汽车动力系统各大厂商解决方案集锦

集模式和逆变器控制装置。

　　三相电机控制

　　英飞凌AUDO MAX系列非常适用于电机的控制。TriCore架构和MC-ISAR eMotor驱动程序可采用高级控制策略控制多台三相电机，包括无刷直流电机（BLDC）块交换（block commutation，BC）及永磁同步电机（PMSM）磁场定向控制（FOC）。单一微控制器甚至还能同时支持BLDC和PMSM电机控制。相比于其 他类型的电机而言，采用FOC控制的PMSM电机能效更高、磨损更小，并且可以实现精确控制和定位。特别是，这种电机支持线性转矩控制，为将其用于混合电 动汽车动力总成系统奠定了基础。

　　图2显示了MC-ISAR eMotor驱动程序的电流控制环路，右侧为复杂设备驱动（CDD）。这个时间关键型电流控制环路在中断上下文中进行处理，处理时间不超过50微秒。左侧是附加的用于位置和转速控制的软件成分（SWC），由应用程序提供。

　　图2：电机控制中的电流控制环。

　　位置检测和电流检测模式

　　为符合精确定位的要求，MC-ISAR eMotor通过采用霍尔传感器外加增量编码器和旋转变压器，实现了典型高分辨率检测模式。此外，还可将无传感器FOC用于故障安全模式。对于成本敏感的 应用，AUDO MAX系列支持直接旋转变压器模式，该模式通过软件和分立元器件实现，避免了配备外置旋转变压器IC的需要，这能使每个控制单元在成本上降低2美元左右。 与此同时，MC-ISAR eMotor可以支持两相或直流母线电流测量模式（图3）。

　　图3:MC-ISAR eMotor操作模式。

　　MC-ISAR eMotor软件划分

　　此软件可划分为两个组成部分：不依赖于硬件和依赖于硬件的成分。不依赖于硬件的模块用于EmoControl、位置信息采集 PA和FOC（图4）。因此，EmoControl是通过FOC控制方向和电流的主要模块。送入电机的电流决定了转矩。MC-ISAR eMotor驱动向应用程序反馈电机位置和转速信息。位置信息采集PA模块负责从旋转变压器和编码器信号中提取角度信息。具备Park-Clarke变换 和空间矢量调制（SVM）的FOC，是通过检测给定电流和位置来设置新电流的主要部分。

　　图4：磁场定向控制（FOC）模块框图。

　　TOP5 英飞凌eMotor主要优势概述

　　硬件相关的模块，包括重复使用的AUTOSAR MCAL驱动（ADC、SPI、DIO），或PWM信号生成（EmoPwm驱动CCU6）和编码器接口EmoIcu（通过GPT12读取编码信号）的专用 模块。客户编写的位置和转速控制代码，可以按标准软件成分（SW-C）添加，就像AUTOSAR所提供的一样。为支持符合安全要求的应用，从一开始设计软件成分时就考虑安全要求非常重要。在ECU的开发阶段应明确应用的特定需求，并且，这些需求将随应用的不同而 不同。此外，为支持安全应用，还应考虑现成电机驱动的某些安全因素。MC-ISAR eMotor采用符合ISO26262的软件开发流程开发而成，并可支持安全相关系统中的三相电流测量。

　　英飞凌eMotor主要优势概述

　　英飞凌AUDO MAX系列和MC-ISAR eMotor驱动，可并行控制多达4台PMSM或BLDC电机，同时还能满足应用任务控制所需的性能。MC-ISAR eMotor和标准AUTOSAR MCAL驱动由同一配置工具整合，因此，用户可在同一界面中为AUTOSAR MCAL和MC-ISAR eMotor驱动配置微控制器资源，为无缝配置不同软件模块创造了条件。汽车ECU开发人员可专注于电机的应用相关控制，而无需改编电机的控制算法。为降 低系统成本，AUDO MAX系列还支持直接旋转变压器模式，免除了加装旋转变压器IC的需要。AUDO MAX系列和MC-ISAR eMotor驱动被设计用于支持安全应用。

　　混合动力汽车（HEV）转换器与充电器解决方案

　　AC/DC充电器可以在车辆外部，也可以嵌入到车辆内部。充电器与电池管理系统连接。该系统确保为电池单元妥善充电，直到满足高电压（HV）要 求。HV电池对于在工作时驱动牵引电机至关重要。它还能通过转换器为汽车的其他电子模块提供12V电压。根据充电模式（慢速、中速或快速充电）和技术（有 线或无线），该解决方案可能会有所不同。

　　目标应用：充电器、转换器、电动车、混合动力汽车

　　解决方案：

　　方案框图

　　一、电池组控制

　　1、MPC560xB： 面向车身电子应用的飞思卡尔32位MCU。

　　飞思卡尔MPC560xB/C/D系列32位微控制器是面向汽车车身电子应用的最新集成器件。这些可扩展的Power Architecture®器件还有一个庞大的支持生态合作体系，其中包括软件驱动程序、操作系统和配置代码，以帮助快速实现您的设计。

　　2、S12G： 功能丰富的16位MCU，适用于通用汽车和工业控制应用

MC9S12G(＄5.0700)是经过优化的低成本、高性能、低引脚数的16位MCU产品系列，适用于汽车