流产品。 图3 被动式轮速传感器 图4 主动式轮速传感器 3.YG传感器 YG传感器分为集成式和独立式：集成式是将传感器集成到ESC控制器内部，独立式是将传感器单独安装在整车质心附近。目前，集成式YG传感器已逐步成为趋势。 4.转角传感器 在以往的车型中，转角传感器通常集成在方向盘组合开关上，为一个单独零件。但目前出于成本等方面考虑，电动助力转向系统EPS直接外发转角信号给ESC使用，整车取消单独转角传感器已成为趋势。 二 ESC基本功能 对于传统ESC，其必须具备的四大基本功能为防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配（EBD）、牵引力控制系统（TCS）、车辆动态控制系统（VDC） 图 5 ESC基本功能 1.EBD (Electronic Brake Distribution) 电子控制单元根据轮速信号计算车轮的转速及滑移率，如果后轮有抱死倾向，则由液压控制单元调节后轮制动压力，使后轮制动力降低，以保证后轮不会先于前轮抱死。 同传统制动力分配方式（如比例阀、感载阀）相比，EBD功能保证了较高的车轮附着力及合理的制动力分配。尤其在汽车制动时，根据轴荷转移的不同，自动调节前后轴制动力比例，提高制动效能。 EBD主要功能包括： 在制动过程中保持稳定性； 提供与机械液压比例阀同样的功能； 防止后轮比前轮先抱死； 当汽车载荷变化，利用EBD对汽车平衡进行改良。 2.ABS(Anti-lock Brake System) 当车轮制动时，由装在车轮上的轮速传感器采集四个车轮的转速信号，送到电子控制单元计算出车辆的减速度及车轮的滑移率。电子控制单元根据计算结果调节车轮制动力，让车轮达到一个最佳制动状态（滑移率处于最理想状态），防止车轮抱死，使汽车在制动状态下仍能转向。 ABS主要功能包括： 保持车辆稳定性——防止后轮抱死； 保持转向功能——防止前轮抱死； 减小制动距离； 减少驾驶员工作量。 当ABS起作用时，EBD即停止工作，ABS与EBD的调节过程对比如下： ABS是前后桥控制，EBD是后桥控制； ABS在紧急制动情况下作用，EBD在普通制动情况下作用； ABS工作时调节方式频繁，EBD的调节比较缓和。 3.TCS (Traction Control System) 汽车在光滑路面制动时，车轮会打滑，甚至使方向失控。同样，汽车在起步或急加速时，驱动轮也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。TCS依靠轮速传感器监测到从动轮速度低于驱动轮时（打滑特征），就会降低驱动轮上的有效驱动力，使驱动轮不再打滑。TCS主要功能包括： 保持稳定性； 保持转向性； 改进易打滑路面的车辆加速性； 减少驾驶员的工作量。 4.VDC (Vehicle Dynamics Control) 当车辆出现非预期的过多或不足转向时，通过采集到的信号判断理论与实际的差异，进行主动对某个车轮施加制动力，使车辆运行状态符合驾驶员的期望，避免车辆的不稳定状态。VDC主要功能包括： 维持车辆行驶稳定性； 消除避让动作和路况改变所产生的险情； 过弯时保持正确的路线； 提供最佳驾驶条件，提供高程度驾驶安全。 Part 2 ESC附加功能 ESC经过多年发展，硬件、软件不断升级，其控制功能早已超出EBD、ABS、TCS和VDC四大基本功能的范围。本文将主要介绍ESC的附加功能。 一 ESC附加功能清单 表 1 ESC附加功能 ESC系统功能 关联配置 HBA 液压制动辅助 / HHC 坡道起步辅助 HAZ 紧急制动双闪 HBB 液压制动助力 DTC 发动机拖滞扭矩控制 非EV、PHEV HDC 陡坡缓降 SUV RMI 防侧翻控制 RBS 再生制动系统 EV、PHEV EPB 电子驻车 EPB+AutoHold AVH 自动驻车 CDP 动态驻车 ABP 制动器自动预充压 AEB ABA 自适应制动辅助 AEB 自动紧急制动 AWB 驾驶员预警系统 CDD 驾驶员辅助加速控制 ACC VLC 车辆纵向控制 TCH 偏航轨迹引导 APA VMC 车辆运动控制 自动驾驶 二 ESC附加功能介绍 1HBA (Hydraulic Brake Assistanty) ESC系统通过压力传感器判断压力上升梯度，判别是否是紧急制动，一旦确认为紧急制动，ESC系统会主动增压，让车辆达到最大减速度。HBA主要功能包括： 监测紧急制动工况； 自动使车辆达到减速度极限； 普通驾驶员能达到专业驾驶员水平； 紧急制动后对车辆减速度准确控制； 2HHC (Hill Hold Control) 在上坡路面上起步时，通过维持制动系统压力，保证在驾驶员松开制动踏板2s内车辆不后溜，用户无需通过控制手刹即可实现坡道起步。HHC主要功能包括： 在驾驶员松开油门踏板时防止车辆向后溜车； 保持由驾驶员产生的制动压力（没有主动增压）； 驾驶员可以在2s内从制动踏板移到加速踏板，2s后制动释放； 监测驾驶员离位的安全理念； 如果车辆四轮抱死并且滑动，轮缸压力将释放以保持转向性能。 3DTC (Drag Torque Control) 在低附路面上，尤其是冰面上制动时，若进入ABS控制，由于传动系统的拖滞力，驱动轮的轮速恢复非常缓慢，此时ESC系统会发指令给动力总成，要求增加输出扭矩，以便尽快恢复轮速，提高车辆的稳定性。DTC主要功能包括： 减少从动轮上的制动打滑，并通过增加动力总成输出扭矩保证车辆的稳定性； 当动力总成输出扭矩在诸如低附或ABS制动工况下使车轮打滑时，控制动力总成输出扭矩。 4HDC (Hill Descent Control) 一种巡航控制功能，能帮助驾驶员低速下坡（最大50%坡度），车辆速度的控制是通过ESC主动增压来完成，不需要驾驶员主动的制动干预。HDC主要功能包括： 低速工况下的巡航控制； 为越野工况设计； 帮助驾驶员缓慢而安全的下陡坡； 无需使用任何踏板控制； 如果制动滑移率过大，ABS会自动启动； 系统仅使用制动干预，不使用驱动干预。 5VLC(Vehicle Longitudinal Control) VLC功能为ESC系统提供了一个加速接口，可负责对安装ADAS的车辆进行纵向控制。ADAS根据驾驶情况提供加速度请求，VLC通过主动控制发动机和制动来实现对加速度的调节。 VLC一般用于ACC及APA功能。 6CDD(Controlled Decelerationfor Driver assistant Systems) CDD是一项能够实现主动增压的附加功能，该功能时为了实现ADAS功能中的制动执行部分。CDD一般作为VLC的下级功能，接受VLC的减速命令，控制车辆进行主动制动。 CDD能够完成整车制动到静止，保持车辆静止并且舒适地起步。 7VMC(Vehicle Motion Control) VMC提供了完整的车辆横纵向运动控制功能，一般用于L3级及以上的自动驾驶。VMC从上层控制器接收横纵向运动控制命令，协调管理下属各驱动、制动、转向执行器实现车辆的横纵向运动。目前车辆上安装的、反应自身运动状态的传感器包括轮速、纵向/横向加速度、横摆角速度和方向盘转角。其中除方向盘转角外，其它传感器通常由ESC系统供应商供货，属于ESC产品的一部分，这就意味着ESC系统事实上掌握着车辆运动状态的“第一手信息”。 正是由于这些“第一手信息”，ESC有条件发展出越来越多的车辆动态控制附加功能，逐渐成为车辆底盘控制的核心控制器。 Part3 ABS工作原理 ABS为ESC系统基本功能之一，也是ESC系统最初的前身，本文主要介绍ABS的工作原理。 一 动力学原理 在车辆运行过程中，轮胎与路面之间的附着特性决定了汽车的动力性、制动性和操纵稳定性。轮胎与路面之间的纵向附着特性决定汽车的加速和制动能力，轮胎与路面之间的侧向附着特性决定汽车的转向操纵能力。轮胎与路面间纵向、横向附着系数与滑移率的关系见图5，当轮胎轻微滑移时，纵向、横向附着系数均处于较高的范围，轮胎拥有最好的附着特性。 图 5 干燥硬实路面附着系数与滑移率的关系 ABS通过控制轮胎滑移率，最大限度的利用车轮和路面间的附着系数，获得行驶稳定性和操纵性。 图 6 带ABS与不带ABS的对比 二 ABS液压工作原理 ABS系统液压回路见图7，可以看出整个系统为X型回路，左后轮和右前轮为一回路，右后轮和左前轮为一回路。 图 7 ABS系统液压回路NO – 常开阀；NC – 常闭阀；LPA – 低压蓄能器 ABS系统调节包括建压、保压、减压、增压四个阶段，各阶段工作过程如下： 建压 制动时，通过助力器和总泵建立制动压力。此时常开阀打开，常闭阀关闭，制动压力进入车轮制动器，车轮转速迅速降低，直到ABS电子控制单元通过转速传感器得到识别出车轮有抱死的倾向为止。减压阶段液压回路工作状态见图3 保压 当ABS电子控制单元识别出车轮有抱死倾向时，控制常开阀关闭，此时常闭阀仍然关闭，见图8。 图8 ABS保压阶段 减压 如果施加的制动压力过大，车轮比车辆更快的减速，将有可能发生车轮抱死现象。这种情况下ECU 会向HCU 传达降低车轮压力的指令，即：常开阀关闭，常闭阀的开启，降低车轮分泵的压力。此时车轮分泵放出的制动液临时储存到低压蓄能器 (LPA)，储存于低压蓄能器 (LPA)内的制动油被随马达旋转而启动的油泵抽回到总泵。见图9。 图9 ABS减压阶段 增压 实施减压时，如果排出过量的制动液或者车轮与路面间的摩擦系数增加，则需要增加各车轮的压力。这种状态下ECU 向HCU 传达增加车轮压力的指令，即：常开阀开启，常闭阀关闭，增加车轮分泵的压力。减压时储存于低压蓄能器(LPA)内的制动液在增压状态下也继续转动马达排出制动液，此时的制动液通过总泵及常开阀供应到各车轮分泵。见图10。 图10 ABS增压阶段 Part 4 TCS与VDC工作原理 TCS和VDC均属于ESC的基本功能，本文将主要介绍着这两项功能的工作原理。 一 TCS工作原理 在硬实路面上，轮胎与路面间的附着系数与滑移率的关系见图11。 图11 附着系数与滑移率关系 当车轮转速＜车速时，滑移率为负，车轮处于滑移状态，滑移率=-100%时，车轮为纯滑移状态（抱死）；当车轮转速＞车速时，滑移率为正，车轮处于滑转状态，滑移率=100%时，车轮为纯滑转状态（打滑）。 ABS在滑移率为负时起作用，通过降低车轮制动压力来防止车轮抱死。TCS在滑移率为正时其作用，通过降低驱动轮上的有效驱动力矩来阻止车轮在驱动情况下的打滑，TCS可以看做是ABS在驱动状态下扩展。除保证汽车的加速稳定性和操纵性外，TCS还能通过“最优”打滑的调节来改善牵引特性。 TCS主要包括驱动扭矩控制、横向锁止调节及纵向锁止调节三项控制功能： 驱动扭矩控制 对于燃油车，可通过控制①发动机节气门、②点火装置、③喷射装置等不同方式实现。其中方式①的反应速度较慢，但工作方式平稳，能够与其它控制方式联合使用；方式②、方式③反应迅速，但可能会影响发动机性能。 横向锁止调节 当差速器两侧的驱动轮出现较大转速差时，可对两侧驱动轮进行非对称制动力调节，改变有效驱动力矩，模拟差速锁功能。 纵向锁止调节 该功能仅应用于四驱车型中央差速器（扭矩管理器、智能分动器），当中央差速器两侧传动轴出现较大转速差时，改变前后轴扭矩分配比例。 二 VDC工作原理 当汽车进行快速转向或反转向时（快速通过狭窄弯道、躲避迎面突然出现的障碍物、高速公路上突然超车等工况），汽车将可能处于不再安全可控的临界范围，因为此时作用在汽车上的横向加速度力有可能达到驾驶员无法控制的值。 VDC通过控制车轮制动，帮助汽车实现快速转向或反转向状态下的稳定性：在不足转向时，对弯道内侧的后轮施加额外制动力，增加横摆力矩；在过度转向时，对外道外侧的前轮施加额外制动力，减小横摆力矩。 下表1以躲避迎面突然出现的障碍物工况具体说明VDC控制原理。 表 2 躲避障碍物工况下的VDC功能 阶段 图示 说明 阶段一 车辆前面突然出现障碍物时，驾驶员必须快速向左转弯，此时转角传感器将此信号传递到ESC控制总成，YG传感器发出汽车转向不足的信号，这就意味着汽车将会直接冲向障碍物。 阶段二 SC控制单元通过传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令：将会将左后轮紧急制动，产生转向需要的反作用力，使汽车按照转向意图行驶。 阶段 图示 说明 阶段三 车绕过障碍物进行反向转向时，汽车发生转向过度，向右的横摆力矩过大，以至于汽车向左发生甩尾。 阶段四 SC控制单元识别多度转向情况后，控制左前轮紧急制动，产生反方向横摆力矩，是汽车稳定。 总结VDC的控制流程，见下图12： 图12 VDCi控制流程 Part 5 ESC液压工作原理 ESC系统液压回路见图13，整个回路为X形回路，左后轮与右前轮为一回路，右后轮与左前轮为一回路。 整个回路中包括12个电磁阀，其中6个是常开阀（增压阀和限压阀），6个是常闭阀（减压阀和吸入阀），通过这12个电磁阀的不同通断组合，即可实现ESC系统的各项控制功能。对称布置的两个柱塞泵由同一个电机驱动，在ABS功能时用于使制动液回流，被称为回油泵；在TCS、VDC功能时用于主动增压。在柱塞泵前后的蓄能器和阻尼器的功能主要是吸收油压脉动，蓄能器的功能还包括在ABS减压功能时，暂时储存从轮缸回流的制动液，达到迅速降低轮缸压力的作用。 除此之外，还有电动机、单向阀和压力传感器，分别起到动力输出、控制液压管路流动方向和检测压力的作用。 图 13 ESC系统液压回路阀1、阀2 – 限压阀；阀3、阀4 – 吸入阀；阀5~阀8 – 增压阀；阀9~阀12 – 减压阀。 实现不同功能时，ESC系统液压回路的工作原理如下： 一 ABS功能 如图1所示，当驾驶人踩下制动踏板，ESC进入ABS功能时，在增压阶段，各个电磁阀均保持断电状态，制动液通过主缸，经过限压阀、增压阀直接进入到各个轮缸。 当ABS功能需要保压时，将增压阀通电关闭，这时轮缸和主缸之间的液压回路完全被隔断，轮缸内的压力也就保持一致。 当车轮压力过高，有抱死趋势时，会要求车轮压力降低，这时将减压阀通电打开，增压阀通电关闭，电动机通电驱动柱塞泵运动，制动液从轮缸经过减压阀迅速回流到基本不存在压力的低压蓄能器中，柱塞泵通过往复运动，将蓄能器中的制动液泵回压力较高的制动主缸。在这一过程中，液压回路是轮缸、减压阀、蓄能器、柱塞泵、阻尼器、限压阀、制动主缸。减压时的主要目标是减压速度迅速，同时在车轮中不存在残余应力，因此在设计中必须保证蓄能器的容积能够储存两个轮缸内的所有制动液，还需要保证柱塞泵能够把蓄能器中的所有制动液泵回制动主缸，在轮缸和蓄能器中不存在残余制动液，导致残余压力。 二 ESC主动增压 在主动增压阶段，驾驶人并没有踩下制动踏板，制动主缸没有压力，而是通过柱塞泵使得车轮轮缸中建立起压力，实现主动制动功能，为ESC液压执行单元设计的关键，液压工作原理见图14。 图中左后轮为主动增压的车轮，这一回路的增压阀（阀8）保持断电打开状态，X形回路中同侧的另外一个车轮（右前轮）的增压阀（阀7）通电关闭，左后/右前轮一侧的限压阀（阀2）通电关闭，吸入阀（阀4）通电打开，X形回路另一侧的限压阀（阀1）通电关闭，电动机通电驱动柱塞泵（泵2）工作。制动液从主缸、吸入阀、柱塞泵、增压阀到轮缸，实现右后轮内的压力增长。 图14 ESC主动增压时液压系统工作原理 三 ESC保压 当主动增压的压力增长到一定程度之后，需要对车轮的压力进行保持，进入保压阶段，液压工作原理见图15。此时两侧的限压阀（阀1、阀2）通电关闭，吸入阀（阀4）断电关闭，使得主缸和轮缸之间的液压回路完全切断，车轮内的压力保持不变。 值得注意的是，电动机在保压阶段，仍然处于通电状态，驱动柱塞泵往返运动，但是由于柱塞泵入口和制动主缸的液压回路已经被吸入阀隔离，因此无法吸入制动液。 图15 ESC保压时液压系统工作原理 四 ESC减压 当主动增压的压力需要减少时，进入减压阶段，液压工作原理见图16。在减压过程中，所有电磁阀保持断电初始状态，电动机也断电不再驱动柱塞泵工作。由于此时制动踏板并没有踩下，制动主缸不存在压力，轮缸的压力高于制动主缸，在压力的作用下，直接通过增压阀、限压阀返回主缸，实现减压过程。 值得注意的是，在ESC减压阶段，并不像ABS减压阶段时，需要利用柱塞泵的回流功能，将制动液从轮缸泵回主缸。这是由于ABS工作时，制动踏板已经踩下，制动主缸存在制动压力，而且是不低于制动轮缸的压力，因此制动液没有办法直接从轮缸回到主缸，必须借助柱塞泵的回流功能。而在ESC减压时，由于轮缸压力高于主缸压力，制动液会从轮缸直接回流到制动主缸。 图16 ESC减压时液压系统工作原理 本文来源:.ATC汽车底盘
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常见的新能源汽车电池有哪些？
新能源汽车电池是现代行业的重要关键点。 对于新能源汽车来讲，最核心的就是电池，它占据了整车成本的40%~60%。 新能源汽车电池主要分为以下几种类型：三元材料锂电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、镍氢电池、氢燃料电池等。 最主要的技术路线是以宁德时代为代表的三元锂电池路线以及比亚迪为代表的磷酸铁锂电池路线。 两种常用锂离子电池 锂离子电池特点 锂离子电池是内部依靠锂离子，外部依靠电子在正负极之间移动来发挥作用的一种电池，锂离子电池的能量密度比较高，可循环使用。 优点： 1. 重量轻：相对于其他类型的电池，锂电池具有更小的体积和重量，便于携带和使用。 2. 高比能量：锂电池比能量较高，能够提供更大的能量储存量，使其成为一种优秀的能量源。 3. 无记忆效应：锂电池没有记忆效应，不需要完全放电再充电，因此用户更方便使用。 4. 性能稳定：锂电池的耗损率相对较低，使用寿命长，集成电路也能有效控制电池电量，保证了稳定性。 5. 环保安全：锂电池不含易燃和易爆的有机物质，因此较为环保和安全。 缺点： 1. 电池寿命：锂电池寿命受到充放电循环次数、温度等因素的影响，需要注意正确的使用方法。 2. 安全隐患：由于锂电池在过充、过放、温度过高等情况下会变得不稳定，可能发生爆炸、起火等问题，因此需要合理使用和储存。 3. 价格较高：相比于其他类型的电池，锂电池的成本较高。 4. 不适用于低温环境：锂电池在低温条件下，其容量和循环寿命会下降，因此不适用于极低温度的环境。 5. 充电速度：锂电池充电速度相比于其他类型的电池较慢。 锂电池在轻量化、高能量储存、稳定性、无记忆效应等方面具有较大的优势。但同时也存在一些问题需要注意，比如安全隐患和价格较高等问题。 01三元锂电池 三元锂电池是指正极材料为锂镍钴锰三元正极材料的锂电池。 优点：三元锂电池更安全。更适合新能源汽车电池的未来发展趋势，适合北方天气，且电池在低温下更稳定。 缺点：电压太低，能量密度介于磷酸铁锂电池和氧化钴锂电池之间。 代表车型有：北汽新能源EV200，北汽新能源EU260，特斯拉Model 3等。 02磷酸铁锂电池 磷酸锂铁电池是使用磷酸锂铁作为正极材料的锂离子电池。（锂离子电池的正极材料主要包括钴酸锂，锰酸锂，镍酸锂，三元材料和磷酸铁锂等。） 优点：在目前用于汽车的锂电池中，稳定性是最好的。 缺点：与三元锂电池和钴酸锂电池相比，能量密度仍有很大差距。另外，当温度低于-5℃时，充电效率降低。并且在温度过低的情况下，会影响电池的容量。使用磷酸铁锂电池的车辆不适合在北方行驶，尤其是在东北和其他极冷地区，因为冬季温度过低，这会影响磷酸铁锂电池的使用寿命。 代表车型有：比亚迪e6，比亚迪秦，比亚迪唐等。 03钴酸锂电池 钴酸锂电池是电子产品中相对常见的电池。它通常用于笔记本电脑电池并用作电池。 优势：成熟的生产技术，高能量比，约为磷酸铁锂电池的两倍。 缺点：在高温条件下，其稳定性比镍钴锰锂电池和磷酸铁锂电池稍差。 代表车型有特斯拉MODEL S 04镍氢电池 镍氢电池是20世纪80年代末在镍镉电池的基础上发展起来的新产品，由氢离子和金属镍合成。 优点：电池具有较大的能量储备，重量更轻，使用寿命更长，并且对环境没有污染。 缺点：制造成本太高，并且性能比“锂电池”差。 代表性车型有丰田普锐斯，福特Escape，雪佛兰马里布等。 05氢燃料电池 燃料电池虽然带有“电池”二字，却不是传统意义上的储能设备，而是一种发电设备，这是燃料电池与传统电池最大的区别。 燃料电池是理想的“内燃机替代者”。氢气是燃料电池主要燃料，从燃料安全性上看，氢气无毒无害，反应物为水，无毒无害，绿色清洁。氢气密度小，高压氢气泄漏燃烧时形成向上火炬，不向周围扩散。因此氢气安全性是高于天然气和石油等化石燃料。从性能上看，燃料电池能量转化效率为50-70%，功率密度约3kW/L，柴油机功率密度约1.3kW/L，是理想的“内燃机替代者”。燃料电池的能量密度可达500Wh/kg，循环寿命4000 次以上，性能优于锂电池。 优点：能量密度非常高;充氢时间短，现在高压充气日本的氢燃料电池只需5分钟，充气可以跑500公里。 缺点：氢气的安全使用；储存运输费用高；技术未产业化，未被市场验证;不能并网充电。2021，已有2款氢动力汽车在某些市场公开上市。例如，丰田Mirai和现代Nexo，但市场化失败。目前氢燃料电池重点应用发展在商用车领域。 发展前端 固态电池 相比液态电池而言，固态电池具有续航里程长、成本低、安全高、寿命更长等一些优势。不过作为一种新技术，目前固态电池仍然处于研发阶段，技术尚不成熟，生产成本比较昂贵。 目前，国内外的汽车厂家也在积极攻克固态电池技术难题，包括蔚来、宁德时代等一些厂家都在积极研发固态电池。而在2023年2月的时候，日产欧洲研发高级副总裁David Moss表示，日产已经成功开发出全固态电池。 此前，宁德时代也发布了一款名为“凝聚态电池”的全新产品，能够达到500Wh/kg能量密度，这几乎是当前三元锂电池能量密度的1.5倍。但并不是传统意义上的半固态电池，是一种新形态电池。 目前大多数液态电池的续航里程都只有400km到600km之间，固态电池的续航里程能够轻松突破1000km，充电速度相比于液态电池快3倍以上。 如果固态电池在新能源汽车上大规模应用开来，那将会极大加速新能源汽车的发展。 石墨烯电池 石墨烯电池也称为黑金：它是通过在锂电池中添加石墨烯而开发的一种新能源电池。石墨烯电池通常用于航空航天和其他方面。 优点：这种新能源电池可以将几个小时的充电时间缩短到不到一分钟。由于将石墨烯添加到锂电池中，可以帮助锂电池降低生产能力中的热量，达到减少能量损失，避免大量能量浪费，减少对电池的热损伤，改善电池寿命的目的。电池寿命。 缺点：成本太高，约2000元/克，目前无法大规模使用。 基于上述多种新能源电池，目前市面上主流的动力电池主要是三元锂电池和磷酸铁锂电池。但绝大多数新上市的电动汽车基本都采用三元锂电池，主要原因是三元锂电池的电池能量密度要远高于磷酸铁锂，低温更稳定。但从安全性和重复使用寿命两个角度而言，磷酸铁锂电池的性能都是要优于三元锂电池的 在科技进步和市场的推动下，相信有一天许多高性能电池（例如超级电容器电池和生物电池）将被应用于新能源汽车。
2024-12-19 66浏览 -
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一文详解新能源汽车的整车控制系统
汽车电控系统，就是汽车电子控制系统，是由模块控制的系统总称，它由硬件和软件构成，电控其实就是车辆所有电子控制系统的软件+硬件的总称。
2024-12-05 201浏览 -
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