新能源汽车

2024年10月9日,致力于亚太地区市场的国际领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下世平推出以旗芯微(Flagchip)MCU为主,辅以NXP、onsemi、Vishay和纳芯微等芯片为周边器件的新能源汽车e-Compressor空压机方案。

图示1-大联大世平以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案的展示板图

随着新能源汽车行业的迅猛发展,高压快充技术成为解决“里程焦虑”和充电效率问题的关键。在此趋势下,越来越多的车企向着800V高压平台进军。对此,大联大世平推出以旗芯微FC4150F512BS1P64T1A MCU为核心,搭载NXP汽车安全系统基础芯片(SBC)MFS2300BMBA0EP、onsemi IPM模块NFVA23512NP2T、PSR DC/DC NCV12711ADNR2G器件、圣邦微运算放大器SGM8557H-1AQ、纳芯微隔离器NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25、Molex连接器以及Vishay电阻器的新能源汽车e-Compressor空压机方案。该方案符合ASIL-B功能安全等级,可用作驱动新能源汽车的空调系统。

图示2-大联大世平以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案的场景应用图

旗芯微FC4150F512BS1P64T1A是一款基于ARM Cortex-M4内核的32位微控制器,最高工作频率可达150MHz,内置高速存储器,具有丰富的I/O端口和外设,能够扩展多种功能。

在IPM模块设计方面,方案采用onsemi旗下NFVA23512NP2T芯片,其内置3个高速半桥高压栅极驱动电路,集成(1200V/35A)低损耗的IGBT管,内置高边自举二极管,最大支持20KHz的PWM,死区最小时间为2μs。并且器件还提供多个保护功能,包括欠电压锁定、过电流锁定、驱动与集成电路的温度监测和故障报告等,可为汽车电机带来高性能与高安全特性。

本方案的低压电源供电分为两路,在MCU电源部分,采用一颗带有功能安全的电源管理芯片——MFS2300BMBA0EP。该产品集成多路LDO输出和多种监控诊断功能,包括唤醒输入、看门狗、复位、中断,以及对电路诊断后的失效输出等,并且器件内置CAN、LIN模块,能够快速与其他模块进行交互。此外,MFS2300BMBA0EP与MCU通过SPI通信,在系统运行时,可提供潜在的故障监测报告,以增强安全特性。

IPM供电部分采用onsemi的NCV12711ADNR2G,它是一款固定频率峰值电流模式PWM控制器,适用于隔离式DC/DC拓扑结构。该器件在4V至45V范围内工作,无需辅助绕组,支持100kHz至1MHz的可编程频率调节,并内置斜率补偿避免次谐波震荡。另外,该控制器集成了软启动、欠压锁定(UVLO)及过功率保护(OPP)功能,可提升系统安全。

在隔离器的选型上,方案采用的NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25均为纳芯微旗下产品,其中,NSI8220W0用于传输PWM信号、反馈VFO、LDO_PG信号;NSI1311用于采样母线电压、IPM温度信号;NSI1300D25用于对IPM的底边管进行电流采样。

运算放大器部分,方案采用圣邦微旗下的车规级SGM8557H-1AQ,利用此产品可将电压、电流采样隔离器输出的差分信号转化为单端输出,从而供MCU ADC外设采样。

图示3-大联大世平以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案的方块图

除了丰富的硬件支持,本方案在软件上采用世平Sensorless FOC双电阻采样的软件库架构,通过板载电位器使电机旋转。并且采用电流环加速度环的双环控制,使系统运作更加稳定。

核心技术优势

MFS2300BMBA0EP(SBC)与FC4150F512BS1P64T1A(MCU)组合符合ASIL-B功能安全要求标准;

SBC FCCU硬件监控MCU故障,同时Watchdog进行MCU存活监督,确保系统失效安全保护;

提供全功能的电机软硬故障保护、过流、过欠压、堵转、缺相、过温等;

提供软件demo算法、如高频注入、死区补偿、滑膜观测器、FOC等;

提供硬件参考设计,加快产品快速开发。

方案规格:

高压侧输入电压范围:460VDC~860VDC;

低压侧输入电压范围:8VDC~18VDC;

MCU:ARM Cortex-M4 32-bit内核,主频高达150MHz,ASIL-B功能安全等级;

支持CAN、LIN通信;

支持2/3 Shunt R三相电流采样;

支持过压、过流、过温防护;

板载电位器支持速度调节;

具备LED指示灯&UART调试接口;

开发板尺寸:MCU板70mm×40mm,电机驱动板150mm×135mm。

本篇新闻主要来源自大大通:

世平基于新能源电车e-Compressor空压机(Spark-800V)应用方案

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关于大联大控股:

大联大控股是致力于亚太地区市场的国际领先半导体元器件分销商,总部位于台北,旗下拥有世平品佳诠鼎友尚,员工人数约5,000人,代理产品供应商超过250家,全球75个分销据点,2023年营业额达美金215.5亿元。大联大开创产业控股平台,专注于国际化营运规模与在地化弹性,长期深耕亚太市场,以「产业首选.通路标杆」为愿景,全面推行「团队、诚信、专业、效能」之核心价值观,连续23年蝉联「全球分销商卓越表现奖」肯定。面临新制造趋势,大联大致力转型成数据驱动(Data-Driven)企业,建置在线数字化平台─「大大网」,并倡导智能物流服务(LaaS, Logistics as a Service)模式,协助客户共同面对智能制造的挑战。大联大从善念出发、以科技建立信任,期望与产业「拉邦结派」共建大竞合之生态系,并以「专注客户、科技赋能、协同生态、共创时代」十六字心法,积极推动数字化转型。

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不同于燃油车的热管理构造相对简单、以散热为主要目的,新能源汽车的热管理系统肩负着保障电池寿命和整车稳定安全的重要使命,还直接关系到车辆的安全性与用户的驾车体验。热管理系统已经成为新能源汽车的核心部件之一,越来越成为各大新能源汽车厂商比拼的焦点。

作为电动汽车行业的引领者,特斯拉一直引领热管理系统的发展方向,更是在Model Y车型推出了革命性的第四代热管理系统。八通阀是第四代热管理系统的中枢部件,接受车载中控指令完成精准角度旋转,实现对八个管道开关切换的精准控制,实现多种模式下热量/冷量的精准分配,完成对乘员室、电驱动以及电池组冷热需求一体化管理,达到性能最优、能耗最优。

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安徽赛腾微电子有限公司联合国内领先的热管理配件厂商近期推出了基于自有车规芯片组合—— ASM87A164 (主控MCU) + ASM6050Q (LDO) + ASM1021Q (LIN PHY),性能媲美特斯拉Model Y 八通阀、更先进的九通阀通用执行器方案。该方案现已完成全面测试,预计2024Q3量产出货,届时可根据需求,向热管理零配件客户提供车规芯片组合、全套软硬件方案以及PCBA模组等不同层次的产品服务。公司计划同步推出四合一MCU(MCU+ LDO + LIN PHY+H-Bridge Driver)为主控、更高性能极致性价比的第二代九通阀方案。

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赛腾微热管理九通阀执行器模组实物与装配示意图

赛腾微的九通阀执行器是用于控制和驱动新能源汽车热管理系统的中枢部件,对外仅需要电源、地以及LIN总线三根线即可实现与中控ECU交互通信,大大节省了线缆数量。九通阀执行器接收中控ECU的指令完成相应动作,同时给ECU反馈相关信息,集成了高精度的角度检测与标定、电机驱动以及各项控制功能,具有过压/欠压保护、过温/低温保护、过流保护、堵转保护等完备的保护功能以及旋转角度宽、角度控制精度高等竞争优势。主要规格如下:

通讯接口:LIN总线、LIN2.1标准

额定电压:12V

反接保护:具有电源极性反接保护

驱动输出电流:1.5A

角度控制精度:<±1度

工作电压范围:9V--16V

工作温度范围:-40℃--125℃

相比已批量出货的四通、五通,甚至六通等低通道水阀方案,国内各大新能源汽车厂商的九通阀方案都还在开发中,尚未实现真正量产出货,关键技术难点在于0~360度全范围±1°的角度精度控制,对不同电机、不同齿轮装配误差的校正与标定。当然选用昂贵国外厂商芯片导致方案成本偏高,也是无法实现量产的另一重要原因。相比国内正在开发中的其他方案,赛腾微九通阀方案具有如下竞争优势:

首套全国产车规芯片、可量产九通阀通用平台方案,方案简洁、极致性价比;

独有自动检测齿轮旋转角度与标定处理算法、0~360度全范围±1度精准控制、易操作的图形操作界面与图形配置工具,快速生成方案代码,易于移植与二次开发;

完整的LIN协议管理、定制与故障自诊断功能,适应不同主机厂的协议;

提供批量生产的标定设备、一站式校正标定方案以及贴心技术服务。

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赛腾微热管理九通阀执行器系统构成与软件架构图

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赛腾微九通阀执行器软件校准方案

随着八通以上的多通阀方案逐步成为国产新能源汽车的标配,赛腾微的热管理九通阀方案将以通用性好、极佳性价比、一站式角度误差校正标定方案以及配套量产校正工具引领国内新能源汽车热管理配件市场,助力热管理零配件客户提前布局新一代热管理系统市场、快速响应市场变化、抢占更高端的热管理市场。

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12月5日-6日,2023全球汽车芯片创新大会暨第二届中国汽车芯片高峰论坛在无锡滨湖成功举办。杰发科技副总经理王璐受邀参会,并发表主题演讲《车规级MCU在新能源汽车中的应用与布局》。

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近年来,新能源汽车成为汽车产业增长重要引擎,电动化、智能化、网联化成为汽车消费的新选择,并引领全球汽车产业发展方向。汽车芯片作为底层核心零部件,迎来巨大挑战和机遇,并成为全球汽车企业竞争的焦点之一。

MCU芯片是汽车半导体中最主要的一个类别,汽车新四化带动了车规MCU的飞速发展。根据网络数据统计,全球汽车MCU市场规模从2020年至2023年一直保持高速增长态势,2023年市场规模有望突破100亿美元。从中国市场来看,虽然整体乘用车销量一直保持稳定的增长趋势,但传统燃油车比例逐年递减,新能源车占比逐年上升。由此带来的则是车规级MCU芯片用量在中国乘用车市场高速增长,预估到2026年有望突破20亿颗,而新能源汽车是背后首当其冲的增长引擎。   

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王璐提到,汽车向智能化、电动化演变过程中,不仅对MCU的安全性、稳定性提出了更高要求,也需要MCU满足高算力、多接口的区域控制等场景需求。MCU从控制单元的角色演变成复杂的计算单元,主频、Flash、功能安全、信息安全等要求越来越高,因此32位汽车MCU市场份额逐年增大,预计到2025年全球32位MCU市场份额占比将接近70%,出货量将超过120亿颗。杰发科技目前已量产和布局的全系列车规级MCU芯片全部采用32位。

谈及汽车MCU的应用场景,王璐表示,MCU作为主控产品,具备较多的控制单元,应用于车身控制域、底盘动力域、智能座舱和智能驾驶,甚至还包括通信模块。8位MCU用于较为初级的车身控制,如门控、座椅、车窗、空调控制等;16位MCU应用于引擎控制、电子涡轮系统、悬吊系统等较为复杂的场景;32位MCU则应用于对功能安全和信息安全要求更高的仪表盘控制、动力系统、驾驶辅助系统等场景。   

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目前,杰发科技32位MCU产品线完成了初阶AC780x、中阶AC7840x、高阶AC7870x全系列布局,可满足新能源汽车全新电子电气架构下的全车应用。AC780x系列主要应用在车灯、空调控制面板、开关、传感器、PEPS、冷却风扇等小节点应用场景;AC7840x系列主要应用在智能座舱、座椅控制、LED车灯、空调控制器、T-Box、BCM等应用场景;AC7870x则适用于对功能安全等级要求最高的动力底盘域、新能源三电,以及全新电子电气架构下的区域控制器等场景中。

王璐在现场分享了MCU芯片的车身控制方案、自动驾驶方案和动力底盘控制方案,其中深度解读了杰发科技MCU芯片打造的车身控制方案。用一个网关芯片、两个AVB Slave和一个Master MCU芯片,成功实现了包括Audio和ISELED等各方面的控制,目前已在多款车型上量产。   

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2023全球汽车芯片创新大会举办同期,中国汽车工业协会标准法规工作委员会汽车芯片专业委员会(简称“专委会”)成立大会顺利召开。杰发科技首席技术官李文雄成功加入专委会并受邀参加大会。专委会的成立,旨在实现技术标准的规范统一,建立系统的标准体系,促进汽车芯片产业安全可控和快速有序发展。

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2023全球汽车芯片创新大会以“共享中国机遇、共谋创新发展、共赢产业未来”为主题,由中国汽车工业协会和中国电子科技集团有限公司共同主办,旨在为全球汽车产业和芯片产业搭建高端务实的专业交流平台,分享创新成果,打造产业生态,构建标准体系,助推汽车产业高质量发展。

来源:AutoChips

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充电枪/桩基建需求旺

新能源汽车作为目前大火的产业,在中国,乃至全世界,都在以超快的速度普及,而新能源汽车目前最稀缺,且需求量最大的,就是配套的充电设施。依据中国充电联盟发布的资料,截止2023年10月,中国全国充电基础设施累计数量为795.4万台,同比增加68.9%,而随着新能源汽车的持续发展,未来充电基础设施的建设数量将会迎来进一步的提升,可见充电枪/桩的市场空间广阔。

新能源汽车的充电设施大致分为两大类:"直流型充电设施"和"交流型充电设施"。直流型充电设施普遍来说速度会比较快,如400V、甚至800V的超高电压的快速充电桩,往往可以达到100kW以上,就算是家用的车库直流充电桩,也能达到10~20kW的功率,速度较快;而交流型充电桩的速度一般都是比较慢的,普遍是在7kW或11kW的功率,因此体积较小,也因此出现各种便携型充电枪,方便车主在各种环境下充电。

交流与直流充电桩比较 

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资料来源:iiMedia Research、信达证券,2023/6

但不论是直流型还是交流型,控制整个充电流程,仍得藉由MCU来控制的,而笙泉科技因应新能源汽车市场需求而生的MCU, 可以发挥那些功效呢?让我们接着往下看。

MG32F157系列

笙泉科技首颗带CAN总线的32位MCU (MG32F157),配备了最大256KB的Flash,同时RAM空间最多有64KB,完全可以满足充电桩/充电枪的使用需求。

交流型的充电桩/充电枪,是不需要CAN总线的,但是需要国标的协议,因此需要比较大的Flash空间,此外,MG32F157系列主频最高可达96MHz,可迅速地在系统上电时完成自检,并进入工作状态。

不仅如此,MG32F157系列大部分的引脚支持5V IO容忍功能,对接其他的5V模块,不需要电压转换电路或者芯片,可以减小Layout面积,降低PCBA成本。

此外,MG32F157系列内置3组12位ADC,且其中两组ADC可以同时进行采样,除此之外,MG32F157系列还内置了3个OPA,均可以连接到ADC前端,因此很适合用来做充电桩的电流测量。

直流型充电桩与交流型不同,直流型充电桩需要CAN总线,而MG32F157系列支持1组CAN 2.0B总线,支持FD帧格式,这样不管是直流还是交流型,均采用同一款芯片,可以让客户端方便开发、备货。

应用框图: 交流型

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应用框图: 直流型

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来源:megawin笙泉科技

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11月16日,由电子发烧友主办的2023电机控制先进技术研讨会暨电机控制技术市场表现奖颁奖典礼在深圳成功举办。会上,四维图新旗下杰发科技电机应用高级工程师徐贤玉在现场分享干货《拥抱客户,助力新能源汽车革命-基于杰发AC78xx平台电机应用方案》,同期公司车规级符合功能安全MCU芯片AC7840x凭借其丰富的电机产品方案和规模化应用获选“2023年度电机控制器十大主控芯片”。

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据咨询公司数据统计,2022年全球电机市场规模约为1186亿美元,预计2023年全年将达到1280亿美元,复合年增长率为6.8%。从地区分布来看,亚太地区是全球最大的电机市场,占比约为40%,中国是亚太地区乃至全球最大的电机生产国和消费国,2022年中国电机市场规模约为368亿美元,预计2023年全年将达到400亿美元,复合年增长率为7.2%。   

从增长动力来看,节能环保、工业自动化、电动汽车是推动全球电机市场快速增长的主要因素,智能电动汽车市场规模和渗透率的不断提高,带动了对新能源汽车电机的需求。目前杰发科技MCU全系列产品AC78xx平台已完成在新能源汽车电机市场的布局,联同合作伙伴,共同助力新能源汽车革命,推动中国新能源智能网联汽车发展。

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杰发科技电机应用高级工程师徐贤玉在会上分享了AC78xx平台系列电机开发板的详细参数和开发情况,包括通用低压开发板、高压开发板、具体应用类开发板以及AC7840x系列双电机和三电机控制开发板。徐贤玉重点介绍了杰发科技AC78xx平台电机方案支持的电机控制核心算法,包括BLDC方波控制、有感霍尔FOC矢量控制和无感FOC矢量控制的优势。   

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目前杰发科技AC78xx平台MCU电机方案可应用在冷却风扇、空调压缩机、水泵、车窗、尾门、电动座椅、主驱等汽车使用场景,同时也可应用在消费类和工业类使用场景。在会议现场,徐贤玉分享了杰发科技MCU开发的车载空调压缩机、车载散热风扇等FOC矢量控制实际应用案例。

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此次活动通过业界专家推荐、电子发烧友百万级工程师在线投票,评选出2023年在电机行业内具有技术创新能力且市场表现优秀的产品。杰发科技MCU芯片AC7840x凭借丰富的电机产品方案和规模化应用获选“2023年度电机控制器十大主控芯片”。杰发科技同期在会议现场展示了全系列芯片以及AC7840x通用开发板、BCM开发板、单/双/三电机控制开发板,吸引众多专业工程师深入交流和沟通。   

来源:AutoChips

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近日,四维图新旗下杰发科技功能安全MCU芯片AC7840x与国内某头部Tier 1厂商合作,率先应用在新能源汽车动力电池域推出BMS方案。这标志着国产汽车MCU芯片厂商正式打破了一直以来仅应用于中低端车身域的传统,开始在汽车功能安全等级要求较高的核心区域崭露头角,为推动国产汽车芯片的创新迈出了关键一步。

动力电池,作为新能源汽车最重要的核心零部件,决定着电动汽车未来的普及和长远发展。BMS(Battery Management System)是一种监测、控制和保护车辆电池的系统,在电池运作系统中充当 “电池保姆”的角色。车规级MCU芯片作为BMS的核心组件之一,负责执行电池监测、均衡控制、温度管理、充放电控制、通信协议支持和故障诊断报警等各种任务,新能源汽车BMS系统通常要求MCU芯片须通过AEC-Q100、ISO 26262功能安全等一系列测试和认证,以确保电池的安全、高效运行。

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杰发科技全系列车规级MCU芯片已完成新能源汽车动力电池域BMS方案的布局,包括AC7801x平台、AC7840x平台和AC7870x平台。AC7801x平台主要应用于电流传感器领域,已与霍尼韦尔进行合作,用于其电池包内电流传感器等车载硬件和设备中,充分保障新能源汽车电池系统安全工作及续航里程优化,目前已搭载到多款新能源汽车中,出货量突破百万颗。

中端BMS方案由AC7840x平台执行,可提供较为基础的电池监测和管理功能,包括电压监测、温度监测、充放电控制等,能较好控制成本,适用于较为简单的电动汽车应用场景。目前,杰发科技MCU芯片AC7840x已与多家Tier 1厂商就BMS方案达成合作,将搭载于多款新能源汽车上。AC7840x是杰发科技符合功能安全ISO 26262 ASIL-B支持AUTOSAR的车规级MCU芯片,符合AEC-Q100 Grade 1认证,信息安全符合SHE标准,支持安全启动。

高端BMS系统的方案设计和功能实现都更为复杂,由杰发科技即将于2024年推向市场的AC7870x平台执行,AC7870x是公司推出的符合功能安全ASIL-D多核高主频高端MCU芯片,支持锁步核和Hypervisor,符合国际Evita Full标准,支持国密SM2/3/4算法。搭载AC7870x的高端BMS方案可实现电池均衡、快充控制、故障诊断、安全保护等较全面的功能,适用于对性能、安全性和电池寿命有更高要求的高端电动汽车和能源存储系统。

近日,杰发科技凭借MCU芯片BMS方案的领先性,在2023xEV电池技术暨2023新能源光储充融合产业大会上一举斩获“BMS国产化芯片TOP企业”奖项。2023中国xEV动力电池系统产业链TOP企业评选由NE时代和RIO凌傲咨询推出,旨在发掘优质企业,凝聚研发力量,推动动力电池产业高质量发展,助力电气化转型。评委会由动力电池产业的外部专家,以及NE研究院资深团队共同组成,覆盖车企、电池、BMS、电池结构件、热管理、热安全等领域,并从市场表现、研发实力、未来潜力和财务状况等四个核心维度进行评选。   

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除新能源汽车行业以外,杰发科技还提供包括工业储能在内的多领域BMS方案,出货量突破百万颗。

杰发科技作为国产汽车芯片行业的领军者,此次MCU进入新能源汽车动力电池域并推出BMS方案,不仅为中国汽车电子产业注入了新的活力,也展现了国产芯片在高端领域的竞争实力。未来,随着新能源汽车市场的不断发展和技术的不断创新,杰发科技有望在汽车电子领域继续发挥重要作用,为中国汽车产业的全面提升贡献更多力量。

来源:AutoChips

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来源:航顺芯片

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据中国汽车工业协会最新统计显示,截至2021年5月底,我国新能源汽车保有量约580万辆,约占全球新能源汽车总量的50%。

1至5月,我国新能源汽车产销分别完成96.7万辆和95万辆,同比均增长2.2倍,市场渗透率达到8.7%,增长势头强劲。

2014年以来,我国新能源汽车产业迅速发展,各地政府推行支持政策,新能源汽车企业也如雨后春笋般涌现出来。

根据中国汽车工业协会统计数据显示,2014-2020年,短短数年,我国新能源汽车销量从7.5万辆飞跃上升至136.7万辆。而新能源汽车产销量更是连续6年位居全球第一,累计销量超过550万辆。

汽车充电产业与新能源汽车产业相伴而生,其市场同样十分庞大。据报道,截至今年4月,全国已累计建设充电站6.5万座、换电站644座,各类充电桩187万个,建成覆盖176个城市、超过5万公里的高速公路快充网络。中国充电产业规模居世界前列。

从新能源汽车企业销售情况来看,根据TrendForce集邦咨询研究显示,2021年第一季全球新能源车(NEV;仅含纯电动和插电混合式,不含油电混合式)共计销售109万辆,其中纯电动车(BEV)销售量达75万辆,年增153%;插电混合式电动车(PHEV)则销售34万辆,年增128%。

“全球第一!我国新能源汽车数量约占世界一半"

我国第一季纯电动车市占居全球之首,部分品牌排名也因此向前,除了长期稳居冠军的特斯拉以外,我国自有品牌五菱宏光、比亚迪、欧拉也在前五大拿下三席。

TrendForce集邦咨询认为,国内品牌因具备市场广大的优势,电商于大型购物节庆如双品网购节卖车等策略,且政府自今年三月起便积极落实如新能源车下乡等政策以支持销量。

据人民日报报道,预测今后5至8年,我国将有大量国Ⅳ标准及以下的在用车辆逐步面临淘汰替换,给新能源汽车市场带来较大的发展空间。未来5年电动汽车产销增速预计将保持在40%以上。

文稿来源:拓墣产业研究,Amber

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MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元,通过接收VCU的车辆行驶控制指令,控制电动机输出指定的扭矩和转速,驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时,MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。

MCU的设定参数较多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当(参数设定通过CAN通讯或仿真器进行设定),导致MCU不能正常工作的现象,因此,必须对相关的参数进行正确的设定。

1、控制方式:

即速度控制、转距控制、 PID 控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。

2、最低运行频率:

即驱动电机运行的最小转速,驱动电机在低转速下运行时,其散热性能很差(风冷型),电机长时间运行在低转速下,会导致驱动电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。

3、最高运行频率:

一般的MCU最大频率到 60Hz ,有的甚至到 400 Hz ,高频率将使驱动电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。

4、载波频率:

载波频率设置的越高,其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热,IGBT发热等因素是密切相关的。

5、电机参数:

MCU在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从驱动电机铭牌中直接得到。

6、跳频:

在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点(空调压缩机)。

7、加减速时间

加速时间就是输出频率从 0 上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到 0 所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在驱动电机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。

加速时间设定要求:将加速电流限制在MCU过电流容量以下,不使过流失速而引起高压系统断电保护;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使高压系统断电保护。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停驱动电机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。

8、转矩提升

又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围 f/V 增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使驱动电机加速顺利进行。根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现驱动电机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。

9、电子热过载保护

本功能为保护电动机过热而设置,它是MCU内 CPU 根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于 “ 一拖一 ” 场合。

电子热保护设定值 (%)=[ 电动机额定电流 (A)/ MCU额定输出电流 (A)]×100% 。

10、频率限制

即MCU输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,将MCU上限频率设定为某一频率值,这样就可使最高车速在一个固定、较低的工作速度上。

11、转矩限制

可为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据MCU输出电压和电流值,经 CPU 进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证驱动电机按照转矩设定值自动加速和减速。

驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起高压系统断电保护。在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利,以设置为 80 ~ 100% 较妥。

制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为 0% ,可使加到主电容器的再生总量接近于 0 ,从而使驱动电机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会过压保护。但在有的负载上,如制动转矩设定为 0% 时,减速时会出现短暂空转现象,造成MCU反复起动,电流大幅度波动,严重时会使MCU报故障,应引起注意。

来源:中国汽车工程师之家
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