全球最大的汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商恩智浦半導(dǎo)體（NASDAQ：NXPI）1，宣布推出用于電動(dòng)車輛牽引電機(jī)變頻控制器和電池管理的新型汽車電源控制參考平臺(tái)。這些新平臺(tái)將恩智浦廣泛的全球領(lǐng)先汽車微控制器(MCU)產(chǎn)品組合、電源管理系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片(SBC)，以及特定應(yīng)用先進(jìn)模擬電源與能源管理器件集成到易于使用的參考設(shè)計(jì)中。預(yù)開發(fā)的應(yīng)用平臺(tái)表明，恩智浦致力于幫助客戶以更快的速度和更低的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)交付下一代混合動(dòng)力和電動(dòng)車輛。
對(duì)內(nèi)燃機(jī)排放、合規(guī)和能源成本的關(guān)注，促使世界各地的車輛制造商和立法機(jī)構(gòu)迫切希望通過低污染混合動(dòng)力車輛和純電動(dòng)車輛來提高車隊(duì)里程效率。根據(jù)恩智浦的內(nèi)部市場估計(jì)，到2030年，全球銷售的所有輕型車輛中有50%將具有某種形式的電力推進(jìn)。這些變化為供應(yīng)鏈中的新參與者創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，并促進(jìn)了創(chuàng)新動(dòng)力和能源管理系統(tǒng)的發(fā)展。
在這個(gè)不斷演進(jìn)的生態(tài)系統(tǒng)中，開發(fā)人員面臨著一大障礙，即尋找具有汽車領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)的合作伙伴以及構(gòu)建經(jīng)濟(jì)高效的系統(tǒng)解決方案所需的深層產(chǎn)品和軟件組合。憑借30多年的汽車領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)和豐富的汽車產(chǎn)品組合，恩智浦已準(zhǔn)備好為下一代電動(dòng)和混合動(dòng)力車輛提供所需的最佳性能、強(qiáng)大的功能安全性和動(dòng)力管理。
恩智浦高級(jí)汽車模擬部門資深營銷總監(jiān)Rick Beale表示：“雄心勃勃的車輛電氣化之路需要的不僅僅是高壓功率開關(guān)。恩智浦提供功能安全的系統(tǒng)智能和控制以管理電動(dòng)車輛的動(dòng)力。我們的新型功率變頻控制器和電池管理參考平臺(tái)是說明我們?nèi)绾卧谶@個(gè)充滿活力且不斷發(fā)展的領(lǐng)域中利用我們的產(chǎn)品組合優(yōu)勢的例證。”
牽引電機(jī)變頻控制器系統(tǒng)
牽引電機(jī)變頻控制器將直流電池電壓轉(zhuǎn)換成多相交流電，從而以駕駛員要求的速度和加速度驅(qū)動(dòng)電動(dòng)和混合動(dòng)力車輛的牽引電機(jī)。要想監(jiān)控電機(jī)狀態(tài)，檢測驅(qū)動(dòng)電流，以及可靠地計(jì)算并應(yīng)用所需的扭矩能量，離不開復(fù)雜的系統(tǒng)控制。
恩智浦與VEPCO Technologies，Inc.合作設(shè)計(jì)了一個(gè)支持ASIL-D的高壓功率控制參考平臺(tái)和變頻控制器原型。在這個(gè)原型中，該平臺(tái)控制一個(gè)集成電流和溫度檢測的Fuji Electric 800V硅IGBT功率模塊，以驅(qū)動(dòng)100 kW三相電機(jī)。
控制參考平臺(tái)使用恩智浦汽車部件來提供所有必需的功能構(gòu)建模塊，系統(tǒng)物料清單(BoM)高效好用，既支持變頻控制器控制和驅(qū)動(dòng)操作，又能保證功能安全。
·新型隔離式高壓柵極驅(qū)動(dòng)器IC GD3100符合ISO 26262 ASIL D標(biāo)準(zhǔn)，具有如下特性：
-IGBT柵極控制冗余和開/關(guān)狀態(tài)驗(yàn)證
-IGBT電流和溫度監(jiān)測
-模擬和邏輯BIST
-低壓和高壓故障安全輸入。
·MPC5775E微控制器集成了電機(jī)控制功能，并通過軟件實(shí)現(xiàn)了解析器功能。運(yùn)行PMSM無傳感器磁場定向控制僅使用其不到10%的計(jì)算能力，從而為當(dāng)今電動(dòng)車輛和混合動(dòng)力系統(tǒng)所需的所有安全特性和復(fù)雜駕駛策略留出最大帶寬。
·Fs65xx是一款高度穩(wěn)健的電源管理安全系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片，專為多種電氣化應(yīng)用設(shè)計(jì)，采用準(zhǔn)ASIL-D故障靜音功能安全作為獨(dú)立安全單元，屬于功能安全SBC系列產(chǎn)品。
·靈活開放的系統(tǒng)技術(shù)支持使客戶有能力實(shí)現(xiàn)其獨(dú)特的增值能源管理知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及所需的功能安全水平。
VEPCO系統(tǒng)工程總監(jiān)張國良（音譯）博士表示：“VEPCO Technologies的深厚電機(jī)驅(qū)動(dòng)知識(shí)和系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)與恩智浦全面的汽車產(chǎn)品組合、功能安全產(chǎn)品和工具相結(jié)合，為我們的客戶提供一個(gè)引人注目的功率變頻控制器支持平臺(tái)。我們?cè)诠β首冾l控制器模塊平臺(tái)之上提供的專業(yè)工程服務(wù)，例如定制應(yīng)用IP等，將推動(dòng)該平臺(tái)滿足客戶獨(dú)特的安全和技術(shù)要求，并顯著縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，降低開發(fā)成本?！?/p>
恩智浦計(jì)劃利用其系統(tǒng)控制部件、支持軟件和功能安全賦能方案來幫助客戶開發(fā)基于參考平臺(tái)的電機(jī)變頻控制器，而VEPCO Technologies將為該平臺(tái)上的特定應(yīng)用和性能開發(fā)提供合約系統(tǒng)工程服務(wù)。為了幫助客戶快速開始系統(tǒng)開發(fā)，我們還會(huì)為客戶提供參考設(shè)計(jì)PCB文件以及原型性能和特性報(bào)告。
恩智浦電池管理系統(tǒng)
為電動(dòng)車輛中的主牽引電機(jī)供電所需的電能儲(chǔ)存在高性能電池單元中。精確測量和管理這些單元對(duì)其安全性和可靠性至關(guān)重要。因此，需要運(yùn)用電池管理系統(tǒng)來監(jiān)控充電狀態(tài)、健康狀態(tài)和電池溫度，同時(shí)精確測量流入和流出電池組的電流。
恩智浦的電池管理參考平臺(tái)已被全球十多家汽車一級(jí)客戶采用，多家汽車制造商將其用于生產(chǎn)開發(fā)。具體實(shí)施涉及多種應(yīng)用，包括經(jīng)濟(jì)型14V電池管理，用于輕度混合動(dòng)力車輛的高度集成48V系統(tǒng)，以及用于200 V至800 V混合動(dòng)力和純電動(dòng)車輛的含有96個(gè)以上電池單元的高壓電池組和接線盒。
馬夸特電池系統(tǒng)總監(jiān)Darius Mateja表示：“恩智浦的MC33771B電池充電控制器具備我們所需的出色測量精度和速度，可滿足下一代電動(dòng)車輛電池管理系統(tǒng)對(duì)性能和功能安全日益嚴(yán)苛的要求?！?/p>
恩智浦的旗艦電池單元控制器模擬前端和通信IC與恩智浦FS65xx安全系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片和用于可擴(kuò)展系統(tǒng)控制參考平臺(tái)的微控制器產(chǎn)品組合配套，提供業(yè)界領(lǐng)先的精度、強(qiáng)大的通信能力和達(dá)到ASIL-D的先進(jìn)功能安全性。
恩智浦電池單元控制器模擬前端IC（MC33771B和MC33772B）將測量能力和功能集成推進(jìn)到更高技術(shù)水平。
·以小于546 us的偏斜轉(zhuǎn)換96單元高壓電池的所有單元測量結(jié)果，并在4.1ms內(nèi)將數(shù)據(jù)傳輸至電池組控制器，整個(gè)電壓、溫度、焊后和壽命范圍內(nèi)的典型精度為+/-0.8mV。
·采用獨(dú)特的同步電流檢測，支持高精度電池單元阻抗計(jì)算以用于監(jiān)控健康狀態(tài)。
·每個(gè)電池單元均集成0.8 OHM MOSFET和專用定時(shí)器，能夠同時(shí)平衡所有單元，實(shí)現(xiàn)電池單元高效放電。
·提供嵌入式功能安全機(jī)制和診斷，以便有效支持最高功能安全目標(biāo)。
上市時(shí)間：
BMS參考平臺(tái)組件現(xiàn)已批量生產(chǎn)。
所有電機(jī)變頻控制器參考平臺(tái)組件現(xiàn)已開始提供樣品，首批平臺(tái)原型將于2018年第4季度上市。