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在實(shí)現零排放之前，汽車(chē)電氣化將是汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)重要增長(cháng)領(lǐng)域。為實(shí)現這一目標，汽車(chē)系統將需要更多的半導體以及滿(mǎn)足更高要求的計算和軟件。 從經(jīng)濟的角度來(lái)看這背后的意義將非常有趣。IHS市場(chǎng)和戰略分析估計，電動(dòng)汽車(chē)（EV）的半導體附加值對于中型混合動(dòng)力汽車(chē) (HEV) 來(lái)說(shuō)是200美元，對于電池電動(dòng)汽車(chē) （BEV) 來(lái)說(shuō)大約是450美元。 不過(guò)內燃機 (ICE) 不會(huì )很快消失。ICE動(dòng)力總成的電氣化與半導體使用量將繼續增長(cháng)，NXP Semiconductors將繼續支持這些發(fā)動(dòng)機。隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的增加，內燃機的數量將會(huì )減少。是什么推動(dòng)了電動(dòng)汽車(chē)的增長(cháng)？ 因素有多個(gè)，但首當其沖的需要更清潔的排放，而這正是政府立法和激勵措施發(fā)揮作用的地方。電池成本也在不斷下降，使電動(dòng)汽車(chē)更加經(jīng)濟實(shí)惠。隨著(zhù)電池性能的提高，電動(dòng)汽車(chē)的續航能力也在不斷提升。最后，原始設備制造商 (OEM) 在電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)上的大量投資將提高逆變器系統的效率。 評估高壓電源逆變器 電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)關(guān)鍵子系統是高壓 (HV) 電源逆變器。一輛車(chē)可以有多個(gè)高壓電源逆變器，但車(chē)載充電 (OBC)、直流-直流蓄電池升壓電路和牽引電機逆變器最為常見(jiàn)。汽車(chē)上的其他幾個(gè)電機可能需要自己的逆變器，其中一個(gè)例子是空調壓縮機泵。 高壓牽引逆變器是NXP的一個(gè)研究重點(diǎn)。它將高壓電池的直流電轉換為多相交流電壓以驅動(dòng)牽引電機，而牽引電機將驅動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。高壓牽引逆變器在典型電壓超過(guò)300V時(shí)，對安全性的要求特別高，另外還需要高效率的運行。對于電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)主來(lái)說(shuō)，只有百分之一的改善將轉化為更長(cháng)的續航里程。 考慮到功能安全的需求，需要制訂功能安全標準。根據系統發(fā)生故障時(shí)對人體造成傷害的嚴重程度，它們被分為不同的等級。對于汽車(chē)系統，就是從A到D的汽車(chē)安全完整性等級 (ASIL)。功能安全標準中考慮了多種不同的要素，如硬件、軟件和系統開(kāi)發(fā)過(guò)程。而且，汽車(chē)系統開(kāi)發(fā)商（如一級供應商和OEM）需要正確記錄這些過(guò)程，而這需要通過(guò)功能安全認證的組件的支持。 由于牽引逆變器是一個(gè)極其關(guān)鍵的安全系統，因此它必須通過(guò)ASIL-C/ASIL-D系統認證。牽引逆變器可能導致的一個(gè)故障示例是意外加速或停車(chē)。這包括駕駛時(shí)失去動(dòng)力、意外制動(dòng)和過(guò)度制動(dòng)。想象一下在高速公路上行駛時(shí)如果出現這種情況會(huì )怎么樣，就很容易理解系統的關(guān)鍵性，因此這些系統需要符合功能安全規范。 結論 NXP提供符合功能安全規范的組件來(lái)控制高壓牽引逆變器。NXP提供MPC5775E MCU、FS6500 系統基礎芯片來(lái)為控制器供電，提供TJA1051冗余CAN總線(xiàn)接口進(jìn)行通信，并提供集成了高壓隔離功能的GD3100先進(jìn)柵極驅動(dòng)器來(lái)滿(mǎn)足系統的嚴苛要求。這些組件可以與合作伙伴提供的絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 或碳化硅 (SiC) 模塊配合使用，所有組件均附帶高效的參考設計。 文章來(lái)源：貿澤電子 |
