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恩智浦透過新型電源控制參考平台加速電動車開發

  • 陳毅斌

宣布推出用於電動車牽引馬達逆變器(motor inverter)及電池管理的新型汽車電源控制參考平台。此全新平台將恩智浦廣泛的全球領先汽車微控制器(MCU)產品組合、電源管理系統基礎晶片(SBC)、 以及特定應用先進類比電源與能源管理元件整合至易於使用的參考設計中。預先開發的應用平台展現恩智浦致力於協助客戶,以更快速度及更低開發風險開發出下一代混合動力及電動車。

對於內燃機排放、法規與能源成本的關注,使得全球汽車製造商與立法機構積極希望透過低汙染混合動力車與純電動車提高車隊里程效率。恩智浦內部市場統計預估,至2030年全球銷售的輕型汽車中有50%將具備部分形式的電力驅動。這些改變為供應鏈中的新參與者創造了機會,推動創新電源與能源管理系統的發展。

在不斷演變的生態系統中,開發人員面臨著一大挑戰在於尋找具備汽車領域經驗的合作夥伴,以及建構高效益與效能的系統解決方案所需的深度產品與軟體組合。憑藉超過30年的汽車領域經驗與豐富的汽車產品組合,恩智浦已準備好為下一代電動車與混合動力車提供所需的最佳效能、強大功能安全性與電源管理。

恩智浦半導體先進汽車類比部門資深行銷總監Rick Beale表示:「極具雄心的車輛電氣化之路不僅需要高壓電源開關。恩智浦提供功能安全的智慧系統與控制以管理電動車的動力。新型電源逆變器與電池管理參考平台就是呈現恩智浦在充滿活力且不斷發展的領域中,運用產品組合優勢的最佳證明。」

牽引馬達逆變器系統(Traction Motor Inverter Systems)

牽引馬達逆變器將直流電池電壓轉換成多相交流電,因此能以駕駛要求的速度與加速度驅動電動車與混合動力車的牽引馬達。若希望監控馬達狀態、檢測驅動電流且可靠地運算並應用所需的力矩(torque)能量,則需要複雜的系統控制。

恩智浦與VEPCO Technologies Inc.合作設計一個支援ASIL-D的高壓電源控制參考平台與逆變器原型。在此原型中,該平台控制一個整合電流與溫度檢測的Fuji Electric 800V矽IGBT功率模組,以驅動100 kW三相馬達(three-phase motor)。控制參考平台運用恩智浦汽車零件提供所有必要的功能建構模組,系統物料清單(bill-of-material;BoM)高效好用,支援逆變器控制與驅動操作,亦能確保功能安全。

VEPCO系統工程總監張國良(音譯)博士表示:「VEPCO Technologies的深厚馬達驅動知識與系統經驗與恩智浦全面的汽車産品組合、功能安全產品與工具相結合,為我們的客戶提供一個引人注目的電源逆變器支援平台。我們奠基在電源逆變器模組平台上提供的專業工程服務,例如定制應用IP等,將推動該平台滿足客戶獨特的安全與技術要求,並明顯縮短產品上市時間,降低開發成本。」

恩智浦計劃運用其系統控制零件、支援軟體與功能安全解決方案來協助客戶開發基於參考平台的馬達逆變器,而VEPCO Technologies將爲該平台上的特定應用及效能開發提供合約系統工程服務。幫助客戶快速開始系統開發,恩智浦亦會爲客戶提供參考設計PCB文件以及原型效能和特性報告。

恩智浦電池管理系統

爲使電動車輛中的主牽引馬達供電所需的電能儲存於高效能電池單元中。精確測量與管理這些單元對其安全及可靠而言至關重要。因此,需要運用電池管理系統來監控充電狀態、健康狀態與電池溫度,同時精確測量流入及流出電池組的電流。恩智浦的電池管理參考平台已被全球十多家頂尖汽車客戶採用,多間汽車製造商將其用於生産開發,具體實行涉及多種應用,包含經濟型14V電池管理,用於輕度混合動力車的高度整合48V系統,以及用於200 V至800 V混合動力與純電動車輛的含有超過96個電池單元的高壓電池組及接線盒。

Marquardt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確度與速度,能夠滿足下一代電動車電池管理系統對效能及功能安全日益嚴苛的要求。」恩智浦旗艦級電池單元控制器類比前端及通訊IC與恩智浦FS65xx安全系統基礎晶片與用於具擴展性系統控制參考平台的微控制器產品組合配套,提供業界領先的精確度、強大的通訊能力和達到ASIL-D的先進功能安全性。恩智浦電池單元控制器類比前端IC(MC33771B與MC33772B)將測量能力與功能整合推向更高技術水準。