汽车电动化趋势，电子元件来相助

（本文编译自electronicdesign）

如今，驾驶员对于汽车的安全性能、信息娱乐、高级安全功能、舒适控制等方面的需求不断提升，这些也正推动目前车辆中电子元件的集成度达到前所未有的高度。据行业专家预测，未来的每辆高端智能电动车中芯片搭载的数量将超过3000片。

为了满足消费者和专业人士对车辆智能化和互联性的更高要求，设计并制造各种类型的汽车，就意味着所需的电子元件数量将呈指数级增长，包括电源和互连组件。根据Statista的数据，预计到2030年，电子元件将占新车成本的50%。

车辆中电子功能的涌入为汽车设计和创新提供了广阔的舞台。

汽车半导体应用领域不断扩展

电动汽车正在推动汽车的创新设计发展。随着传统内燃机的淘汰，汽车制造商对电池和充电端口的分布位置的设计拥有了更多灵活性，也能够增加乘客或货物的空间等。

新型电动汽车（EV）公司不断进入市场，导致汽车品牌和型号也越来越多。虽然许多电动汽车仍然价格高昂且缺乏标准化，但选择的增加为驾驶员提供了更多风格和定制的选择。随着技术的改进和生产规模的扩大，汽车的价格可能会随时间而逐渐下降。

汽车行业的设计往往非常注重可靠性、耐用性和严格验证，但在这一快速变化的时期，许多平台尚未成为行业标准。但电动汽车设计的通用布局最终会发布，这将有助于降低成本。

所有电动汽车都需要可靠的电力传输和高速数据传输，以支持实时、以软件为引导的决策制定。

微处理器的发展也推动了汽车设计的范式转变。软件定义汽车（SDV）平台的出现，可用来管理车辆系统的功能和行为，这意味着对硬件的依赖减少了，控制复杂系统所需的部件和电线也减少了。最终导致的结果是提高了模块化、灵活性和连接性。

而且也几乎不可能再增加更多的电线了，因此汽车制造商正在借鉴计算机行业的经验。使用一种能在千兆赫兹范围内运行的双绞线以太网标准，这极大地减少了汽车中所需的电线数量。

同样，48V电气系统也可以转向更细的电线。在SDV的区域架构中，一个控制器和设备位于同一总线上，通过单根电线连接所有设备。未来的汽车将设计得更好，也可以处理更高的连接速度。

混合动力汽车与电动汽车二选一

电动汽车和混合动力汽车是两种不同类型的汽车，它们在动力系统上有所不同。电动汽车是一种完全依靠电力驱动的汽车，而混合动力汽车则是同时使用燃油和电力驱动的汽车。

对于美国驾驶员来说，他们非常关注电动汽车的充电基础设施和行驶里程，因此他们开始偏向于混合动力汽车。在电池技术没有完全突破之前，混合动力技术有效地填补了纯电新能源汽车的不足。特别是在解决电动汽车的续航焦虑和充电不便的问题上，混合动力技术展现出了其独特的优势。据美联社报道，美国混合动力汽车的购买增长率达到了76%，而电动汽车的销售增长在2023年陷入了停滞。

尽管美国消费者对电动汽车的接受度增长不如预期迅速，但电动汽车在商业车队中的普及率正在逐渐提高。环境可持续性是这一趋势的驱动力，最后一公里的配送、公共交通以及停车场中使用的轻型和中型车辆都在向电池电动、插电式电动和替代燃料转变。

而中国，不管是在电动汽车和还是混合动力汽车领域都处于领先地位。8月4日，乘联会秘书长崔东树发文称，近期中国新能源乘用车的增速强于世界平均增长速度。中国在世界纯电动车市场份额表现相对突出，2023年的份额达到61%的份额水平，2024年1-6月59%的表现相对平稳。中国在世界插电混动份额表现持续走强，2023年上升到69%的水平，2024年1-6月达到74%的超高水平，其中2季度达到78%。

选择汽车零部件需考虑的关键因素

目前，汽车中平均包含80个传感器、100个电子单元以及大量电线。为了在各种天气和道路条件、温度、振动等环境下具有良好表现，零部件必须符合严格的标准。

在交通领域，可靠性和耐用性至关重要。由于某些零部件需要使用长达数十年，因此可能需要花费很长时间在很多车辆中观察这些零部件发生的变化。例如，对于消费者而言，充电线的USB-C标准是必不可少的。

多个组织为汽车零部件设定了标准，包括美国汽车研究委员会（USCAR）和汽车电子委员会（AEC）。AEC和USCAR制定了性能要求，并仔细审查和认证了用于汽车中的零部件。AEC认证的零部件（AECQ）质量高、耐用且可靠，能够在恶劣条件下保持性能不受影响。

在选择零部件时，安全始终是第一位的。如果某个零部件发生故障，是否有备用安全装置来防止事故发生？汽车设计师通常会寻找最新、最优质的零部件，以添加最新功能来实现最佳性能。虽然快速上市很重要，但确保驾驶员和乘客安全的可靠性是始终如一的。

在选择汽车零部件时，除了安全性之外，还需要考虑以下因素：

• 能效：能源是否被正确地使用，还是部件会消耗额外的电力？

• 模块化：部件是否易于车主更换，还是需要前往修理厂？

• 接触状态：该部件可以插拔多少次——连接器的工作状态是否良好？

• 用例：部件是否按照规格建造以满足用例？不合格的部件可能只是摆样子，而无法正常工作，而过度的认证可能会限制设计的灵活性。

• 组装便利性：根据车辆中的位置，生产线是否能够重复安装该部件？

虽然这些因素在汽车设计中的重要性被低估了，但互连件提供了制造可互换模块化部件的灵活性。

随着车辆设计的不断提升，在产品规格方面找到正确的平衡点至关重要。随着功能的增加，部件标准可能需要更新。另一方面，如果标准过高，可能会导致成本过高或限制设计的灵活性。

汽车电子设计的未来：微型化与微处理器

汽车的电气化进程才刚刚开始。消费者将继续加快对电动汽车的采用，以减少汽油和柴油的使用。对汽车的安全和舒适的需求也将增长。

随着微电子技术的发展，电子元件的微型化将仍是主要趋势，这导致车辆中安装的微处理器数量增加。向SDV平台转变及其对控制系统重新设计的要求将在未来几年产生重大影响。

车辆中更多的微处理器将推动一系列依赖边缘快速数据处理的创新，包括自动驾驶技术，该技术可能在2030年前就可广泛使用。

交通和汽车行业将继续推动创新，当然，这需要零部件供应商和电子分销商的支持，提供推动创新所需的零部件和服务。