無線技術(shù)如何革新駕駛體驗

『這個知識不太冷』系列，旨在幫助小伙伴們喚醒知識的記憶，將挑選一部分Qorvo劃重點的知識點，結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀解讀，以此溫故知新、查漏補缺。本篇將為您繼續(xù)介紹無線技術(shù)如何革新駕駛體驗。

革新駕駛體驗

今日的駕駛體驗正在我們眼前悄然改變。我們每天都能看到新的無線技術(shù)被應(yīng)用于車輛及其周邊的基礎(chǔ)設(shè)施，旨在實現(xiàn)道路安全、高效運輸和自主駕駛。

交通信號燈預(yù)警

DSRC和V2X技術(shù)使車輛能夠無線通訊，提供多項功能。例如，2022款林肯冒險家(Lincoln Adventurer)就運用了V2X技術(shù)來預(yù)測交通信號燈的持續(xù)時間，通過視覺和聽覺提示來提醒駕駛員安全通過路口。此外，福特(Ford)等汽車制造商已將C-V2X系統(tǒng)整合到車輛中，使汽車、行人和交通管理系統(tǒng)間實現(xiàn)通信。

采用C-V2X技術(shù)的車輛可以直接與其它車輛進行通信，無需通過蜂窩基站；它們同樣能夠察覺到非C-V2X車輛，但不會與其進行通信。

防碰撞系統(tǒng)

防碰撞系統(tǒng)是一種備受矚目的解決方案。C-V2X車輛將向其它車輛和交通管理基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)廣播其獨特的身份、位置、速度和方向。車載系統(tǒng)還將結(jié)合其它C-V2X數(shù)據(jù)，創(chuàng)建車輛周邊環(huán)境的地圖，以實時確定是否存在潛在的碰撞可能。另外，其還可以利用剎車或加速來幫助避免這些潛在的碰撞。

快速無線直流充電

無線充電技術(shù)已經(jīng)在手機領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，如今汽車行業(yè)也開始采納這一技術(shù)。隨著新型電動汽車的不斷涌現(xiàn)，各品牌特定的直流(DC)快充插頭也應(yīng)運而生，這在一定程度上增加了電纜和適配器的使用復雜度。無線充電站試圖通過消除對這些附件的額外需求來簡化充電過程。

該技術(shù)依賴于共振磁感應(yīng)，在地面上的墊片和兼容電動汽車地板下的另一個墊片間傳輸能量。地面上的墊片大約1米見方，而汽車下的墊片是一部較小的設(shè)備。因此，為實現(xiàn)高效充電，必須確保兩者的對齊。工程師們正在利用低功耗藍牙和UWB的精準定位功能為這項技術(shù)制定行業(yè)標準。

eCall

eCall是歐洲專為車輛設(shè)計的緊急呼叫系統(tǒng)。它能夠在交通事故中提供快速援助，旨在拯救生命、減輕傷害并減少車輛事故中的財產(chǎn)損失。eCall依賴于第一代蜂窩網(wǎng)絡(luò)服務(wù)——2G和3G；自2018年起，eCall系統(tǒng)已成為歐盟境內(nèi)銷售所有轎車和貨車的標配。

eCall的工作原理如下：當交通事故發(fā)生時，車輛上的傳感器會激活緊急呼叫功能。該系統(tǒng)會自動撥打歐洲緊急服務(wù)電話112呼叫中心，并通過全球定位系統(tǒng)(GPS)發(fā)送事故地點的詳細信息。隨后，緊急調(diào)度中心會將適當?shù)脑瓦_該地點。

天線受損可能會影響eCall系統(tǒng)的有效性，但這一問題可以通過在車輛的多個天線間切換來解決。如圖2-9所示，車輛擁有多個RF路徑，并在eCall中需要復雜的切換操作。高性能的寬帶天線開關(guān)確保在發(fā)生事故時，主蜂窩信號能夠自動切換到未受損的天線，以確保緊急服務(wù)的連通性。這種天線電子集成技術(shù)提升了車輛的移動連通性，有助于拯救生命。

圖2-9：網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備(NAD)中的ECALL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能速度輔助系統(tǒng)

2019年，歐盟也規(guī)定自2022年起，所有新車輛必須安裝智能速度輔助系統(tǒng)(ISA)。ISA是一種車載安全系統(tǒng)，可以警告或防止駕駛員超速行駛該系統(tǒng)始終會在車內(nèi)顯示當前速度限制，并可以手動或自動限制加速，以確保遵守規(guī)定。

空中下載更新

消費者多年來一直在智能手機和電腦上接收OTA更新，現(xiàn)在這在汽車上也很常見。作為常規(guī)維護工作的一部分，如今始終連接網(wǎng)絡(luò)的汽車也和其它計算機一樣，需要定期進行軟件修復與升級。汽車制造商正逐漸認識到，相比讓車主將汽車開進車庫進行更新，通過OTA更新更具優(yōu)勢；如此，既節(jié)省了消費者的時間和金錢，也降低了制造商的成本。

OTA更新主要有兩種形式：軟件更新和固件更新。軟件更新通常用于解決非安全問題，如觸摸屏反應(yīng)慢等；而固件更新則針對自主駕駛等關(guān)鍵系統(tǒng)。目前，由于系統(tǒng)復雜性，許多車輛尚不具備固件更新能力，但隨著車輛越來越多地使用復雜的網(wǎng)關(guān)芯片進行傳感器、執(zhí)行器、計算機和云之間的通信，這種情況正在發(fā)生變化。

OTA更新的另一個關(guān)鍵優(yōu)勢在于，制造商能夠推出系統(tǒng)增強和升級包——這不同于過去的情況，即所購買的車輛始終局限于購買時所擁有的功能。有了OTA更新，這種限制將被消除；您的車輛將隨著時間的推移不斷改進，就如同您的手機一樣。

改進電源管理

電源管理集成電路(PMIC)包含多種控制機制，并在多種應(yīng)用場合中發(fā)揮著管理系統(tǒng)電源的關(guān)鍵作用。

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盡管內(nèi)燃機車輛中也存在PMIC，但電動汽車無疑是這一市場的主體。在電動汽車中，PMIC有助于提高效率并減少電池消耗，且在管理內(nèi)部各種組件的電壓變化方面，PMIC的重要性日益凸顯。典型的PMIC包括線性穩(wěn)壓器(如低壓差線性穩(wěn)壓器，即LDO)和單個或多個開關(guān)式DC-DC轉(zhuǎn)換器(如降壓和升壓轉(zhuǎn)換器)。

電動汽車的普及正推動著電源管理技術(shù)的提升，這主要得益于連接性和高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的廣泛應(yīng)用。ADAS技術(shù)為車輛增加了更多的電子設(shè)備，從而提高了電源負載。PMIC在調(diào)節(jié)此類電源使用方面起著至關(guān)重要的作用；它們能夠確保熱效率，并支持信息娛樂系統(tǒng)等各種應(yīng)用。

對于電動汽車而言，PMIC在電池管理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用；其確保行駛里程達標，充電過程高效且安全。它們會在使用和充電過程中監(jiān)測電池電芯溫度，一旦溫度超過設(shè)定值就會切斷電源，從而增強電池的性能、壽命和安全性。此外，電動汽車還需要一種快速、高效且緊湊的解決方案，以將充電站提供的交流電(AC)轉(zhuǎn)換為直流電(DC)為電池充電。圖2-10展示了壁掛式和車載電動汽車電池充電器的電路，其中就包含了這一轉(zhuǎn)換過程。

圖2-10：采用碳化硅(SIC)材料的壁掛式和車載電動汽車充電器/轉(zhuǎn)換器

電動汽車將電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以驅(qū)動電機完成車輪轉(zhuǎn)動、車窗操作等多種功能。這些功能需要高功率、高電流的開關(guān)。圖2-11展示了Qorvo設(shè)計的碳化硅(SiC)牽引逆變器電路模塊，該模塊能夠高效地為車輛電機應(yīng)用供電，確保最佳扭矩輸出，同時避免輪胎打滑和電池過熱導致的電機過載。

圖2-11：使用SIC材料的電動汽車牽引逆變器電路

點擊視頻了解Qorvo碳化硅(SiC)模塊的更多內(nèi)容

我們將在后續(xù)的章節(jié)中繼續(xù)介紹如何在汽車蜂窩車對萬物(C-V2X)領(lǐng)域面臨的設(shè)計挑戰(zhàn)。請繼續(xù)關(guān)注~