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刚落地的新能源车 就已经被“淘汰”了?

2021-05-18 09:25:52

  如果你是电脑硬件玩家,肯定明白这样的道理,硬件总是在快速进化,使运算速度获得成倍提升,而功耗却不断下降。这是由于半导体芯片工艺制程在不断升级,使半导体芯片的性能每隔18个月就翻一番。尽管现在制程工艺发展已经遇到瓶颈,但是在每年的电子科技展览上,我们依旧能看到令人激动的半导体芯片新品。

刚落地的新能源车 就已经被“淘汰”了?

新能源,让汽车成了芯片消耗大户

  其实除了各种计算机之外,汽车也是芯片的消费大户。传统汽车由于只需要进行简单的数据采集和运算,对采用制程先进的芯片需求量并不大,但由于汽车的特性,对芯片稳定性要求相当苛刻,因此一直以来汽车芯片并不需要顶尖的芯片。

  但是汽车进入到智能化、网联化、电动化时代,汽车芯片的装车数量增加了不少,另外对芯片算力和功耗也提出了新的需求。如此一来,越来越多汽车芯片开始采用新工艺制程的产品。

  比如智能互联车载系统,目前有不少品牌就搭载了高通骁龙820芯片。尽管这是一款2015年推出,且采用14nm工艺制程,与目前顶尖的7nm、5nm芯片相比存在明显的代差,但与传统汽车芯片的40nm工艺制程相比,无疑先进得多。

  高通今年在线上发布了两款采用5nm制程的汽车用芯片,据说明年即2022年就开始量产,能为用户带来完美体验的数字座舱。要知道5nm制程的消费级产品距离上市也不过一年时间,高通此举无疑大幅缩小了车规级芯片与消费级芯片的工艺制程差距。

新能源汽车需要越来越强的芯片

  如此一来,不禁让人把车载芯片和普通的电脑芯片联系在一起,以后我们购买的汽车,是否会在一两年后就会变慢,而使用三五年后就面临淘汰。

  事实上,这一现象已经开始发生。现在,越来越多声音表示,汽车进入到智能化、网联化、电动化时代后,将会进入“软件定义汽车”时代,即汽车会在数字化进程进一步加速的时代潮流下,可通过软件的不断进化、完善,让汽车更好地服务用户。

  随着新能源汽车的兴起,软件定义汽车成为了行业焦点。

  而实现“软件定义汽车”最为关键的技术,就是车辆的OTA升级。OTA升级,其实就是Over-the-Air Technology的缩写,即通过移动网络实现空中下载技术。其目的与电脑、手机的系统升级一样,在不改变硬件的前提下,通过更新系统软件,让设备支持全新的功能、特性。

  一直以来,系统、软件的升级、优化,就是让用户购买新硬件的动力。比如Windows XP,当时只需一颗单核2.0GHz的处理器加上512MB内存,即可流畅运行,而现在流畅运行Windows 10系统的电脑,处理器大多是4核以上,频率超过4Ghz,内存8GB以上了。

  要想新系统能流畅、稳定地运行,就必须使用新的硬件。

  尽管汽车的OTA升级对系统硬件的要求,不会像电脑系统那样严苛,但无法避免的是,OTA只会让系统的运行速度越来越慢。如果不信,找一台2017年发布的iPhone 8手机,升级到目前最新版本的系统,再和最新的iPhone手机对比一下运行速度就清楚了。

  旧硬件无法升级,新系统、新技术不断推出,逗谁呢?

  这意味着,我们购买的新能源汽车,在落地时已经落后了。

  为什么是购车时?而不是购车后几年?这是由于一款车规级芯片在开发阶段,需要对适应性、稳定性进行大量耗时耗力的研发工作。当装车量产时,距离发布已经过去两三年时间了。就好比目前号称最快车机芯片的骁龙820,就是2015年推出的芯片,这款芯片与目前最新的骁龙888相比,相差了至少4代。

  不仅是车机芯片,在电动化的新能源汽车上,还有一种与三电系统性能息息相关的芯片——IGBT,即绝缘栅双极型晶体管,是电驱动系统中电源模块的关键,它影响着系统的整体效率,与电耗水平、续航距离等息息相关。

  目前,有不少人认为纯电动汽车的续航距离,仅仅与动力电池的能量密度、总体容量有关,而忽略的电耗水平的重要性。比如一块电量为60kW·h的动力电池,当电耗为20kW·h/100km时,可续航里程为300km,而通过提升IGBT效率,使电耗下降10%,续航里程就随之上升,达到333km。

  近日,新能源汽车IGBT供应商巨头英飞凌发布了一种应用于汽车的新型电源模块,该模块采用CoolSiC MOSFET技术,在相同条件下,该模块使用SiC(碳化硅),使得驱动系统中的功率模块可拥有更高的性能。据悉,英飞凌这套全新的解决方案可降低电驱系统的损耗,使得纯电动车的续航提升了5%以上,并率先搭载于现代IONIQ 5车型上。

  而除IGBT之外,目前纯电动汽车的各个关键零部件都在不断改进、创新,因此车辆的性能变化速度,远远超出了我们以往对汽车的认识。比如5年前我们能买到的纯电动车与最新上市的纯电动车相比,无论是性能层面、品质层面、价格层面,一项能打的都没有。

  装车时芯片已落后于时代潮流,但新硬件、新系统、新技术却在不断推出,如此看来,能真正被软件定义的,是那些还在设计研发阶段的车,而非消费者购买到的量产车,因为,量产车的硬件无法升级,在落地时,已经被新的软件“淘汰”了。

  在燃油车时代,技术的进步并没有如此快速,一套成熟的、稳定的、可靠的动力总成,新车装车时长往往长达十年、二十年。并且通过技术的不断更新,通过零部件的升级,使动力总成的综合性能得以提升,形成满足用户需求新型动力系统,从而大幅降低研发成本和减少研发时间。如此一来,无论是在研发端、用户端甚至是售后端,均有优势。

  一套成熟的、稳定的、可靠的燃油动力总成,它的寿命可以很长。

  而纯电动汽车,可能就不能单独升级某个零部件的性能了,比如动力电池取得了技术突破,能够支持更大的充电电流,更大的放电电流和持续时间。如果要尽可能发挥新电池技术的特性,就不得使用全新的电控系统及电动机。对于用户而言,就是换车。就犹如电脑的硬件,要享受最新的硬件特性带来的性能体验,在升级CPU的同时,就必须对主板、内存、显卡、甚至连同性能也要一并升级。

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