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。
01 比亚迪“新能源汽车”核心:16家名单 1、广东鸿图 广东鸿图是华南地区规模最大的精密铝合金压铸企业,拥有压铸板块、内外饰板块、专用车板块和投资板块四大业务板块。目前,公司已与比亚迪建立合作关系,提供汽车铝合金压铸零部件和内外饰件产品。 2、美格智能 全球领先的无线通信模组及解决方案提供商,专注于为全球客户提供以MeiGLink品牌为核心的标准M2M/智能安卓无线通信模组、物联网解决方案、技术开发服务及云平台系统化解决方案,是比亚迪的物联网模组提供商。 3、泉峰汽车 泉峰汽车是国内中高端汽车零部件企业,公司专注于技术含量较高的汽车热交换系统、汽车传动系统、汽车引擎系统、刹车与转向系统零部件以及新能源汽车零部件的研发与制造,是比亚迪汽车变速箱阀板供应商。 4、伯特利 伯特利是国内汽车制动系统相关产品生产商,专业从事汽车安全系统和高级驾驶辅助系统相关产品研发、制造与销售。目前,公司主要为比亚迪提供线控制动产品,相关产品预计2023年配套。 5、科博达 科博达是全球汽车电子行业典型企业,专注汽车电子及相关产品的技术研发与产业化,已成功融入全球汽车电子高端产业链体系,是国内少数能与全球高端汽车品牌,进行电子产品同步研发的中国企业。 6、中鼎股份 中鼎股份是一家涉及机械基础件、汽车零部件、液压气动密封件、机械电子、精密模具、汽车工具等领域的综合型企业。其中,旗下德国AMK公司是全球空气悬架行业前三,为比亚迪提供空气悬架等产品。 7、保隆科技 保隆科技是国内气门嘴业内龙头企业,产品包括气门嘴、平衡块、空气弹簧、空气减震器、排气系统管件、汽车结构件、汽车胎压监测系统、汽车传感器、基于摄像头和毫米波雷达等技术的汽车驾驶辅助系统等汽车电子产品。目前,公司是比亚迪等国内外知名汽车厂的合格供应商。 8、蓝黛科技 蓝黛科技是国内汽车动力传动、触控产品高新技术企业,拥有动力传动和触摸屏及触控显示模组两大业务。其中,动力传动方面主要产品为汽车手动变速器总成、自动变速器总成、新能源减速器等汽车零部件产品。目前,公司是比亚迪的混动DCT减速器供应商。 9、安泰科技 安泰科技是国内金属新材料行业的领军企业,产品涵盖非晶/纳米晶带材及制品、难熔材料及制品、粉末材料及制品、磁性材料及制品、焊接材料及制品、过滤材料及环保工程、高速工具钢及人造金刚石工具等领域。 10、德赛西威 德赛西威是国际领先的汽车电子企业,公司智能座舱域控制器、大屏化座舱产品、数字化仪表等座舱产品已获得一汽丰田、长城汽车、吉利汽车、广汽乘用车、奇瑞汽车、比亚迪等主流车企的新项目订单。 11、福耀玻璃 福耀玻璃是专注于汽车安全玻璃的大型跨国集团,产品得到全球知名汽车制造企业及主要汽车厂商的认证和选用,产品荣获全球玻璃行业最高奖项——金凤凰奖。目前,公司主要为比亚迪提供汽车玻璃相关产品。 12、银宝山新 深圳第一批自主创新行业龙头企业,主营汽车行业大型精密注塑模具。目前,公司在精密结构件行业核心客户有华为、中兴通讯、思科Cisco等全球领先的通信设备制造商及TCL、比亚迪、ASM、ABB、GE医疗等世界知名企业。 13、上声电子 上声电子是国内技术领先的汽车声学产品方案供应商,是全球领先的汽车音响产品及系统制造商,致力于研究、设计和制造从基础到高端的单一音频组件和汽车综合音响系统。目前,公司车载扬声器产品与比亚迪均有稳定合作。 14、欣锐科技 欣锐科技是新能源汽车高压”电控“解决方案供应商,拥有汽车级IATF16949体系认证标准的专业化工厂,产品服务全球。目前,公司车载电源配套了国内外众多主流车型,是车载电源细分领域的龙头企业,与比亚迪是合作关系。 15、川环科技 川环科技是国内车用胶管领域的龙头企业,核心业务为各大汽车整车制造厂商提供配套汽车橡胶软管产品,目前国内市场领先、是国内规模较大的汽车胶管专业生产企业。目前,公司与比亚迪是合作关系。 16、福达股份 福达股份是国内发动机锻钢曲轴、汽车离合器主要生产企业,产品为国内外50多家知名的汽车、发动机及车桥企业配套,部分产品进入奔驰、宝马、沃尔沃、雷诺、日野、洋马等国际知名汽车制造商全球采购体系。 02 特斯拉“新能源汽车”核心供应商 03 龙头企业:15家新能源汽车生产供应商 1、天齐锂业:锂电子材料龙头 天齐锂业股份有限公司主营业务是锂精矿及锂化工产品的生产、加工和销售。公司的主要产品为锂矿、锂化合物及衍生品。 2、赣锋锂业:锂电龙头 江西赣锋锂业股份有限公司的主营业务是各种深加工锂产品的研究、开发、生产与销售。公司的主要产品是锂系列产品、锂电池系列产品。 3、格林美:垃圾分类龙头 格林美股份有限公司主营业务为废弃钴镍钨资源与电子废弃物的循环利用以及钴镍粉体材料、电池材料、碳化钨、金银等稀贵金属、铜与塑木型材的生产、销售。公司主要产品及服务包括电池原料与电池材料、动力电池综合利用、钴钨综合利用与硬质合金、电子废弃物综合利用、报废汽车综合利用、环境服务、贸易 4、当升科技:正极龙头 北京当升材料科技股份有限公司的主营业务为多元材料、钴酸锂等正极材料以及多元前驱体等材料的技术研究和生产销售。其主要产品有多元材料、钴酸锂、智能装备。 5、天华超净:防静电行业龙头 苏州天华超净科技股份有限公司的主营业务为防静电超净技术产品、医疗器械和锂电材料业务等。主要产品包括:自毁式注射器、安全式注射器、高压注射器、氢氧化锂、碳酸锂、防静电超净技术产品、疫情防护产品等 6、诺德股份:铜箔龙头 诺德投资股份有限公司主营业务是锂离子电池用电解铜箔的研发、生产和销售。其主要产品有锂电池用电解铜箔、印制电路板用电解铜箔、超厚电解铜箔 7、石大胜华:材料电解液溶剂龙头地位 山东石大胜华化工集团股份有限公司的主营业务为基本有机化工产品的生产、销售;公司的主要产品为碳酸二甲酯系列产品、MTBE、液化气、燃料油、环氧丙烷等。 8、大华股份:工业龙头企业 浙江大华技术股份有限公司是我国安防视频监控行业的龙头企业,主要产品为前端产品、存储产品、中心产品、云计算与大数据产品和服务、智能楼宇产品、人工智能算法、芯片技术、视频物联创新业务产品。 9、振华科技:军用电子元器件龙头 中国振华(集团)科技股份有限公司主要业务为新型电子元器件和现代服务业,其中:新型电子元器件主要包括片式阻容感、半导体分立器件、机电组件、厚膜混合集成电路、高压真空灭弧室、断路器及特种电池等门类。 10、长城汽车:汽车龙头 公司是中国最大的SUV和皮卡制造企业之一。公司主营为整车及主要汽车零部件的研发、生产、销售,公司主营业务归属汽车行业,产品分为整车、零部件、模具、劳务及其他。 11、上汽集团:整车龙头 上海汽车集团股份有限公司向社会公众提供包括整车(乘用车、商用车)与零部件的研发、生产、销售;物流、移动出行、汽车生活服务;汽车相关金融、保险、投资;汽车相关海外经营、国际商贸等在内的产品与服务。公司整车产销规模、新能源汽车销量、整车出口海外销量均排名全国第一。 12、璞泰来:人造石墨龙头 上海璞泰来新能源科技股份有限公司主营业务为新能源电池的负极材料及石墨化加工、隔膜及涂覆加工、自动化工艺设备、铝塑包装膜及光学膜、纳米氧化铝及勃姆石、PVDF及粘结剂的研发、生产和销售。公司主要产品为负极材料、涂布机、涂覆隔膜、软包电池用包装膜、纳米氧化铝粉。 13、德方纳米:铁锂材料龙头 深圳市德方纳米科技股份有限公司主要从事纳米磷酸铁锂材料的研发、生产和销售。德方纳米生产销售的电池材料主要是磷酸铁锂、碳纳米管、碳纳米管导电液。 14、华峰铝业:铝轧制材行业龙头企业 上海华峰铝业股份有限公司的的主营业务是铝板带箔的研发、生产和销售;公司的主要产品为铝板带箔,属于铝合金材料。按产品的用途,公司产品主要分为铝热传输材料和新能源汽车用电池料 15、嘉元科技:锂电铜箔龙头 公司是国内高性能锂电铜箔行业领先企业之一,已与国内主要大型锂离子电池制造厂商建立了长期合作关系,并成为其锂电铜箔的核心供应商,多次获得宁德时代锂电铜箔优秀供应商称号。 04 中国10大新能源电池供应商企业排名 1、宁德时代 2011年成立,2017年靠三元锂电池一炮而红,成为国内外最大电池供应商。生产的动力电池供应特斯拉最多,占比20%。此外还有蔚来汽车、小鹏汽车、上汽集团、一汽集团。 2、比亚迪 1995年成立,老牌电池生产企业,后续以电池为基础,转战汽车整车制造生产,成就了今天的新能源汽车一线企业。其主要生产磷酸铁锂电池,刀片电池是其招牌,旗下动力电池超90%为自用,小部分供应中国一汽、金康汽车等。 3、中创新航 2007年成立,原名中航锂电,2018年换帅后,从商用车转战到乘用车领域,一路猛冲。此前主要生产磷酸铁锂电池,后续也推出了三元锂电池。旗下动力电池主要供应广汽集团最多,占比65%。此外还有长安汽车、上汽通用五菱、零跑汽车、小鹏汽车等。 4、国轩高科 1995年成立,2015年借壳东源电器上市后的国轩高科成为目前A股上市公司最纯正的动力电池标的。旗下动力电池供应上汽集团车辆最多,占比29%。此外还有江淮汽车、奇瑞汽车、零跑汽车、长安汽车等。 5、LG新能源 隶属韩国LG集团,全球第二大动力电池供应商。国内市场中,旗下动力电池主要供应特斯拉,占比超95%,小部分供应上汽通用、吉利汽车等。 6、蜂巢能源 2016年成立,前身为长城动力电池事业部,后独立发展,变身为长城汽车兄弟企业。2021年装机量同比增长384%,发展迅猛,首推短刀片磷酸铁锂电池,2022年将实现商业化应用,或首搭长城欧拉新车型。 7、欣旺达 1997年成立,2011成功在深交所创业板上市,一直深耕锂电池,从手机、VR头显、扫地机器人、再到为新能源汽车提供动力电池。目前主要供应日产、上汽通用、吉利、东风、小鹏等车企。 8、亿纬锂能 2001年成立,主要生产磷酸铁锂,三元软包电池等。旗下动力电池主要供应小鹏汽车,占比46%,此外还有东风汽车、南京金龙、吉利商用车等。 9、孚能科技 2009年成立,主流动力电池生产商中,唯一一家坚持三元软包路线的企业。旗下动力电池主要供应戴姆勒。 10、瑞浦能源 2017年成立,背靠青山集团,凭借独创的SCL卷芯设计工艺,乘着磷酸铁锂之风,快速挤进国内动力市场前十。主要客户为上汽通用五菱、上汽集团等。 本文来源:汽车电子学堂
一、引言 随着电动汽车(Electric Vehicles, EVs)的普及,电动汽车充电控制器(Electric Vehicle Charging Controller, EVCC)作为电动汽车与充电桩之间的关键桥梁,扮演着至关重要的角色。EVCC不仅负责电动汽车的充电过程管理,还提供了多重保护措施,确保充电过程的安全性和效率。本文将详细阐述EVCC的工作原理及其控制策略。 二、EVCC的工作原理 EVCC是电动汽车充电系统的核心组成部分,它主要负责以下几个方面的工作: 电能转换与控制: EVCC包括电能转换模块和控制模块。电能转换模块负责将外部的交流电源转换为直流电源,以满足电动汽车电池的充电需求。该模块通常包含一个变压器,能够调整输入交流电的电压和电流,确保稳定、高效地供给电动汽车。控制模块则监测充电过程,包括记录充电时的电能信息、调整充电功率和控制充电过程的安全性。 通信接口: EVCC通过通信模块与电动汽车、充电桩和电网进行通信,实现信息的交互和控制。这种通信功能不仅有助于了解电动汽车的实时充电需求,还能确保充电过程中的各项参数得到精准控制。 安全保护: EVCC内置多种保护机制,如过流保护、过压保护和温度保护,以确保充电过程的安全性。一旦检测到异常情况,EVCC会立即采取相应措施,防止对电动汽车或充电设施造成损害。 充电计量与计费: EVCC能够记录充电过程中的电量,并据此提供相关的计费信息。这为用户和运营商提供了方便的充电管理和统计服务。 三、EVCC的详细控制策略 EVCC的控制策略旨在实现高效、安全、智能的充电过程。其主要控制策略包括: 握手阶段: 当电动汽车与充电桩连接后,EVCC与充电桩之间进行握手,建立通信链接。此阶段用于确认双方的身份和状态,为后续的充电过程做准备。 充电参数协商: EVCC与电动汽车和充电桩协商充电参数,如充电功率、充电模式等。这一步骤确保充电过程能够按照电动汽车的需求和充电桩的特性进行。 充电阶段: 在充电过程中,EVCC根据电动汽车的需求和充电桩的特性,动态调整充电桩的输出电流和电压。此阶段通常采用先恒流再恒压的充电方式,以提高充电效率和安全性。在充电初期,采用小电流进行预充,以加热和稳定电芯特性;随后进入大电流恒流充电阶段,实现快速充电;当电池电压接近设定阈值时,转为恒压充电阶段,以较小电流继续充电,防止电池过充。 充电结束: 在达到预设的充电目标后,EVCC发送信号通知充电桩停止充电。此时,EVCC还会记录充电过程中的电量和相关信息,为后续的计费和管理提供依据。 软件更新与远程控制: EVCC支持软件更新功能,可以通过远程方式更新软件,增加新的功能和改进性能。此外,EVCC还具备智能化和自动化功能,能够自动识别电动汽车型号、自动选择最佳充电策略,并通过云端服务进行远程监控和控制。 四、国际化应用 EVCC还具备国际化应用的能力。它可以将国标GB/T27930 CAN通讯转换成ISO/IEC15118、DIN70121、SAE2847-2等PLC通讯标准,使国标新能源汽车能够在欧美等海外市场实现充电功能。同时,EVCC还可以将国标GB/T27930通讯转换为日标CHAdeMO通讯标准,让出口日本的国标电动车实现本土日标充电桩的充电功能应用。 五、结论 EVCC作为电动汽车充电系统的核心控制器,在电能转换与控制、通信接口、安全保护、充电计量与计费等方面发挥着重要作用。通过精细的控制策略和先进的通信技术,EVCC能够实现高效、安全、智能的充电过程,为电动汽车的普及和推广提供有力支持。随着电动汽车市场的快速发展和技术的不断进步,EVCC将继续演进和创新,为电动汽车用户带来更加便捷、安全的充电体验。
随着汽车行业的不断发展,如今的汽车逐渐由机械式转向电子式的方向发展,汽车做得越来越智能,汽车的智能化离不开一个重要核心元件,那就是芯片!汽车上小到胎压监测系统TMPS、摄像头,大到整车控制器、自动驾驶域控制器。