【導讀】在過去幾年間，全球電動汽車（EV）一直保持著強勁增長。根據Energy Innovation的預測，到2050年
，全球輕型汽車銷售量中電動汽車的占比將達到65%至75%，並在未來出行中確立主導地位。

不過，如果你認為今天發生在汽車領域的改變僅僅是“用電池代替油箱”，那就過於簡單了
，與之伴生的實際上是一場以電動化、網聯化
、智能化、共享化（所謂“新四化”）為目標的全方位變革，涉及能源
、安全、舒適性、智能化等諸多方麵，很多變革都是顛覆性的。

汽車電氣化新生態

這(zhe)種(zhong)變(bian)革(ge)也(ye)正(zheng)在(zai)重(zhong)塑(su)整(zheng)個(ge)汽(qi)車(che)產(chan)業(ye)生(sheng)態(tai)，這(zhe)當(dang)然(ran)也(ye)包(bao)括(kuo)作(zuo)為(wei)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)基(ji)礎(chu)的(de)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)。具(ju)體(ti)來(lai)講(jiang)，汽(qi)車(che)電(dian)氣(qi)化(hua)對(dui)於(yu)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)重(zhong)塑(su)作(zuo)用(yong)
，體(ti)現(xian)在(zai)以(yi)下(xia)六(liu)個(ge)方(fang)麵(mian)。

#1 更大的電能需求

汽車電子化有兩個明顯的特征：一是車輛的主動力由內燃機轉換為儲存在高壓電池中的電能；二是車載的電子設備越來越多
，這就使得整車對於總電能的需求大大增加。

有分析顯示，與內燃機汽車相比
，電動汽車需要100kW以上的電源，與前者相比提高了20倍！

這種變化意味著汽車電氣化所需的元器件也會向著更高的功率、更高的耐壓等趨勢發展，以適應耗電量更大的電動汽車的需求。

#2 更高的效率

與yu更geng大da電dian能neng需xu求qiu相xiang伴ban生sheng的de

，是shi對dui於yu更geng高gao效xiao率lv的de追zhui求qiu。在zai高gao開kai關guan頻pin率lv下xia實shi現xian更geng高gao效xiao的de電dian源yuan轉zhuan換huan，盡jin可ke能neng減jian少shao電dian能neng損sun耗hao，這zhe不bu僅jin有you利li於yu實shi現xian更geng高gao的de續xu航hang能neng力li，也ye有you助zhu於yu降jiang低di器qi件jian和he係xi統tong的de熱re應ying力li，提ti升sheng可ke靠kao性xing並bing延yan長chang使shi用yong壽shou命ming。因yin此ci
，在zai效xiao率lv方fang麵mian表biao現xian出chu眾zhong的de元yuan器qi件jian，肯ken定ding會hui更geng受shou電dian動dong汽qi車che的de青qing睞lai。

#3 更智能的控製

weileshixiangenggaodexuhangnengli
，weiyonghutigongyuneiranjiqichexiangsidejiachengtiyan
，diandongqichechulezaidianchijishushangchixuchuangxin

，yijizhuiqiugenggaoxiaodianyuanguanlixiaolvwai
，zhinenghuadekongzhiyeshibibukeshaodehuanjiezhiyi。qizhongjuyoudaibiaoxingdejiushiBMS電池管理係統
，它可以及時精確地監測電池電壓、溫度
、健康狀態等參數，並反饋給主控單元，以形成優化控製策略

，挖掘動力電池的“潛能”
，延長其使用壽命。在BMS係統的構建中，無疑需要諸多新型電子元器件的賦能。

#4 更大的EMC設計挑戰

汽車電氣化也會帶來新的EMC電磁兼容設計挑戰。比如采用開關頻率更高的功率半導體器件，其高電壓和高電流產生的幹擾也會更多
、更強。因此
，車用電子元器件必須滿足嚴苛的EMS（電磁抗擾度）和EMI（電磁幹擾）測試要求，以確保整個係統符合相關的EMC設計規範。

#5 更高的安全性

由you於yu采cai用yong了le高gao壓ya電dian池chi，因yin此ci電dian動dong汽qi車che的de設she計ji需xu要yao有you更geng多duo安an全quan性xing方fang麵mian的de考kao量liang。比bi如ru在zai高gao壓ya和he低di壓ya域yu之zhi間jian要yao提ti供gong可ke靠kao的de隔ge離li，以yi避bi免mian人ren員yuan或huo電dian路lu受shou到dao安an全quan威wei脅xie。針zhen對dui電dian子zi元yuan器qi件jian
，爬pa電dian距ju離li也ye是shi一yi個ge關guan乎hu安an全quan的de關guan鍵jian參can數shu
，足zu夠gou的de爬pa電dian距ju離li可ke有you效xiao防fang止zhi器qi件jian間jian或huo器qi件jian和he地di之zhi間jian打da火huo，避bi免mian威wei脅xie到dao人ren身shen安an全quan，而er在zai滿man足zuUL、CSA和VDE等爬電距離安全標準要求的同時
，如何能夠實現元器件的小型化設計
，也是一個十分考驗元器件廠商的課題。

#6 更綜合的可靠性

汽車應用環境的特殊性，決定了其對電子元器件的可靠性也會有更全麵的要求。因此，穩定的電氣性能
、穩固的機械結構、全天候的環境耐受能力，這些也都是汽車電氣化時代電子車用元器件身上必須具備的特質。

電子元器件的重塑之路

綜上所述
，汽車的電氣化就像是開啟了一個全新的生態係統，而電子元器件想要在這個新的生態環境中落地、生根和發展
，就必須進行適應性的優化。

這種優化通常可以從兩個維度展開：

●   第一：圍wei繞rao行xing業ye需xu求qiu的de變bian化hua，打da造zao符fu合he車che規gui標biao準zhun的de產chan品pin，並bing藉ji此ci逐zhu漸jian形xing成cheng一yi套tao嚴yan格ge的de汽qi車che級ji元yuan器qi件jian產chan品pin的de質zhi量liang體ti係xi。同tong時shi，在zai此ci基ji礎chu上shang擴kuo展zhan自zi己ji的de汽qi車che級ji產chan品pin組zu合he

，滿man足zu多duo樣yang化hua的de應ying用yong需xu求qiu。

●   第二：通過新產品
、新工藝
，持續提升汽車級產品的性能和競爭力，不斷滿足更高的設計要求。

在沿著這樣的技術路徑打造汽車電氣化所需的元器件方麵，Bourns是一個很好的範例。憑借其在設計

、製造和供應高可靠性車規元器件方麵的豐富經驗
，Bourns可以為電動汽車的設計開發提供非常全麵的元器件解決方案。

圖1：Bourns的汽車級元器件解決方案

（圖源：Bourns）

以磁性元器件為例
，Bourns可以提供豐富的車規級磁性元器件產品

，包括高爬電距離和電氣間隙隔離變壓器
、BMS信號變壓器、Chip LAN變壓器、功率電感、大電流共模扼流圈等。這些產品都是在IATF 16949和ISO 14000認證的工廠中生產，並通過了AEC-Q200標準測試
，可滿足當今和未來汽車電氣化發展的要求。

與此同時
，Bourns也在通過設計、工藝
、材料等方麵的持續創新，不斷強化汽車電子化所需的性能優勢

，這些性能優勢包括：

●   小型化：在確保性能的同時，“壓縮”元器件尺寸
，以適應空間受限的汽車應用設計要求。

●   低EMI噪聲：在降低EMI噪聲的同時保持高效率
，典型的例子就是Bourns的功率電感器。

●   熱管理：提供更佳的溫度穩定性，同時通過提升效率減小熱應力的影響，以利於整個係統的熱管理優化。

●   高穩健性和可靠性：有助於更大限度地延長產品壽命，為整車可靠長效運行提供保障。

●   高效率：借助采用先進的材料和結構
，如先進的金屬合金粉芯、模壓工藝技術、扁平繞組、自引線端子等
，實現超低DC電阻，進而提供更高的效率。

值得一提的是，上述這些產品的優化舉措，也已經沉澱為Bourns的技術“基因”，在越來越多汽車級產品的“重塑”中發揮著決定性作用。

Bourns車規級元器件

下麵我們就從幾款Bourns的車規級元器件身上，體驗一下汽車電氣化趨勢下，電子元器件將被重塑成什麼樣子。

1 SRP2512TMA屏蔽型功率電感器

功率電感是指可以通過大電流的電感
，在大功率開關電源設計中有廣泛應用。Bourns針對汽車電氣化的需求
，開發出了一係列符合AEC-Q200車規標準的功率電感產品
，SRP2512TMA屏蔽型功率電感器就是其中的代表作。

顧名思義，SRP2512TMA采用了磁屏蔽結構
，因此可以實現低輻射，從而有效應對EMI挑戰。其次，與使用傳統繞線構造的相似尺寸的其他電感器相比，Bourns的這種新型電感器采用了扁平導線結構
，有助於降低DCR電阻，實現更高的效率。再有，該電感器采用金屬合金粉末磁芯，可實現大飽和電流，這一特性在大電流、高功率應用中非常關鍵。此外，SRP2512TMA功率電感器采用高溫分級材料製成
，具有更出色的溫度穩定性，支持高達150°C的工作溫度
，可以滿足汽車複雜應用環境的要求。

總之，SRP2512TMA屏蔽型功率電感器具有低輻射、高飽和電流、高溫升以及低DC電阻等特性，可以很好地滿足汽車電氣化中EMI濾波
、DC-DC轉換器和電源應用所需的高性能、高可靠性設計要求。

圖2：SRP2512TMA屏蔽型功率電感器

（圖源：Bourns）

2 HCTSM8係列電源變壓器

在汽車電氣化的架構中，很多地方都需要用到隔離式DC-DCzhuanhuanqi
，tajinengshixiangaoxiaodedianyazhuanhuan，yenenggoutongguodianqigelijiangdichudianfengxian，bimianyouyubutongdianweidianpingerdaozhidejiedihuanlu，bingfangzhicongshurudaoshuchudedianyashunbian。

在隔離式DC-DC轉換器設計中，推挽式是一種常見的拓撲結構。與其他類型的DC-DC轉zhuan換huan器qi相xiang比bi
，推tui挽wan式shi轉zhuan換huan器qi可ke提ti供gong更geng穩wen定ding的de輸shu入ru電dian流liu，更geng少shao的de輸shu入ru線xian路lu噪zao聲sheng

，以yi及ji在zai高gao功gong率lv應ying用yong中zhong更geng高gao的de效xiao率lv，因yin此ci在zai汽qi車che電dian氣qi化hua中zhong扮ban演yan著zhe重zhong要yao的de的de角jiao色se。

Bourns的HCTSM8係列電源變壓器就是專為車規級推挽式DC-DC轉換器而打造的解決方案。該係列變壓器符合AEC-Q200標準
，采用鐵氧體環形磁芯
，提供高耦合係數和高效率
；可承受高達7.5kV的電壓
；隔離工作電壓高達800VAC
；提供更高的匝數比
；具有出色的熱降額性能——這些特性與競品相比均有顯著的優勢。

圖3：HCTSM8係列電源變壓器

（圖源：Bourns）

特別值得一提的是
，HCTSM8xiliedianyuanbianyaqicaiyonglechuangxindepadianjulilujingsheji
，weidianliuchuanshutigonglexichangdequzhelujing，yincizaijincoudefengzhuangchicunzhongqiaomiaodizengjialedianliulujingdechangdu
，huodele8mm的爬電距離。

圖4：HCTSM8係列變壓器創新的爬電距離路徑設計（圖源：Bourns）

加強的隔離設計、更長的爬電距離，以及緊湊的封裝外形，HCTSM8係列電源變壓器的這些優勢特性為高效且安全的DC-DC轉換器設計帶來的好處顯而易見
，而且其價值已經在Texas Instruments等芯片廠商的參考設計中得到驗證。

3 BMS信號變壓器

SM91501AL和SM91502AL 

上文提到過，汽車電氣化設計想要延長鋰離子電池的使用壽命，確保用戶安全操作，基於BMS的智能控製是關鍵的一環。而想要安全可靠地采集和傳輸動力電池組的狀態信息，隔離高壓BMS通信必不可少。

Bourns推出的SM91501AL和SM91502AL BMS信號變壓器為BMS應用中的隔離通信提供了理想的保護解決方案。SM91501AL和SM91502AL BMS變壓器支持串行菊花鏈/IsoSPI，工作電壓分別為1,600V和1,000V。它們在-40℃至+125℃工作溫度範圍內具有150μH和450μH的電感值，支持4,300VDC耐壓隔離電壓。此外
，該係列變壓器繞組使用通過介電強度（Hi-POT）測試的全絕緣線，進一步增強了過電壓瞬變的電氣絕緣保護能力，可滿足更高電壓的BMS設計要求。

圖5：SM91501AL和SM91502AL BMS信號傳感器（圖源：Bourns）

4 AEC-Q200過溫保護小型斷路器

鋰離子電池憑借其綜合優勢
，應用版圖極為廣闊，但在實際應用中鋰離子電池的安全性一直是個無法回避的挑戰。Bourns的小型斷路器作為一種可複位的熱切斷（TCO）元件，通過結合PTC和雙金屬開關兩種電路保護技術，可提供準確、可重複、更可靠的過流和過熱保護
，是確保鋰離子安全工作的理想解決方案。

圖6：小型斷路器工作原理

（圖源：Bourns）

針對汽車電氣化領域的鋰離子電池保護
，Bourns新近推出了通過AEC-Q200測試的AD係列（軸向引線/焊接）和SD係列（表麵貼裝型）過溫保護小型斷路器，它們具備55°C至150°C的寬跳閘溫度範圍±5°C的高跳閘精度、高達4mΩ的極低阻值

，支持高達10,000次循環使用次數，並可提供非自動複位（自保持）或自動複位（非自保持）功能選項，十分適合作為汽車動力電池係統中的可複位過溫保護器或傳感器。

圖7：AD和SD係列小型斷路器

（圖源：Bourns）

這些新產品也是Bourns將在微型過溫保護領域超過30年(nian)的(de)經(jing)驗(yan)向(xiang)汽(qi)車(che)電(dian)氣(qi)化(hua)領(ling)域(yu)延(yan)伸(shen)的(de)一(yi)次(ci)積(ji)極(ji)探(tan)索(suo)，使(shi)得(de)開(kai)發(fa)者(zhe)不(bu)必(bi)再(zai)使(shi)用(yong)體(ti)積(ji)龐(pang)大(da)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)或(huo)僅(jin)能(neng)單(dan)次(ci)使(shi)用(yong)的(de)熔(rong)斷(duan)保(bao)險(xian)絲(si)，從(cong)而(er)靈(ling)活(huo)地(di)擴(kuo)展(zhan)過(guo)溫(wen)保(bao)護(hu)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)，為(wei)汽(qi)車(che)電(dian)氣(qi)化(hua)的(de)安(an)全(quan)性(xing)提(ti)供(gong)更(geng)全(quan)麵(mian)的(de)保(bao)障(zhang)。

本文小結

對於汽車行業來講，汽車電氣化是一場“百年未有之大變局”。在這個過程中，遊戲規則被重新定義，因此參與遊戲的“玩家”——比如電子元器件——也需要進化出諸多新特性，以便與這場大變革“深度融合”
，在新市場中開辟出新的發展空間。

汽車電氣化對於電子元器件的重塑正在發生，並將繼續成為未來電動汽車發展中的一個主旋律。

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