汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)他(ta)們(men)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)正(zheng)麵(mian)臨(lin)著(zhe)日(ri)益(yi)嚴(yan)格(ge)的(de)燃(ran)油(you)經(jing)濟(ji)性(xing)和(he)尾(wei)氣(qi)排(pai)放(fang)控(kong)製(zhi)要(yao)求(qiu)。在(zai)近(jin)期(qi)發(fa)生(sheng)的(de)柴(chai)油(you)發(fa)動(dong)機(ji)排(pai)放(fang)醜(chou)聞(wen)之(zhi)前(qian)，這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)就(jiu)早(zao)已(yi)出(chu)現(xian)，隻(zhi)不(bu)過(guo)現(xian)在(zai)更(geng)加(jia)嚴(yan)格(ge)。

 

這導致汽車廠商需要更多、更(geng)複(fu)雜(za)的(de)後(hou)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)，而(er)過(guo)去(qu)未(wei)采(cai)用(yong)後(hou)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)的(de)車(che)輛(liang)也(ye)需(xu)要(yao)安(an)裝(zhuang)後(hou)處(chu)理(li)係(xi)統(tong)。為(wei)了(le)確(que)保(bao)這(zhe)類(lei)後(hou)處(chu)理(li)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)妥(tuo)善(shan)工(gong)作(zuo)，我(wo)們(men)顯(xian)然(ran)需(xu)要(yao)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)的(de)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)。事(shi)實(shi)上(shang)
，梅(mei)賽(sai)德(de)斯(si)從(cong) 2014 年起就已經開始為某些搭載汽油發動機的車型安裝微粒過濾器，例如 W222 S500。該公司表示，今後將隨著發動機的升級逐步擴大微粒過濾器的使用範圍。

 

與yu後hou處chu理li技ji術shu的de改gai進jin一yi樣yang，控kong製zhi策ce略lve也ye正zheng變bian得de更geng加jia複fu雜za，越yue來lai越yue多duo的de廠chang商shang開kai始shi采cai用yong基ji於yu模mo型xing的de控kong製zhi而er不bu是shi相xiang對dui簡jian單dan的de圖tu位wei控kong製zhi技ji術shu。向xiang基ji於yu模mo型xing的de控kong製zhi轉zhuan變bian通tong常chang意yi味wei著zhe更geng高gao的de處chu理li要yao求qiu。某mou些xie情qing況kuang下xia可ke以yi使shi用yong特te定ding的de加jia速su器qi IP
，但是更常見的方法是直接通過處理器內核為基於模型的控製提供支持。這就需要浮點支持；而為了確保高效執行，還有必要引入某些特定的數學運算來幫忙。

 

雖(sui)然(ran)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)在(zai)全(quan)球(qiu)汽(qi)車(che)產(chan)量(liang)中(zhong)所(suo)占(zhan)的(de)份(fen)額(e)依(yi)然(ran)相(xiang)對(dui)較(jiao)小(xiao)
，但(dan)是(shi)毫(hao)無(wu)疑(yi)問(wen)
，隨(sui)著(zhe)排(pai)放(fang)指(zhi)標(biao)的(de)趨(qu)緊(jin)以(yi)及(ji)汽(qi)車(che)廠(chang)商(shang)陸(lu)續(xu)推(tui)出(chu)更(geng)加(jia)高(gao)性(xing)價(jia)比(bi)和(he)出(chu)色(se)的(de)產(chan)品(pin)
，這(zhe)個(ge)份(fen)額(e)必(bi)將(jiang)獲(huo)得(de)顯(xian)著(zhu)的(de)增(zeng)長(chang)。

 

研究公司Strategy Analytics的研究表明
，各類電動汽車的產量在汽車總產量中所占的份額預計將從 2016 年的 5% 提高到 2023 年的 15%。

 

按動力係統類型劃分的輕型汽車產量

 

混合動力汽車/電動汽車的總產量預計將從 2015 年的330 萬輛增長到 2020 年 1160 萬輛
，複合年均增長率超過 28%。這個速度遠遠超過傳統動力汽車 1.6% 的年均增長率，也大大高於汽車總產量 3.3% 的年均增長率。預計到 2023 年，電動汽車的市場需求將進一步增長到 1700 萬輛以上。

 

電動汽車有很多不同的類型。按照它們的電動化程度，可以大致分為：

 

輕度混合動力汽車——電動機功率通常低於 15 kW，僅用於提供扭矩輔助而不具備純電力驅動功能。 在所有混合動力汽車類型中，這個類別的增速排名第二
，2015 年到 2020 年的複合年均增長率達到 45%。這個增速在很大程度上有賴於 48V 技術的成功引進。這種 48V 輕度混合動力汽車預計將在歐洲市場獲得極大發展
，因為各大汽車廠商正在積極開發性價比更高的汽油發動機來取代柴油發動機。

 

全混合動力汽車——電動機功率通常高於 30 kW，能夠在沒有內燃機協助的情況下獨立驅動汽車。 這類汽車配備的電池通常很小，因此純電動續航裏程常常隻有幾公裏。這個類別的增速最慢
，2015 年到 2020 年的複合年均增長率僅為 8%——但是仍然大大高於 3.3% 的整體市場增速。這個細分市場目前最受歡迎也最為成熟（例如豐田普銳斯），因此要繼續增長也較為困難。另外，有一部分需求將向插電式混合動力汽車轉移。

 

插cha電dian式shi混hun合he動dong力li汽qi車che和he全quan混hun合he動dong力li汽qi車che類lei似si，也ye配pei備bei功gong率lv強qiang大da的de電dian動dong機ji，但dan是shi電dian池chi的de尺chi寸cun大da很hen多duo，並bing且qie可ke以yi使shi用yong外wai部bu電dian源yuan充chong電dian，因yin此ci純chun電dian動dong續xu航hang裏li程cheng也ye長chang很hen多duo。這zhe類lei汽qi車che提ti供gong了le“一舉兩得”的方案：純電動續航裏程可滿足日常通勤需求，而借助汽油發動機的續航裏程（以及快速加油）則可實現長途旅行。這個類別的增速將最快，2015 年到 2020 年的複合年均增長將達到 54%。因此，插電式混合動力汽車的產量預計將在 2020 年超越全混合動力汽車。

 

純電動汽車並不搭載汽油或柴油發動機。這個類別的增速可以排到第三位，2015 年到 2020 年的複合年均增長將超過 34%，盡jin管guan目mu前qian的de基ji數shu還hai非fei常chang小xiao。若ruo要yao實shi現xian預yu計ji增zeng速su，各ge大da汽qi車che廠chang商shang還hai需xu要yao推tui出chu新xin車che型xing。未wei來lai一yi段duan時shi間jian內nei，成cheng本ben和he續xu航hang裏li程cheng將jiang繼ji續xu成cheng為wei製zhi約yue這zhe類lei汽qi車che推tui廣guang的de因yin素su。

 

 

動(dong)力(li)係(xi)統(tong)版(ban)圖(tu)的(de)改(gai)變(bian)，加(jia)上(shang)傳(chuan)統(tong)動(dong)力(li)汽(qi)車(che)麵(mian)臨(lin)的(de)排(pai)放(fang)和(he)油(you)耗(hao)壓(ya)力(li)，共(gong)同(tong)推(tui)進(jin)了(le)人(ren)們(men)對(dui)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)器(qi)以(yi)及(ji)嵌(qian)入(ru)式(shi)處(chu)理(li)器(qi)的(de)需(xu)求(qiu)。同(tong)時(shi)
，采(cai)用(yong)內(nei)燃(ran)機(ji)和(he)電(dian)動(dong)機(ji)驅(qu)動(dong)的(de)混(hun)合(he)動(dong)力(li)汽(qi)車(che)需(xu)要(yao)對(dui)這(zhe)兩(liang)套(tao)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，還(hai)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)複(fu)雜(za)的(de)算(suan)法(fa)來(lai)決(jue)定(ding)兩(liang)個(ge)動(dong)力(li)來(lai)源(yuan)的(de)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)比(bi)例(li)，以(yi)滿(man)足(zu)駕(jia)駛(shi)員(yuan)對(dui)於(yu)動(dong)態(tai)扭(niu)矩(ju)的(de)需(xu)求(qiu)。電(dian)池(chi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)也(ye)需(xu)要(yao)對(dui)（通常為鋰離子）電池組的充電/放電和熱管理進行監督和控製。除此之外，插電式混合動力汽車和純電動汽車還需要配備車載充電器控製器，因此光是動力係統可能就需要6個 32 位微控製器。

 

即便是概念上較為簡單的純電動汽車，它的控製策略也可能非常複雜：電動機通常需要同時應對加速和減速的扭矩需求，因為這類汽車通常采用再生製動技術。

 

某些車型還安裝多台電動機來實現更高的性能水平。負責扭矩矢量控製和前/後扭矩分配的動態控製元件也需要得到管理和控製。

 

除(chu)了(le)所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)，市(shi)場(chang)對(dui)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)的(de)要(yao)求(qiu)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。駕(jia)駛(shi)員(yuan)對(dui)扭(niu)矩(ju)輸(shu)出(chu)的(de)直(zhi)接(jie)控(kong)製(zhi)越(yue)來(lai)越(yue)少(shao)，因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)確(que)保(bao)電(dian)動(dong)機(ji)在(zai)任(ren)何(he)條(tiao)件(jian)下(xia)都(dou)能(neng)作(zuo)出(chu)預(yu)判(pan)並(bing)安(an)全(quan)響(xiang)應(ying)。

 

另外，自 2011 年 ISO 26262 《道路車輛功能安全》標(biao)準(zhun)發(fa)布(bu)以(yi)來(lai)

，所(suo)有(you)汽(qi)車(che)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)對(dui)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)的(de)重(zhong)視(shi)程(cheng)度(du)也(ye)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。關(guan)於(yu)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)對(dui)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)的(de)意(yi)義(yi)，電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)和(he)混(hun)合(he)動(dong)力(li)汽(qi)車(che)的(de)電(dian)池(chi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)例(li)子(zi)。特(te)斯(si)拉(la)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)采(cai)用(yong)大(da)型(xing) 90kWh 鋰電池組
，它所攜帶的能量相當於 77 公斤 TNT 炸藥。雖然這個數字小於傳統動力汽車油箱內攜帶的能量，但是正確地進行電池的熱管理和充電管理（由電子控製單元負責）對於確保安全行駛來說的確至關重要。

 

半導體廠商需要在這方麵提供支持，包括具體的產品設計特點（例如雙核鎖步
、ECC 內存保護和總線）和設計流程（例如為 IEC 61508 / SIL 3、ISO 262626 / ASIL D 提供安全手冊和支持）。

 

動力係統控製需要克服的最後一個難題是控製的集中化趨勢。目前市場上的高端車型配備 100 多個獨立電子控製單元。在動力係統內部，為基本的內燃機控製、氣門控製（例如 BMW Valvetronic 係統）、變速箱控製以及混合動力汽車的牽引電動機/變頻器/電(dian)池(chi)配(pei)備(bei)獨(du)立(li)的(de)控(kong)製(zhi)器(qi)是(shi)常(chang)見(jian)的(de)做(zuo)法(fa)。不(bu)少(shao)汽(qi)車(che)廠(chang)商(shang)開(kai)始(shi)尋(xun)求(qiu)將(jiang)多(duo)項(xiang)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)整(zheng)合(he)到(dao)數(shu)量(liang)較(jiao)少(shao)但(dan)是(shi)功(gong)能(neng)更(geng)強(qiang)大(da)的(de)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)中(zhong)
，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)豪(hao)華(hua)車(che)市(shi)場(chang)。這(zhe)類(lei)控(kong)製(zhi)器(qi)可(ke)能(neng)是(shi)多(duo)處(chu)理(li)器(qi)設(she)備(bei)
，每(mei)一(yi)個(ge)處(chu)理(li)器(qi)可(ke)能(neng)配(pei)備(bei)多(duo)個(ge)內(nei)核(he)並(bing)運(yun)行(xing)多(duo)個(ge)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)。運(yun)行(xing)多(duo)套(tao)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)並(bing)通(tong)過(guo)管(guan)理(li)程(cheng)序(xu)實(shi)現(xian)任(ren)務(wu)虛(xu)擬(ni)化(hua)的(de)能(neng)力(li)將(jiang)變(bian)得(de)日(ri)益(yi)重(zhong)要(yao)
，不(bu)僅(jin)針(zhen)對(dui)信(xin)息(xi)娛(yu)樂(le)領(ling)域(yu)
，也(ye)包(bao)括(kuo)所(suo)有(you)汽(qi)車(che)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)。

 

在 2016 年 6 月舉行的路德維希堡汽車電子大會（Ludwigsburg  Automobil Elektronik Kongress）上，與會者的演講和討論表明，BMW、梅mei賽sai德de斯si和he奧ao迪di都dou在zai追zhui求qiu未wei來lai汽qi車che架jia構gou的de集ji中zhong化hua策ce略lve。這zhe項xiang任ren務wu顯xian然ran難nan度du很hen大da，要yao從cong高gao度du分fen散san直zhi接jie跨kua越yue到dao高gao度du集ji中zhong也ye是shi不bu太tai可ke能neng的de事shi。由you此ci看kan來lai
，所suo謂wei的de“域控製器”架構類型將得到更加廣泛的采用。這種架構將汽車上單個域（例如動力係統）內的功能整合作為單個控製器來對待。

 

不久前，BMW 在一份關於推出自動駕駛汽車平台的聲明中對這個趨勢可能產生的結果作出了預測。BMW 認為，這樣的汽車最終將隻有兩個大型控製器：一個負責控製車輛
，另一個負責控製信息娛樂平台。這是一個長期趨勢，在 2020 年之前還不太可能對汽車市場造成什麼影響。但是，半導體的投資周期很長，因此要滿足這些新的需求，現在就必須行動起來。

 

在這些不斷變化且嚴苛的要求推動下，到 2023 年，用於發動機控製應用程序的處理器市場規模預計將超過 10 億美元。這其中有大約 9% 的需求來自輕型汽車原裝應用程序。

          

發動機控製應用程序對處理器的需求（百萬美元）

 

在這些發動機控製應用程序當中
，來自電動汽車動力係統的處理器需求增速遠遠高於傳統汽油和柴油動力汽車。如上圖所示，到 2023 年，超過 37% 的發動機控製處理器需求將來自電動汽車。這個比例明顯高於電動汽車 15% 的產量份額，因為不少電動汽車都是混合動力汽車，同時需要對汽油/柴油發動機和電動機/變頻器/電池進行控製。

 

到 2020 年
，一輛普通的純汽油驅動汽車需要安裝價值約 7 美元的處理器來運行發動機控製應用程序。

 

如果是插電式混合動力汽車，那麼發動機控製所需的處理器明顯價值更高，到 2020 年將超過 34 美元。

 

 

目mu前qian的de動dong力li係xi統tong處chu理li器qi大da多duo采cai用yong專zhuan屬shu架jia構gou，但dan是shi已yi經jing有you跡ji象xiang表biao明ming未wei來lai將jiang發fa生sheng改gai變bian。所suo有you為wei汽qi車che產chan業ye服fu務wu的de半ban導dao體ti廠chang商shang都dou麵mian臨lin一yi個ge巨ju大da的de挑tiao戰zhan：如何投入巨額資金來升級現有的專屬架構
，好讓它們繼續為下一代動力係統服務。需求總是在變化
，何時/是否升級產品線將是決策的關鍵。如果能有一套現成的解決方案，既包括必要的安全特性
，也提供安全相關應用程序的流程/文件

，那麼將極大程度地縮短新設計的上市時間。

 

長期而言，隨著汽車控製的集中化程度越來越高，包括 BMW 在(zai)內(nei)的(de)部(bu)分(fen)汽(qi)車(che)廠(chang)商(shang)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)研(yan)究(jiu)如(ru)何(he)將(jiang)所(suo)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)車(che)輛(liang)動(dong)態(tai)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)集(ji)中(zhong)到(dao)一(yi)個(ge)模(mo)塊(kuai)當(dang)中(zhong)。這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)將(jiang)伴(ban)隨(sui)自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)更(geng)高(gao)的(de)汽(qi)車(che)問(wen)世(shi)而(er)得(de)到(dao)完(wan)善(shan)。動(dong)力(li)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)正(zheng)在(zai)從(cong)數(shu)量(liang)眾(zhong)多(duo)的(de)分(fen)散(san)式(shi)控(kong)製(zhi)盒(he)

，向(xiang)數(shu)量(liang)更(geng)少(shao)、功能更強大的控製設備轉變。在這個背景之下
，從各自為政的專屬架構向統一的標準架構過渡似乎更有吸引力。