目前一臺(tái)電動(dòng)車的平均生產(chǎn)成本，比一臺(tái)傳統(tǒng)燃油汽車高出12,000美元。汽車業(yè)者致力符合各國碳排放法規(guī)的同時(shí)，同時(shí)希望讓電動(dòng)車的價(jià)格更實(shí)惠。因此德州儀器TI提出改善電動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)架構(gòu)，希望能降低50%系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，同時(shí)達(dá)到功率密度最大化、提高效能、優(yōu)化可靠度，提升電動(dòng)車價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。

　　TI將多個(gè)電動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)整合至一個(gè)箱體

　　對(duì)于車輛設(shè)計(jì)工程師而言，要提升效能與可靠度、增加續(xù)航里程，同時(shí)降低動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的成本，無疑是個(gè)艱鉅的挑戰(zhàn)。有鑒于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是一臺(tái)電動(dòng)車成本最高的部件，EV動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)整合便能成為解決方案的關(guān)鍵之一。

　　現(xiàn)行混合動(dòng)力車與電動(dòng)車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)由各類系統(tǒng)組成，用以驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)，包含電池、DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器與牽引逆變器等，各自裝于不同位置。TI全球汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)總經(jīng)理Karl-Heinz Steinmetz表示，隨著類比與嵌入式處理技術(shù)持續(xù)發(fā)展，設(shè)計(jì)人員能透過單一網(wǎng)域控制器與功率級(jí)，將這些系統(tǒng)進(jìn)一步整合，不只有助提高效能與可靠度、降低成本，更能滿足車輛功能性安全需求。

　　TI全球汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)總經(jīng)理Karl-Heinz Steinmetz表示，整合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，將提高效能與可靠度、降低成本

　　將動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)整合至單一、精巧的機(jī)械箱體中，不只能簡化設(shè)計(jì)與組裝流程，也能節(jié)省額外包材、冗馀硬體，因此能減少系統(tǒng)重量與體積。Steinmetz認(rèn)為，多一公斤或少一公斤，都對(duì)車輛的性能影響甚大。如果能減少車體的重量，就能提升整體性能、拉長單次充電的行駛里程。

　　透過提高功率密度來改善效能的創(chuàng)新技術(shù)也非常重要。采用車用氮化鎵（GaN）技術(shù)等新科技的電動(dòng)車能以更高的效能運(yùn)轉(zhuǎn)、減少熱能逸散，提升續(xù)航里程。因此對(duì)于散熱零組件也相對(duì)減少，進(jìn)而降低成本。氮化鎵的高速閘極驅(qū)動(dòng)器，能減少磁性元件體積60%，降低整體重量與成本。

　　電動(dòng)車分散式系統(tǒng)架構(gòu)與整合式系統(tǒng)架構(gòu)比較

　　Steinmetz提到，能夠處理復(fù)雜電源轉(zhuǎn)換需求的即時(shí)微控制器（MCU），也是實(shí)現(xiàn)整合式動(dòng)力傳動(dòng)架構(gòu)的關(guān)鍵。TI C2000 MCU具有低延遲的優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)1~2MHz的切換頻率，因此只需要較小的電感器、電容器等外部元件。有了即時(shí)感測(cè)功能，加上更高的控制環(huán)路切換頻率，就能將牽引馬達(dá)的轉(zhuǎn)速提升到20,000RPM。這樣一來，汽車工程師打造的馬達(dá)體積能縮小三分之一以上，勝過先前轉(zhuǎn)速最高只有10,000RPM的設(shè)計(jì)。

　　整合式動(dòng)力傳動(dòng)架構(gòu)配備單一即時(shí)MCU后，系統(tǒng)能有效處理分散于不同系統(tǒng)、多個(gè)MCU的工作。在高度整合的設(shè)計(jì)中，即時(shí)MCU能同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)位電源與馬達(dá)控制功能，在提升效能的同時(shí)節(jié)省空間。

　　無論是EV或傳統(tǒng)燃油車，系統(tǒng)可靠度都至關(guān)重要。在整合式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)中，由于可能故障損壞的零件較少，可靠度也更高。整合式系統(tǒng)本身雖然具備多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，但要確保電動(dòng)車高壓電池系統(tǒng)的可靠度，仍需要穩(wěn)健的保護(hù)功能與最佳化的散熱效益。

　　設(shè)計(jì)人員能透過絕緣技術(shù)解決這類難題，采用專為嚴(yán)苛駕駛環(huán)境設(shè)計(jì)、經(jīng)過性能檢測(cè)的絕緣式閘極驅(qū)動(dòng)器與調(diào)變器。整合式診斷也是保障安全的關(guān)鍵，而且有助動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)符合ASIL-D車輛安全完整性規(guī)范。

　　電動(dòng)車市場(chǎng)正在快速成長，目前全球共有約560萬部電動(dòng)車，估計(jì)至2025年，電動(dòng)車將占全球總汽車銷量的30%。2整合式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)能提高功率密度40%至50%，且大幅降低設(shè)計(jì)體積、重量，同時(shí)提升可靠度。