【技术干货】电动汽车与电动二轮车的发展趋势与解决方案

电动汽车在许多欧美等已开发国家发展相当迅速，在中国市场更是受到政府与企业的大量投入，预计2025年中国新能源汽车渗透率将达50%，原定的2035年新能源汽车渗透率超过50%的目标，将可望提前十年实现。

但对南亚和东南亚等许多开发中国家而言，长期以来，标志性的嘟嘟车一直是这些国家的主要交通工具。这些两轮与三轮车辆广泛用于城镇内的短程交通，提供了经济实惠且灵活的出行方式。如今，电气化的风潮也吹向二轮与三轮车了。

依据报导，在2024年2月，印度的电动二轮车的登记注册量激增，与去年同期相较，市场大幅飙涨24%，2024年2月电动两轮车的渗透率达到5.7%，较1月的5.6%略有上升，凸显了电动二轮车市场的持续成长动能，依据市场分析，预期在2030年将可实现80%二轮车电气化，主因在于二轮的电动车比二轮的汽油车将可节省20-70%的拥有成本，加上生产制造的进入门坎降低，也吸引了大量企业投入这个市场。

此外，泰国摩托车产业的需求也持续旺盛，并在2023年市场连续第三次增长，取得了过去十年第三好的业绩。摩托车总体销量已达187万辆（+4.4%），其中电动摩托车细分市场，也在低阶与中阶市场取得强劲成长（+117.2%）。

预测表明，亚洲的电动二轮车和电动三轮车市场在未来几年将以超过30%和11%的复合年增长率（CAGR）增长。这场电力革命不仅在亚洲，而且将在全球范围内为城市交通带来了新的变革。

从电动汽车（四轮电动车）的市场趋势来看，牵引逆变器是最有价值的功能，设计随着电池组电压从400V到800V甚至更高而变化，效率和性能是市场发展的关键因素。

电动汽车的技术发展趋势还包括锂电池、固态电池和其他新型电池技术的开发，提高电动汽车的节能效率则是一个重要的发展方向。自动驾驶技术在电动汽车领域正在积极开发，结合智能互联技术使得电动汽车能够与其他车辆、基础设施，以及用户的智能设备进行信息交互和数据共享，进一步提高电动汽车的智能化水平。

此外，使用轻量化材料可以降低电动汽车的整体重量，提高能源利用效率。因此，未来的趋势是研究和应用更多的轻量化材料，如碳纤维、铝合金等。还有发展高效的能源管理系统可以最大程度地利用电动汽车的能源，延长行驶里程，并通过软件和硬件技术创新，优化能源管理系统。这些技术趋势共同推动了电动汽车的发展，使其在节能环保、智能化和安全性等方面不断取得进步。

另一方面，在电动摩托车（电动二轮车）市场中，牵引逆变器与高速、长距离行驶等因素，是决定电动二轮车市场排名的核心，南亚国家的政府正在重点关注电动二轮车的发展，以减少碳排放。

和电动汽车一样，电动二轮车的电池技术也是关键之一，未来的趋势是开发更高容量、更轻量、更快充电速度、寿命更长的电池。电动二轮车对车重和车身结构的要求比汽车更为严格，因此轻量化设计是一个重要的发展方向，将利用轻量化材料、优化车身结构，降低整体重量，以提高能源利用效率。

智能化技术在电动二轮车中也将得到广泛应用，包括智能互联、自动驾驶辅助系统、车辆远程控制等，进一步发展智能化技术，提升骑行安全性和便利性。此外，充电基础设施的建设和普及也是一个重要发展方向，提高电动二轮车的节能效率，优化电动机系统、控制系统，提高能源利用率，以延长行驶里程。

电动二轮车的安全技术也在不断发展，未来的趋势包括导入更先进的防锁死系统、电子稳定控制系统、碰撞警报系统等安全技术。这些技术趋势共同推动了电动二轮车的发展，使其在节能环保、智能化和安全性等方面不断取得进步，使其越来越受到消费者的青睐。

目前电动汽车市场发展迅猛，对提高电动汽车性能的需求也随之增加了。设计人员和汽车制造商需要加快产品上市速度，同时优先考虑如何提高效率和终端用户体验。另外，还要寻找合适的解决方案，开发包括电动汽车牵引逆变器在内的广泛应用，而这无疑是一个挑战。

由NXP推出的S32K39 MCU是S32K系列的新成员，相当适用于汽车与二轮车的电气化，可以协助进行包括电池管理、高效电机驱动、快速充电和整个电网的负载平衡等功能。

S32K39 MCU系列专为满足电动汽车牵引逆变器控制需求而创建，它具有多个优势，包括强大的性能、广泛的集成、可靠的联网功能、高级信息安全和功能安全功能。因此，它能够精准地控制牵引逆变器，而牵引逆变器在电动汽车的正常运行、电池的性能，以及驾驶体验方面又发挥着至关重要的作用。

S32K39 MCU系列具有广泛适用性，也可用于牵引逆变器控制之外的各种电动汽车应用，包括电池管理（BMS）、车载充电（OBC）和DC/DC转换。它们的信息安全和功能安全能力超越了传统的汽车MCU，而且还支持硬件隔离、时间敏感网络（TSN）和高级加密等技术，与区域汽车电子电气架构和软件定义汽车兼容。

S32K39 MCU具有与众不同的特性，可处理两个牵引逆变器。它们搭载了4个锁步对排列的320MHz Arm® Cortex®-M7内核、两个可分锁步内核、两个电机控制协同处理器和一个数字信号处理器（DSP）。它们能够支持两个200kHz的控制回路，这两个回路与IGBT以及SiC和GaN电源开关搭配工作，以提高能效并实现更高的开关频率。这有助于减少电机的尺寸、重量和成本，并扩大驱动范围。此外，它们有高达6MB的内置闪存和800KB的SRAM。该MCU具有经过ISO/SAE 21434认证的网络安全功能，开发流程符合ISO 26262功能安全流程标准。

当与NXP FS26安全系统基础芯片（SBC）和NXP GD3162高压隔离栅极驱动器结合使用时，S32K39 MCU可作为ASIL D应用的双牵引转换器解决方案。FS26 SBC为系统供电并确保隔离式安全监测，而GD3162栅极驱动器则提供可调动态栅极强度，以适应不同的驱动情况和PWM死区时间强制执行，从而减少开关损耗并提高效率。此外，还有响应迅速的错误保护机制，NXP也提供工程样片、评估板以及一系列全面的软件支持与工具。

FS26系列汽车安全系统基础芯片器件提供多种电源选择，可支持S32K3系列等入门和中端安全微控制器。FS26器件还支持其他针对汽车电气化的微控制器，如动力、底盘、功能安全和低端网关应用。

FS26具有多个开关式稳压器以及LDO稳压器，可为微控制器、传感器、外设IC和通信接口供电。FS26为系统提供高精度电压基准，并为两个独立的电压跟踪调节器提供基准电压。此外，各种功能可用于系统控制和诊断，如模拟多路复用器、GPIO和可选择的I/O唤醒事件、持续时间较长的定时器或SPI通信。

FS26符合ISO 26262标准，涵盖ASIL B和ASIL D安全完整性级别。它具有多个故障安全型输出，是以安全为导向的系统分区的一个完整部分，同时具有最新的按需潜在故障监测。