史上最全「新能源汽車電子解決方案」,可以,這很恩智浦!

從之前小夥伴們對寶馬帶屏智能汽車鑰匙的熱情中,恩哥發現大家似乎對汽車設計非常感興趣哇。善解人意如恩哥,立馬給大家挖來了新能源汽車的乾貨,打起精神認真聽啦!

沒跟上的童鞋趕緊先補個課:

BMW×NXP,顏值內涵雙高的帶屏智能汽車鑰匙

新能源汽車按照動力來源分為純電動汽車和混合動力汽車,即EV和HEV,由於採用電力驅動,新能源汽車有別於傳統的內燃機結構。

新能源汽車電子技術一般包括電池管理系統BMS、車載充電器、逆變器、整車控制器VCU/HCU、行人警示系統、DC/DC等。作為新能源車的核心部件:電池管理、逆變器(電機控制)和整車控制器,必須具有極高的安全性和可靠性。

恩智浦提供豐富的汽車電子解決方案,從高性能的、高安全的微控制器到模擬前端到系統基礎晶元,從電機控制(BLDC/PMSM)到電池管理到汽車網路管理,我們都有對應的解決方案,且聽恩哥慢慢道來。

新能源汽車電子解決方案

1BMS系統

我們提供完整的電池管理系統解決方案, 包括微控制器MCU、模擬前端電池控制器IC、隔離網路高速收發器、系統基礎晶元SBC等。電池管理系統一般有一個主控和多個從節點組成,藉助我們的BMS方案,客戶可輕易實現基於CAN網路或菊花鏈的電池管理系統,可管理高達800V以上的高壓。我們提供的器件符合ISO26262標準,具有極強的功能安全性標準,可實現系統級ASIL-D水平。(註:微控制器MPC5744P達到ASIL-D水平,電池控制器MC33771達到ASIL-C水平,系統基礎晶元33907/8達到ASIL-D水平)2HEV/EV驅動電機控制器

新能源汽車電機控制器(逆變器)是把直流電轉換為三相交流電驅動電機,我們提供高性能的微控制器、系統基礎晶元、角度感測器和功率器件等。其中,我們的MPC56/57xx產品是基於Power Architecture的多核處理器,經過第三方功能安全認證,滿足汽車應用ISO26262最高功能安全ASIL-D等級。3整車控制器

整車控制器是整個汽車的核心控制部件,它採集加速踏板信號、制動踏板信號等部件信號,並對網路信息進行管理,調度,分析和運算,做出相應判斷後,控制下層各部件控制器的動作。整車控制器實現了能量管理,如整車驅動控制、能量優化控制、制動回饋控制和網路管理等功能。我們提供滿足汽車應用最高功能安全標準的基於Power Architecture的微控制器。此外,我們還提供信號調理IC、繼電器驅動IC、隔離CAN收發器和系統基礎晶元等。4電動空調壓縮機電機控制器

電動汽車空調壓縮機的電機控制系統一般包括MCU處理器、功率模塊Mosfet/IGBT、電流檢測電路、隔離預驅等。我們提供超高性價比的ARM核的微控制器(S32K/KEA)以及系統基礎晶元,極大加速客戶的開發,降低開發成本。5電動空調加熱器PTC

電動空調加熱器PTC一般包括MCU處理器、功率模塊Mosfet/IGBT、隔離預驅和電流檢測感測器等。針對電動空調加熱器,我們提供高性價比的基於ARM的32位汽車微控制器,搭配我們合作夥伴的功率器件,可快速實現原型設計。6行人警示系統

新能源汽車具有綠色低碳、環境雜訊低等特點,在低速行駛時,由於接近靜音,對於一些聽力受損者、視力障礙者及老年人、兒童等特殊人群來說,難以意識到汽車的接近,可能導致交通事故的發生,新能源汽車行人聲音警示系統(PAAS)在這種情況下應運而生。PAAS系統一般包括控制器單元、環境聲音採集單元和發聲單元。通過採集環境信號以及車身運行狀態等信息,經微控制器分析後,控制語音模塊播放提示音,使新能源汽車在行駛中產生能夠使行人意識到汽車存在或接近,又不干擾環境的聲音,保障行人安全。針對行人聲音警示系統,我們提供高性價比、擴展的微控制器、集成LDO和CAN物理層的系統基礎晶元以及語音功率放大模塊,可極大方便客戶的開發。7電子水泵無感測器BLDC/PMSM

針對電子水泵的安裝空間一般很小,我們提供高度集成的S12 MagniV系列產品,S12 MagniV產品組合包含一系列面向汽車和工業應用的集成混合信號微控制器(MCU),能夠簡化系統設計並加快產品上市速度。S12 MagniV提供單晶元解決方案,基於成熟的S12技術的完整的系統級封裝(SiP)解決方案,採用S12 MagniV可顯著降低PCB面積,並能減少BOM成本。8電動真空泵

新能源汽車在純電模式下行駛時,需要用電子真空泵為真空助力提供真空源。我們提供高度集成的S12 MagniV系列產品用來驅動真空泵電機包括有刷直流電機或者無刷直流電機,S12 MagniV產品組合包含一系列面向汽車和工業應用的集成混合信號微控制器(MCU),能夠簡化系統設計並加快產品上市速度。S12 MagniV提供單晶元解決方案,基於成熟的S12技術的完整的系統級封裝(SiP)解決方案,採用S12 MagniV可顯著降低PCB面積,並能減少BOM成本。另外我們還提供用來測真空壓力和大氣壓力的感測器,以及用於驅動電機的MOSFET。9蓄電池穩壓模塊

12V啟停系統由於需要頻繁啟動發動機,會導致蓄電池電壓產生波動,從而影響儀錶,音響等系統工作。蓄電池穩壓模塊需要監測蓄電池電壓波動,並為儀錶,音響等系統提供穩定的電壓。我們為蓄電池穩壓模塊提供高集成度的S12VR系列,集成LDO,MCU,LIN收發器以及繼電器驅動。另外針對DCDC升壓模塊,我們還會提供高性能的Mosfet。想大致了解一下恩智浦新能源汽車解決方案的小夥伴看到這裡可以結束了。本文的下半部分是相對細節的相關產品推薦和設計資源匯總,想了解詳細信息的朋友可以繼續往下看,也可以直接聯繫恩智浦HEV/EV專家:yunteng.tian@nxp.com相關產品推薦 MPC574xPe200z4內核,200 MHz,FPU,嵌入式浮點運算單元,專為實現功能安全(ISO 26262 / ASIL-D),延遲鎖步的32通道eDMA,4個12位模數轉換器(ADC),每個帶16個通道。 MPC5746R兩個獨立的200MHz Power Architecture? z4內核,一個200MHz z4內核,與其中一個主內核同步,4M快閃記憶體,320kB總SRAM,2 eTPU+ 64通道的定時器,32通道的eMIOS定時器,乙太網10/100,4個Σ-Δ和3個SAR ADC轉換器,專為實現功能安全(ISO 26262/ASIL-D),252 MAPBGA、176 LQFP和144 LQFP封裝,-40至125C Ta工作溫度。 MPC564xB-C高性能雙核選件,e200z4高達120 MHz,e200z0高達80 MHz,快閃記憶體:高達3 MB,EEPROM:64 KB DataFlash?,RAM:高達256 KB,CSE:安全模塊,以安全和可信的方式在通信各方之間進行信息傳輸。定時器:16位 — 多達64個通道,ADC:10和12位,乙太網,FlexRayTM,10個LINFlex,8個DSPI,6個FlexCAN,可擴展,並與MPC560xB/C系列產品兼容。 MPC560xP交叉觸發單元,管理採樣時機並減輕CPU負擔,監測和管理故障事件的故障採集單元,與FlexRay?和CAN/安全埠進行可靠的高速通信,RAM和快閃記憶體上帶有糾錯碼(ECC),可糾正存儲器錯誤,高精度脈寬調製(PWM),兩個eTimer,兩個ADC,兩個PLL。 S32K112 MHz ARM Cortex-M4內核,帶有SFPU,已修改的Harvard架構,可支持緊密耦合的RAM和4 KB I/D緩存,支持SHE規範的硬體安全引擎,每個晶元具有128位的唯一識別(UID)號,內置48 MHz RC (IRC)振蕩器,6個FlexCAN,其中兩個支持FD,FlexIO模擬通信協議,如SPI、UART等,支持ISO 26262 ASIL-B。 KEA高達48 MHz ARM Cortex M0+內核,單周期32位 x 32位乘法器。 S12VRS12 CPU內核,25 MHz匯流排,帶有ECC功能的64 KB快閃記憶體,高達512 B EEPROM (帶ECC),2 KB片上SRAM,LIN物理層,穩壓器,兩個低邊驅動器,驅動感應負載,最多兩個高邊驅動器,4個高電壓輸入。 S12ZVM增強型S12Z內核,50 MHz匯流排頻率,高達128 KB快閃記憶體,512B EEPROM,最高8 KB RAM,增強型定時器,用於生成電機控制PWM,雙12位模數轉換器(ADC),同步ADC轉換的可編程觸發單元(PTU),3.5至20V工作電壓範圍,LIN物理層,6個功率MOSFET的柵極驅動電路(GDU)。 MC33907靈活的DC/DC預穩壓器,支持降壓或升降壓,可選升壓,可提高啟動期間的系統可用性,0.5至2 A的多路輸出電源,DC/DC穩壓器,可為MCU內核提供高達0.8 A的電源電流,MCU I/O專用的5 V/3.3 V線性穩壓器,輔助負載專用的線性穩壓器,結合超低功耗模式的多喚醒源:CAN、LIN、I/O、電流檢測,電池反接保護前後的電池檢測,檢測關鍵信號的模擬多路復用器。 MC336642.0 Mbps隔離網路通信速率,雙SPI架構,用於消息確認,穩定可靠的傳導和輻射耐受性,帶喚醒功能,3.3 V和5.0 V兼容邏輯閾值,設計用於5.0米,15節點系統,低睡眠模式電流,帶自動匯流排喚醒功能,超低輻射排放。 MC337719.6 V ≤ VPWR ≤ 61.6 V工作電壓,70 V瞬態電壓,14芯電壓測量通道,總堆棧電壓測量,7個ADC/通用IO/溫度感測器輸入。 MC33978設計工作電壓:4.5 V ≤ VBATP ≤ 36 V,開關輸入電壓範圍:-14 V至VPWR,最高36 V,使用3.3 V / 5.0 V SPI協議可直接與MCU連接,可選擇狀態更改的喚醒功能,可選擇濕電流(2、6、8、10、12、14、16或20 mA),8個可編程輸入(電池開關或接地開關)和14個接地開關輸入,典型待機電流:VBATP = 30 uA,VDD = 10 uA,集成電池和溫度感測。 MPXx6115提高了高溫條件下的精確度,耐用型熱塑(PPS)表面貼裝,溫度補償範圍為-40°C到+125°C,適用於基於微處理器或微控制器的系統,0℃到85℃範圍內的最大誤差率為1.5%,耐高濕和常見的車內物質,提供小型和超小型封裝兩種規格。 MOSFET符合AEC-Q101規範,額定重複性雪崩擊穿,額定溫度為175°C,適合對熱性能要求嚴苛的環境。設計資源面向恩智浦MPC574xP器件的汽車數學和電機控制庫 - 用戶指南MPC574xP硬體設計指南 - 應用筆記Qorivva架構解決方案:面向車身電子的高級安全功能 - 手冊採用MPC5604P的3相PMSM電機控制套件 - 應用筆記使用Kinetis E/EA上的PWT模塊控制DC電機 - 應用筆記Kinetis EA系列MCU快速入門 - 應用筆記採用S12VR微控制器的車窗升降和基於繼電器的DC電機控制參考設計 - 參考手冊面向Carcassonne MC9S12ZVM器件的汽車數學和電機控制庫 - 用戶指南開發工具、模擬器/調試器以及編譯器請點擊這裡到恩智浦官網查看。
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