本文作者：德州儀器HEV/EV和動力總成部門總經理 Jerry Shi。

幾年前，我和家人駕駛一輛電動汽車開啟了為期一周的自駕旅行。旅途中既有欣賞湖光美景、一路歡歌的美好回憶，也有一些不太方便的體驗，比如在接近目的地時，仍不得不停下來給汽車充電一個多小時。

如今，電動汽車的續航里程大幅提升。充電時間從過去以小時計，縮短至以分鐘計。電池系統日益智能化，使車輛運行更加穩定可靠。電動汽車正從一種“可選項”，逐步轉變為更具實用性的出行選擇。

這些進步并非一蹴而就。每一項電動汽車性能突破的背后，都是多年工程創新的積累，而半導體正是其中的關鍵支撐。創新的起點，是對于駕駛者需求的深入理解。

協同創新驅動技術演進

原始設備制造商 (OEM) 是我們理解電動汽車技術演進與發展的起點。OEM 指為整車或相關系統提供部件和組件的廠商。與德州儀器 (TI) 合作的 OEM 伙伴，既包括整車廠，也包括輪胎、制動系統等汽車零部件供應商。

五年前，像 TI 這樣的半導體制造商與汽車制造商之間的合作，往往是在后者完成下一代車型架構定義之后才正式啟動。如今這一模式正在發生改變，正在加快新功能落地應用的速度。

現在，我們更早與制造商展開合作。我們不再只是各自獨立優化組件，而是將半導體研發與駕駛者在真實使用場景的實際需求相結合。這種深度合作所帶來的成果，正促使駕駛者重新思考電動汽車的使用場景與方式。

三項技術推動電動汽車走進日常生活

在更早階段與 OEM 展開合作，使我們能夠在設計初期便參與制定電池管理策略、設計充電拓撲結構以及功率轉換架構。這使得 OEM 對半導體有了更深入的了解，而我們的器件也能更直接地響應駕駛者的期望與需求。

我們從制造商處了解到，駕駛者希望無論行程長短或距離充電樁遠近，都能對電動汽車的使用充滿信心。因此，工程師需要重新思考電池系統，包括其管理方式、充電方式，以及如何高效地將存儲的電能轉化為車輛前進的動力。目前，我們正在推進三大技術創新，為電動汽車的發展鋪平道路。

1. 預測式電池管理

預測式電池管理始于對電池健康狀況的更深度洞察。駕駛者希望無論是在日常通勤、長途旅行，甚至極端溫度環境下，車輛都能穩定行駛。

我們通過電化學阻抗譜（EIS）等技術不斷優化預測式電池管理，借助基于模型的算法或邊緣人工智能，讓電池管理系統能夠檢測電池包電芯的各項變化，例如荷電狀態、溫度、老化程度或充電不均衡等問題。

對電芯狀態的精細監測，使 OEM 能夠部署保護功能。實時傳感與數據分析有助于更早發現并應對風險，從而提升電池安全性與性能，并延長電池包使用壽命。對于駕駛者而言，這意味著更少的續航波動、更高的可靠性以及更及時的安全預警。同樣，電池壽命的也延長有助于降低整體使用成本。

2. 更高功率密度的充電技術

更高功率密度的充電技術對提升電動汽車日常使用便利性同樣至關重要。在 TI，我們通過單級矩陣式設計等新型車載充電器拓撲結構實現更快的充電，在更小的體積內輸出更大功率，同時簡化系統架構。通過采用單級功率轉換級來提升功率密度與效率，OEM可以在不影響性能的前提下縮短充電時間。

對駕駛者而言，充電變得更快、更可預期。對 OEM 而言，更高效的充電設計有助于降低系統重量與成本，從而降低電動汽車的上市成本。

3. 延長續航里程

延長續航里程仍是駕駛者的核心需求，OEM 已認識到這一點。同時，這也是一項工程挑戰。更長的續航里程依賴于動力總成的能效管理水平。

電力電子技術的進步與控制策略優化，提升了儲能轉化為動力的效率。TI正致力于提升運動控制技術，例如優化脈沖定位算法，通過大幅減少能量損耗來提高牽引逆變器的效率。如此一來，電動汽車單次充電續航更遠，同時駕駛者也能體驗到更快的加速響應以及更平順、更安靜的駕乘體驗。

下一代電動汽車駕乘體驗展望

在幾年前那次家庭自駕旅行之前，我們只是在日常短途出行中使用電動汽車，比如去超市購物。因為在這些場景下，我們能夠確保續航里程足以覆蓋行駛距離。

但由于我和團隊正在與 OEM 合作研發重塑電動汽車駕乘體驗的相關技術，我知道，那次自駕旅行只是一個開始。

隨著我們持續推進相關技術，續航里程的提升正讓長途出行更加輕松愉悅。大功率充電將等待時間縮短至與加油站加油相當的水平，而預測式電池管理則為安全關鍵功能賦予智能化能力。

隨著半導體技術的持續進步以及與 OEM 合作的持續深化，我們正在解決當前駕駛者面臨的挑戰，并前瞻布局未來機遇，讓電動汽車駕乘體驗更智能、更可靠、更便捷。