恩智浦為動力電機變頻控制器和電池管理提供新型參考平臺

恩智浦與VEPCO Technologies，Inc.合作設計ASIL-D電機變頻控制器原型

新型電池單元控制器支持高精度電壓和阻抗測量?

全球最大的汽車半導體供應商恩智浦半導體（NASDAQ：NXPI）1，宣布推出用于電動車輛牽引電機變頻控制器和電池管理的新型汽車電源控制參考平臺。這些新平臺將恩智浦廣泛的全球領先汽車微控制器(MCU)產品組合、電源管理系統基礎芯片(SBC)，以及特定應用先進模擬電源與能源管理器件集成到易于使用的參考設計中。預開發的應用平臺表明，恩智浦致力于幫助客戶以更快的速度和更低的開發風險交付下一代混合動力和電動車輛。

對內燃機排放、合規和能源成本的關注，促使世界各地的車輛制造商和立法機構迫切希望通過低污染混合動力車輛和純電動車輛來提高車隊里程效率。根據恩智浦的內部市場估計，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。這些變化為供應鏈中的新參與者創造了機會，并促進了創新動力和能源管理系統的發展。

在這個不斷演進的生態系統中，開發人員面臨著一大障礙，即尋找具有汽車領域經驗的合作伙伴以及構建經濟高效的系統解決方案所需的深層產品和軟件組合。憑借30多年的汽車領域經驗和豐富的汽車產品組合，恩智浦已準備好為下一代電動和混合動力車輛提供所需的最佳性能、強大的功能安全性和動力管理。

恩智浦高級汽車模擬部門資深營銷總監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。恩智浦提供功能安全的系統智能和控制以管理電動車輛的動力。我們的新型功率變頻控制器和電池管理參考平臺是說明我們如何在這個充滿活力且不斷發展的領域中利用我們的產品組合優勢的例證。”

牽引電機變頻控制器系統

牽引電機變頻控制器將直流電池電壓轉換成多相交流電，從而以駕駛員要求的速度和加速度驅動電動和混合動力車輛的牽引電機。要想監控電機狀態，檢測驅動電流，以及可靠地計算并應用所需的扭矩能量，離不開復雜的系統控制。

恩智浦與VEPCO Technologies，Inc.合作設計了一個支持ASIL-D的高壓功率控制參考平臺和變頻控制器原型。在這個原型中，該平臺控制一個集成電流和溫度檢測的Fuji Electric 800V硅IGBT功率模塊，以驅動100 kW三相電機。

控制參考平臺使用恩智浦汽車部件來提供所有必需的功能構建模塊，系統物料清單(BoM)高效好用，既支持變頻控制器控制和驅動操作，又能保證功能安全。

• 新型隔離式高壓柵極驅動器IC GD3100符合ISO 26262 ASIL D標準，具有如下特性：

• IGBT柵極控制冗余和開/關狀態驗證

• IGBT電流和溫度監測

• 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控制功能，并通過軟件實現了解析器功能。運行PMSM無傳感器磁場定向控制僅使用其不到10%的計算能力，從而為當今電動車輛和混合動力系統所需的所有安全特性和復雜駕駛策略留出最大帶寬。

• Fs65xx是一款高度穩健的電源管理安全系統基礎芯片，專為多種電氣化應用設計，采用準ASIL-D故障靜音功能安全作為獨立安全單元，屬于功能安全SBC系列產品。

• 靈活開放的系統技術支持使客戶有能力實現其獨特的增值能源管理知識產權以及所需的功能安全水平。?

VEPCO系統工程總監張國良（音譯）博士表示：“VEPCO Technologies的深厚電機驅動知識和系統經驗與恩智浦全面的汽車產品組合、功能安全產品和工具相結合，為我們的客戶提供一個引人注目的功率變頻控制器支持平臺。我們在功率變頻控制器模塊平臺之上提供的專業工程服務，例如定制應用IP等，將推動該平臺滿足客戶獨特的安全和技術要求，并顯著縮短產品上市時間，降低開發成本。”

恩智浦計劃利用其系統控制部件、支持軟件和功能安全賦能方案來幫助客戶開發基于參考平臺的電機變頻控制器，而VEPCO Technologies將為該平臺上的特定應用和性能開發提供合約系統工程服務。為了幫助客戶快速開始系統開發，我們還會為客戶提供參考設計PCB文件以及原型性能和特性報告。

恩智浦電池管理系統

為電動車輛中的主牽引電機供電所需的電能儲存在高性能電池單元中。精確測量和管理這些單元對其安全性和可靠性至關重要。因此，需要運用電池管理系統來監控充電狀態、健康狀態和電池溫度，同時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已被全球十多家汽車一級客戶采用，多家汽車制造商將其用于生產開發。具體實施涉及多種應用，包括經濟型14V電池管理，用于輕度混合動力車輛的高度集成48V系統，以及用于200 V至800 V混合動力和純電動車輛的含有96個以上電池單元的高壓電池組和接線盒。

馬夸特電池系統總監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，可滿足下一代電動車輛電池管理系統對性能和功能安全日益嚴苛的要求。”?

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安全系統基礎芯片和用于可擴展系統控制參考平臺的微控制器產品組合配套，提供業界領先的精度、強大的通信能力和達到ASIL-D的先進功能安全性。?

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到更高技術水平。

• 以小于546 us的偏斜轉換96單元高壓電池的所有單元測量結果，并在4.1ms內將數據傳輸至電池組控制器，整個電壓、溫度、焊后和壽命范圍內的典型精度為+/-0.8mV。

• 采用獨特的同步電流檢測，支持高精度電池單元阻抗計算以用于監控健康狀態。

• 每個電池單元均集成0.8 OHM MOSFET和專用定時器，能夠同時平衡所有單元，實現電池單元高效放電。?

• 提供嵌入式功能安全機制和診斷，以便有效支持最高功能安全目標。

上市時間：

BMS參考平臺組件現已批量生產。

所有電機變頻控制器參考平臺組件現已開始提供樣品，首批平臺原型將于2018年第4季度上市。

注

1來源：Strategy Analytics 2017