混合型和燃料电池型汽车的电子设计挑战分析

成本和功耗

汽车是成本敏感型产品，其价格压力一直延伸到各个部件的设计。因为混合型车辆包括传统的功率供给系统和电力系统(电动机和电池)，消费者实际需要购买两个功率供给系统。尽管降低燃料消耗所带来的成本节省在某种程度上可以抵消这个高昂的附加费用，但市场将依然要求能保持较低的初始成本。

功率管理面临两个重大的挑战。传统汽车所面临的挑战依然没有改变：降低每个控制器的功耗并把过多的热量排放出去。由于需要驱动外部执行器，驱动器电路是有名的高功率部分，而且为避免损坏电子线路，必须把它所产生的热量散掉。此外，把电动机加到车辆中意味着有更多的能量必须被耗散。

这个新的挑战源于汽车的设计目标--提高燃料效率。车辆中的嵌入式系统必须具有非常高的效率且只需很少能量就可以运行。如果通过关闭发动机来节省的能量随后又在保持控制器或执行器运行的过程中被浪费掉(特别是在不需要执行器的情况)，这样做就毫无意义了。

为提高电池的使用寿命，许多电池供电的嵌入式设备在处于空闲状态时使用各种算法进入低功率模式。在混合型或燃料电池型车辆中，即使这个少量的能量节省也不能放弃，尤其当处理器总数已经给定的时候。通过在软件等待任务时进入低功率状态，嵌入式控制系统可对提高整个系统的能量效率做出贡献。

图3：燃料电池供电系统