汽车动力系统各大厂商解决方案集锦

TLE5009是TLE5011的降成本版本，基本功能相似，区别在于输出接口是模拟信号，并且全温度范围的测量精度为3°。

　　TLE5012B是TLE5011的功能增强版本，基本功能相似，区别在于输出接口除了支持SPI 外，还支持PWM，IIF和HSM;全温度范围的测量精度为1°；并且内置了CORDIC运算单元，能够直接输出角度信号，这样就可以省去外部的8位单片 机，达到了降低系统成本的目的。

　　EPS系统所需的车速信号可由ABS/ESC系统中的轮速传感器获得。

　　TOP3电动汽车动力总成控制系统方案详解

　　2）电子控制单元（ECU）

　　由于性能高、控制手感好，永磁同步电机（PMSM）在直流无刷EPS系统中占有很大的比重。对于永磁同步电机，其控制算法需要采用空间矢量控制算法，因 而对控制器的计算精度和速度都提出了较高的要求。为了保证其能准确高效地完成任务，英飞凌推荐 XC2300产品系列中的XC2300B产品。其拥有一个带五级流水线的最高80MHz的时钟频率的高性能CPU并拥有一个保护数据不被非法访问的 Memory Protection Unit （MPU）。它具有不同类型的片上存储模块（stand-by RAM，dual-port RAM，SRAM， program/data SRAM和program flash memory）并使用硬件CRC检测和ECC码来发现数据错误并能纠正单位错误。它的众多的外设模块可灵活地满足各种不同的需求，拥有2个10位分辨率的 同步A/D转换器，多路通用捕捉/比较单元，多路CAN接口等等，并可通过DAP和JTAG接口进行片上调试。此外，它还带有看门狗和晶振看门狗来保证控 制器的正常运行。

　　除了这颗主微控制器外，EPS系统还需要一个备份微控制器。它最主要的作用是对主微控制器进行监控并在主微控制器失效 的情况下切断EPS使汽车进入机械转向状态，避免汽车失控而引发危险。在这里，英飞凌推荐的也是XC2300 16位微控制器。其目的是为了符合ISO26262中对EPS系统的ASIL（汽车安全完整性等级）D的要求。

　　TLE7183(＄2.9872)/TLE7189(＄4.1969)是英飞凌主推的大电流三相电机驱动芯片，用来驱动EPS系统中最重要的无刷电机。TLE7183QU的三个高边和三个低边 输出级可通过输出0-100%占空比的最高30kHz的PWM波控制6到12颗外接MOS管，且内置一路高精度运算放大器。它带有过流，过温，短路等各类 保护和分析功能并具有关断和睡眠两种模式。整个产品使用了48管脚的带外置散热片的TQFP封装，保证了系统良好的散热性能和焊接的便利性。而 TLE7189与TLE7183的最大区别是内置三路高精度运算放大器。其中两路运放利用两个采样电阻来采集电机的两相电流，实现矢量控制算法来精确地控 制电机；另一路运放利用另外一个采样电阻来采集电机的第三相电流，实现冗余和校验功能。

　　5.电动助力转向系统的新方向：ISO26262与小型化

　　1）ISO26262

　　ISO26262标准主要定位在特定的电气器件、电子设备、可编程电子器件等专门用于汽车领域的部件，旨在提高汽车电子、电气产品功能安全的国际标准。 ISO26262标准主要参考工业标准IEC61508，大约于2005年开始发展，于2011年 11月15日正式颁布。2012年8月国家标准化委员会发布《关于下达2012年第一批国家标准制修订计划的通知》中，正式将ISO26262标准列入国 标制定计划。未来ISO26262对汽车产业尤其汽车电子的影响程度将不亚于ISO/TS 16949(＄28.5300).

　　ISO26262标准根据安全 风险程度对系统或系统某组成部分确定划分由A到D的安全需求等级（Automotive Safety Integrity Level 汽车安全完整性等级 ASIL），其中D级为最高等级，需要最苛刻的安全需求。作为汽车最关键的系统，EPS必须要满足ASIL D，而ASIL D对系统硬件和软件开发流程的要求非常高。因此，一个好的半导体解决方案会帮助整车厂和EPS系统供应商在系统开发时事半功倍。

　　由于 ISO26262是由欧洲几大车厂联合发起制定的，作为欧洲最大的汽车电子芯片供应商，英飞凌有幸参与了这几大车厂原型机的设计，验证，实施等环节，并且 有些项目已经量产。由于这个先发优势，虽然ISO26262在2011年11月15日才正式颁布，英飞凌却已经准备好了一整套成熟的，完整的，可以支持量 产的解决方案，包括硬件，软件和文档。在上图三中的双XC2300的方案就是其中一个成熟的解决方案，它们的安全软件架构如下图四所示：

　　图四：基于双XC2300的ASIL D软件架构

　　2）小型化

小型化的需求主要来自于基于直流无刷电机的齿条助力式EPS系统。为了追求这一目标，将EPS的电控单元集成入直流无刷电机中成了各大厂商的首选方案。其主要的方法就是直接向半导体厂商采购裸片（Bare Die）