自动驾驶汽车——电源系统能胜任吗？

TonyArmstrong电源产品营销总监ADI公司r r t r r t我们准备好迎接自动驾驶汽车了吗？这是我最近一直在问自己的问题，也许您也有同样的疑问！当然，就我而言，自从我十几岁的女儿开始学开车以来，我多少有点出于自身利益的考虑。在她上完第一节课后，我问她怎么样，她的回答让我有点惊讶。看起来驾车本身并不怎么让她担心，反而是她周围的驾车者令她不安。她抱怨他们总是太靠近她的后保险杠，他们从来不使用转向信号指示灯，而且他们为了变道出去，会出其不意地在她车前切进来。这些抱怨很合理，以我自己在北加利福尼亚州道路上的经历，我感同身受。r r t r r t这让我想到了自动驾驶汽车，它们不需要一个人类驾驶员坐在方向盘后面（当然，也许会有一个，但并不是从传统的角度实际使用操控机制）。与之相反，相当于人类驾驶员的微型计算机主机运行大量的计算机代码，与车辆内外各种不同的传感器阵列相连。它们连接至云，并可以完全实时模拟车辆周围的外部环境，从而根据当前四周的交通情况预期需要采取的行动。无论气候、环境和交通条件的范围和状况如何，这些操作都会正常执行。r r t r r t不幸的是，最近在亚利桑那州发生了一起自动驾驶路测车撞死骑车人的事故。据当地警方表示，骑车人当时正在人行道以外的地方穿越马路。虽然自行车位于事故现场，但警方并不认为事故发生时，受害者正骑着自行车。受害者被紧急送往附近的医院，并在抵达医院后不久被宣布死亡。r r t r r t事发时，在自动驾驶SUV的方向盘后有一个人，但是那个人并没有实际操控车辆。据当地官员介绍，事发时车内没有其他乘客。值得注意的是，亚利桑那州是美国为数不多的州，认定自动驾驶汽车的驾驶座不需要有人以便必要时接管车辆操控为合法的。然而，这类事故无法增加公众对无人驾驶汽车的自动驾驶能力的信心。自动驾驶汽车的电源系统是实现其安全、高效运行的关键组成部分。在自动驾驶汽车中，电源系统不仅要为复杂的计算平台和传感器提供稳定、可靠的电力，还需要在各种环境条件下保证性能的一致性。电源系统的可靠性对于确保自动驾驶汽车的决策算法能够准确、迅速地响应周围环境至关重要。自动驾驶汽车中的电源系统需要满足高精度的电压和电流需求。例如，高级驾驶员辅助系统（ADAS）、自动驾驶计算机、自动停车辅助、盲区监测等系统都需要不同的电压轨和电流电平来运行。这些系统往往需要极低的电压（如1V以下）和高电流（几安培到几十安培），这就需要电源管理系统具备精细的电压调节和电流管理能力。此外，电源系统的设计必须考虑汽车内部的电磁兼容性（EMI）问题。由于自动驾驶汽车中存在大量的数字和模拟集成电路（IC），开关稳压器的广泛应用可能会产生传导和辐射的EMI噪声。设计者需要确保这些噪声不会干扰传感器的信号接收，以免影响自动驾驶系统的判断。为此，电源模块需要采用先进的滤波技术和布局设计，以降低EMI发射，确保系统在恶劣电磁环境中依然能正常工作。电源系统的稳定性也是关键因素，尤其是在极端气候或交通状况下。例如，车辆可能需要在高温、低温、雨雪甚至沙尘暴等条件下运行，这对电源系统的热管理和防护提出了高要求。同时，电源系统需要具备一定的冗余设计，以应对可能出现的故障，确保在任何情况下都能为关键系统提供不间断的电力供应。随着自动驾驶技术的发展，电源系统的复杂性和要求也在不断提升。未来，我们可以预见到更多的高级驾驶员辅助功能将与导航和GPS系统集成，以实现更智能的驾驶辅助。同时，像谷歌这样的科技公司会不断积累和处理大量数据，以优化自动驾驶算法。汽车制造商和高科技供应商需要紧密合作，确保光检测器、激光雷达、雷达传感器、GPS和摄像头等传感器之间的协同工作。预计到2020年代末，半自主驾驶汽车将在更广泛的环境下运行，如在恶劣天气和夜晚。这将对电源系统的稳定性和效率提出更高要求。随着2030年代中期全自动驾驶汽车的逐渐普及，电源系统的技术进步将直接影响到自动驾驶汽车的可靠性和安全性，同时也为IC半导体行业带来了巨大的发展机遇。自动驾驶汽车的电源系统不仅是一个技术挑战，更是保障自动驾驶汽车能够安全、可靠运行的核心。它需要兼顾高精度、高效率、低EMI以及高稳定性的特点，以满足自动驾驶汽车在复杂环境下的各种需求。随着技术的不断发展，电源系统将成为推动自动驾驶汽车实现商业化的重要驱动力。