《ADAS和电动汽车加速汽车电子控制单元的需求》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2019-06-09
  • 我们的分析

    电子控制单元(ECU)在汽车行业中发挥着越来越重要的作用,推动了更安全,更智能,更清洁和更好连接的汽车的发展。因此,根据IHS Markit预测,全球汽车ECU收入预计将在2030年飙升至2110亿美元,复合年增长率(CAGR)将从2018年的1220亿美元上升至5%。

    ECU进入Overdrive

    虽然驾驶员的操作基本上是不可见的,但ECU对于保持车辆行驶至关重要,管理汽车子系统,包括发动机,动力转向和变速箱。

    电动汽车和ADAS加速了需求

    ECU使用量的增加反映了每辆新车中电子产品数量增加的更广泛趋势。根据IHS Markit预测,2030年车载电子产品的平均价值预计将从2018年的1,296美元上升至1,832美元。

    未来几年汽车电子内容上升的最大因素是ADAS,混合动力电动汽车(HEV)和电动汽车(BEV)。

    总的来说,HEV和BEV ECU在2018年仅占汽车电子市场总量的3%,但预计到2030年将增长到15%。2030年,ADAS将增长到占汽车电子收入的29%,高于2018年的17%。

    保持ECU的控制

    虽然ECU的激增正在推动汽车的许多新功能,但设备的多样性正在创造新的挑战。特别是,所有ECU的管理已成为一项复杂的任务。为了解决这个问题,汽车制造商正在寻求通过将功能整合到更少的设备中来减少每辆车中的ECU数量。

    新的电子架构正在兴起,以帮助管理成本,功耗和重量。一种新兴的架构是驾驶舱域控制器(CDC)。

    根据IHS Markit预测,合并将导致全球汽车信息娱乐电子产品收入趋于平缓。预计会出现这种情况,因为一些信息娱乐导向的ECU被CDC部分或完全取代。

    大型供应商主导着ECU业务

    大型汽车供应商大陆集团和博世在全球ECU市场的竞争中相形见绌。这两家公司合计占2018年ECU市场总量的28%。

    尽管尝试进行整合,但随着越来越多的汽车功能超出减少ECU使用量的努力,未来几年ECU的使用量将继续扩大。

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    • 来源专题:工程机械与高端装备
    • 编译者:李红艳
    • 发布时间:2025-08-21
    • 热管理技术在汽车、数据中心和航天器等多个领域都非常普遍,每个行业都需要实施热保护材料和结构。IDTechEx 的热管理研究报告组合涵盖了有关材料开发以及提高性能和防止热失控的方法的广泛研究。 气凝胶、云母和固态化学 电动汽车 (EV) 电池自最初开发以来一直存在火灾风险,原因是单个电池、线束或环境因素的故障,这导致汽车制造商进行了一些代价高昂的召回。因此,安全标准得到了提高,这意味着近年来消防材料有了很大的发展。 IDTechEx 的报告《2025-2035 年电动汽车电池防火材料》探讨了防止热失控传播的多种途径,包括气凝胶、云母和陶瓷,以及更换电池化学成分以获得可能更安全的替代品。 气凝胶具有防止细胞之间热传递的能力,并且具有低导热性和密度。陶瓷和泡沫具有相似的优势,因此是防止整个电池传播的良好初始选择。云母是 IDTechEx 描述为更易于使用的另一种选择,因为尽管其密度很高,但它用于薄、低成本的板材,并且具有很强的电气性能。 固态电解质电池已成为常用液体电解质的更安全的选择,具有更高的热稳定性和消除易燃液体的特点。固态化学品还具有更高的导热性,导致更大的安全工作温度范围,并且外部加热故障产生的热量更少。尽管它们在内部短路情况下可能会表现出更高的温度,并且在更广泛的商业采用方面存在挑战。 通过使用介电流体进行浸没式冷却,可以更有效地保持电池的工作温度来延长电池的使用寿命,介电流是一种允许电池和冷却液之间直接热接触的冷却方法。氢氟醚和碳氢化合物是可用于浸没式冷却的两大类材料。IDTechEx 的报告《2026-2036 年电动汽车热管理:材料、市场和技术》发现,碳氢化合物具有重量轻、成本低和导热系数更高的特点,是更有前途的选择。然而,沉浸式仍将作为整个市场的一小部分。 数据中心的空气冷却与液体冷却 液体冷却是数据中心热管理的一个主要类别,直接芯片冷却是近年来最流行的。这种方法将冷板直接安装在 GPU 或 CPU 等热源的顶部,可以分为单相或两相,分别使用水乙二醇(通常为 PG25)或制冷剂。浸入式冷却是另一种“直接”方法,将整个服务器主板浸入一罐液体中,并且还带有单相或两相选项,其中两相可以提供更高的冷却能力。 这些方法可能会提供一种新的和改进的方法,在这种方法中,传统的空气冷却(使用服务器板上的风扇来提供气流)可能不再足以满足 GPU 和 CPU 不断增加的热设计能力。 后门热交换器 (RDHx)、机房空调、机房空气处理器和边车热交换器等空气冷却都是房间和设施级冷却的选项。然而,机房空气处理器单元提供了空气和液体冷却的混合方法,它们可以使用泵房的冷水,来自 IT 机房的热空气和泵房的冷板之间发生热交换。欲了解更多信息,请访问 IDTechEx 的报告《2025-2035 年数据中心的热管理:技术、市场和机遇》。 用于高速的火箭和热保护 由于航天器的速度高,其产生的动能是无与伦比的,这意味着该领域的热管理技术至关重要。在着陆前使航天器减速需要耗散多余的能量,这可以通过燃烧逆行火箭(用于利基应用)或空气制动来实现。 可扩展、烧蚀和可重复使用的三种空气制动方法都有自己的热保护系统。可扩展系统仍在开发中,并使用机械膨胀或气体充气系统来增加航天器的表面积,以减少峰值和总热负荷。另一方面,烧蚀器是一项经过验证的高温技术,用于许多太空任务,包括气态巨行星进入和月球返回。 可重复使用的热保护系统,可能包括航天器周围的硅砖,以其低密度和低导电性而闻名,同时提供隔热效果。它们在涂层时也可以具有高发射率,并且可以达到较高的最高温度。这些因素对于保持航天器完好无损,并确保热量不会传递到内部或身体不会太重是必要的。对于机头和前缘,需要更重的碳复合材料,因为这些区域会产生更多的热量。IDTechEx 的报告《2025-2035 年航天器隔热罩和热保护系统:技术和市场展望》涵盖了航天器制造中使用的不同材料,以提供有效和安全的热保护。
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    • 来源专题:新能源汽车
    • 编译者:王晓丽
    • 发布时间:2024-12-02
    • 电动汽车不仅带来了环保的希望,也带来了关键的安全问题——其中最主要的是锂离子电池带来的火灾风险。虽然这些电池是电动汽车不可或缺的动力来源,但它们也面临着独特的挑战,尤其是在停车场这样的密闭空间,火灾的可能性会带来严重后果。 这种风险的核心在于锂离子电池(LiB),这是一种强大的能量存储设备,但存在相当大的漏洞。这些电池的几个组件都有火灾风险,但在这方面被称为阴极的部分是至关重要的。它们通常由镍锰钴氧化物(NMC)或磷酸铁锂(LFP)制成。NMC更具成本效益,但也更容易发生热失控,这是一种引发锂电池突然起火的危险反应。 热失控是一种导致温度迅速升高的自加速反应。它通常是由过度充电、过热、损坏或缺陷引起的,一旦启动,就会引起难以控制的火灾,难以扑灭。内置的电池管理系统(BMS)降低了热失控的风险,该系统包括实时监控、自动停用功能和隔离火灾的分区模块。然而,随着电动汽车行驶里程和性能的提高,它们的电池越来越大,这使得消防安全成为一个严峻的挑战,尤其是在室内环境中。 电动汽车电池类型  为了更好地了解全球电动汽车市场,研究分析了来自欧洲、亚洲和美洲的 100 辆电动汽车,涵盖各种品牌和型号。 研究结果显示,约 90% 的电动汽车使用 NMC 电池。 虽然这些电池因生产成本较低而受到制造商的青睐,但它们更容易发生热失控,因此是一个主要的安全问题。 电池的重量效率比是电动汽车制造商的一个重要考虑因素,通常决定了使用哪种类型的电池。 然而,我们对 NMC 和 LFP 电池进行比较后发现了意想不到的结果。 NMC 电池每千瓦时 6.74 千克,仅比 LFP 电池每千瓦时 6.51 千克稍重。 这一微小的差异使人们对 NMC 电池的重量-能量优势产生了质疑,尤其是考虑到其火灾风险会增加。 NMC 电池和 LFP 电池的起火行为  研究还关注了 NMC 电池和 LFP 电池的起火行为,这是两种最常见的电动汽车电池类型。 查看了 24 项研究的数据,检查了点燃锂离子电池以测量随时间变化的热释放率 (HRR) 的实验--本质上是测量电池燃烧的速度。 这些测试虽然很有见地,但反映的是单个电池的行为。 包含数千个电池单元的全电动汽车电池组起火要复杂得多,涉及连锁反应和车辆本身释放的额外能量。 不过,我们的分析确实揭示了 NMC 和 LFP 电池在容量增加时起火行为的显著差异。 如下图所示,在容量较低时,NMC 电池的最大 HRR 相对较低,但在容量较高时,HRR 会急剧上升,超过 100 kW。 相比之下,LFP 电池的 HRR 更加稳定,会逐渐上升,不会达到 NMC 的极端水平。 这表明,NMC 电池在容量较高时具有更大的起火风险,强调了在评估电动汽车安全时考虑电池类型和容量的必要性,尤其是对于较大的电池组。 电池电量与火灾风险  除了电池类型和容量外,研究还探讨了电池的充电水平(即充电状态(SoC))是否会影响火灾时释放的功率。 数据被分为五个部分--充电水平为 0%、25%、50%、75% 和 100% --并引入了一个新指标 kW per Ah,以反映热释放率 (HRR) 与电池容量的函数关系。 结果显而易见:从 0% 到 75% 的充电水平,火灾强度保持稳定,但在满电状态下,LFP 电池的火灾强度猛增至 31 kW/Ah,NMC 电池则为 38 kW/Ah。 这一增长与现实世界中的事故相吻合,因为许多火灾都发生在车辆充电期间。 这突出了在停车场充电站(尤其是地下充电站)安装有效防火系统的重要性,以降低与电动汽车(尤其是装有高容量 NMC 电池的电动汽车)充电相关的风险。 那么,拥有一辆电动汽车是否安全呢?  答案是肯定的,但前提是必须采取一定的安全措施。 系统性措施(如公共场所的先进灭火系统)至关重要,但电动汽车车主个人在最大限度降低风险方面也发挥着重要作用。 拥有一辆电动汽车并在家中充电固然非常方便,但解决潜在的危险也至关重要。 遵循制造商的指导原则、定期进行电池健康检查、在车库中配备防火工具(如电气等级灭火器和防火毯),这些都能大大提高安全性。 采取这些积极主动的措施,我们就能满怀信心、高枕无忧地迎接清洁交通的未来。 原文链接:https://theconversation.com/electric-vehicle-fires-how-worried-should-we-really-be-244016