#01?? 阿維塔11的華為DriveONE電機控制器拆解分析
阿維塔11是一款由中國汽車制造商長安汽車、華為技術(shù)有限公司和寧德時代共同研發(fā)的電動SUV。這款車集成了三家公司的核心技術(shù)和優(yōu)勢,代表了新能源汽車領(lǐng)域的高科技水平。
阿維塔11搭載的華為DriveOne電機是其核心亮點之一,它不僅提供了強勁的動力支持,還通過高度集成和智能控制技術(shù),優(yōu)化了車輛的能效和駕駛體驗。
華為DriveONE電機是華為技術(shù)有限公司開發(fā)的一種高效、集成化的電動驅(qū)動系統(tǒng)。這款電機以其高效率、緊湊設(shè)計和強大的動力輸出而著稱,是華為在新能源汽車領(lǐng)域的重要技術(shù)成果之一。
以下是華為DriveONE電機的一些關(guān)鍵特點:
1、高效率:DriveONE電機采用了先進的電磁設(shè)計和材料,實現(xiàn)了高能量轉(zhuǎn)換效率,有助于提升整車的續(xù)航能力。通過采用全工況動態(tài)控制算法和高效功率器件,并輔以低摩擦損耗減速器的設(shè)計,保證電驅(qū)動系統(tǒng)效率高于業(yè)界3%,整車續(xù)航提升4.5%。
2、集成化設(shè)計:該系統(tǒng)集成了電機、減速器、控制器等關(guān)鍵部件,實現(xiàn)了高度集成和小型化,減少了系統(tǒng)的體積和重量,便于車輛設(shè)計和空間利用。
3、智能化控制:DriveONE電機控制器采用了華為的先進技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)精確的動力控制和能量管理,提升整車的性能和駕駛體驗。
4、強大動力輸出:DriveONE電機能夠提供強勁的動力支持,最高功率425kW,最大扭矩650Nm適應(yīng)不同的駕駛需求,包括高速行駛和爬坡等。
華為DriveONE電機的開發(fā)和應(yīng)用,展示了華為在新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域的深入研究和創(chuàng)新能力,為電動車的動力系統(tǒng)提供了高效、智能的解決方案。
#02?? 華為DriveONE三合一電驅(qū)動電機控制器拆解分析 ? 如圖所示,為拆解后的主控板,主控板內(nèi)包含了電源模塊以及電機控制模塊,具體拆解結(jié)果見下表。
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模塊 | 廠家 | 芯片 |
主控MCU芯片 | 英飛凌 | SAL-TC277TP-64 F200NDC |
電源管理芯片PMIC | 英飛凌 | TLF35584QVVS1 |
預(yù)驅(qū)動IC | NXP | MC33GD3100EK |
輸入接口IC | ST | L9966C |
變壓器 | PULSE | PM3045NL |
高速開關(guān)二極管 | 廠家不詳 | BAV99 |
外部存儲芯片 | NXP | TJA1145TFD |
靜電保護芯片 | NXP | PESD2CAN |
比較器 | ST | LM2903 |
運放 | ROHM | BA3472Y |
IGBT模塊 | 安森美 | NVG450A120L5DSC |
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接下來,我們將依次展開分析:
華為主控板將主控模塊和預(yù)驅(qū)動模塊集成在一塊板子上,集成度高,板面規(guī)整,并且使用了耐溫較高的英飛凌或者ST芯片方案(環(huán)境使用溫度高達150℃,非常規(guī)的125℃),使用了較多的變壓器進行信號隔離,抗EMC設(shè)計較為充分,接插件部分被金屬屏蔽,隔絕干擾,使得整體設(shè)計可靠、安全。
2.1、主控MCU
華為DriveONE中使用的是英飛凌的SAL-TC277TP-64F200N DC是一款強大的32位AURIX TriCore微控制器,獨立完成復(fù)雜控制邏輯,適用于汽車和工業(yè)應(yīng)用。
它具有200MHz的頻率,高達4MB的Flash存儲器,以及LFBGA-292封裝。該微控制器屬于TC27xT系列,其創(chuàng)新的多核架構(gòu)基于多達三個獨立的32位TriCore CPU,旨在滿足最高的安全標準,同時顯著提高性能。它配備了具有200 MHz的三重TriCore、4MB的Flash存儲器和強大的通用定時器模塊(GTM),TC27xT系列旨在減少復(fù)雜性、最佳功耗和顯著的成本節(jié)約,環(huán)境使用溫度-40℃到150℃,ASILD車規(guī)級安全等級。
在電機控制器主控板中,主控MCU(Microcontroller Unit,微控制器單元)芯片是核心的處理器,負責(zé)執(zhí)行復(fù)雜的控制算法、處理傳感器數(shù)據(jù)、生成控制信號,并管理整個系統(tǒng)的運行。
主控MCU芯片通常具備以下特點:
1、處理能力:主控MCU芯片具有足夠的處理能力來執(zhí)行復(fù)雜的控制任務(wù),包括實時控制和信號處理。
2、存儲器:內(nèi)置或外接存儲器,用于存儲程序代碼和數(shù)據(jù),確保系統(tǒng)可以執(zhí)行預(yù)設(shè)的算法和邏輯。
3、通信接口:具備多種通信接口,如UART、SPI、I2C、CAN等,以實現(xiàn)與其他組件和外部設(shè)備的通信。
4、輸入/輸出(I/O)端口:提供豐富的I/O端口,用于連接各種傳感器、執(zhí)行器和其他電子元件。
5、模擬和數(shù)字轉(zhuǎn)換功能:一些主控MCU芯片具備模擬到數(shù)字(ADC)和數(shù)字到模擬(DAC)轉(zhuǎn)換功能,用于處理模擬信號。
6、定時器/計數(shù)器:內(nèi)置定時器/計數(shù)器,用于時間測量和定時控制。
7、安全特性:某些主控MCU芯片具備安全特性,如加密功能,以保護系統(tǒng)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問。
8、電源管理:集成電源管理功能,以優(yōu)化系統(tǒng)的電源使用和性能。
主控MCU芯片的選擇取決于電機控制器的具體應(yīng)用需求,包括控制的精度、響應(yīng)速度、功率級別、環(huán)境條件等。在電機控制器的設(shè)計中,主控MCU芯片的選擇對于確保系統(tǒng)的性能、效率和可靠性至關(guān)重要。
2.2、電源管理芯片PMIC
華為DriveONE中使用的是英飛凌的TLF35584QVVS1是一款多功能輸出系統(tǒng)電源,特別適用于安全相關(guān)的應(yīng)用。
它通過高效且靈活的前后調(diào)節(jié)器概念,輸入電壓3到4V,支持back-boost(升降壓轉(zhuǎn)換)、收發(fā)器和傳感器提供電源。這款產(chǎn)品具備寬泛的開關(guān)頻率范圍:500k到2.2MHz,允許在效率和使用小濾波組件方面進行優(yōu)化,輸出電壓紋波小,可作為MCU ADC等外設(shè)的參考電壓,。TLF35584QVVS1集成了功能安全特性,支持ASIL-D級別,適用于各種微控制器(μC)。
此外,該產(chǎn)品還具有多種安全特性,例如UV/OV監(jiān)控、靈活的看門狗、錯誤監(jiān)控、帶有兩個輸出的安全狀態(tài)控制器以及內(nèi)置自測試功能,確保相關(guān)安全特性的正常工作。所有安全相關(guān)的配置都受到保護,只能通過特殊且成功的解鎖/鎖定序列進行更改。
在電機控制器主控板中,PMIC(Power Management Integrated Circuit,電源管理集成電路)是一個關(guān)鍵組件,負責(zé)管理和調(diào)節(jié)電源供應(yīng)。
PMIC的主要作用包括:
1、電壓調(diào)節(jié):PMIC負責(zé)將電源(如電池)提供的電壓轉(zhuǎn)換為主控板上的各個組件所需的電壓水平。例如,微控制器(MCU)和其他集成電路可能需要不同的工作電壓。
2、電流保護:PMIC通常包含過流保護功能,以防止電路因電流過大而損壞。
3、電源切換:在某些設(shè)計中,PMIC能夠根據(jù)系統(tǒng)需求在不同電源之間進行切換,如從電池切換到外部電源。
4、電源監(jiān)控:PMIC可以監(jiān)控電源狀態(tài),如電壓、電流和溫度,確保電源在安全范圍內(nèi)工作。
5、節(jié)能管理:PMIC可能包含節(jié)能模式,當(dāng)系統(tǒng)處于低功耗狀態(tài)時,可以減少電源消耗。
6、熱管理:一些PMIC還具備熱管理功能,能夠監(jiān)測芯片溫度,防止過熱。
在電機控制器中,PMIC對于確保系統(tǒng)穩(wěn)定、高效和安全的電源供應(yīng)至關(guān)重要。它通過高效的管理和調(diào)節(jié)電源,幫助延長電池壽命,提高系統(tǒng)整體性能。
2.3、預(yù)驅(qū)動IC
華為DriveONE中使用的是NXP的MC33GD3100EK是一款用于電動汽車牽引逆變器的柵極驅(qū)動器,適用于IGBT和SiC功率器件。SPI接口用于監(jiān)視和編程,低延時,集成信號隔離。
這款產(chǎn)品具有集成電隔離和低導(dǎo)通電阻驅(qū)動晶體管的特點,這提供了高充電和放電電流、低動態(tài)飽和電壓和軌到軌柵極電壓控制。電流和溫度感應(yīng)最小化了IGBT在故障期間的應(yīng)力。
MC33GD3100EK的設(shè)計旨在滿足汽車應(yīng)用的嚴格要求,完全符合AEC-Q100 1級標準。該器件還具備SPI接口,用于安全監(jiān)控、可編程性和靈活性,以及低傳播延遲和最小PWM失真等特點。它兼容200V至1700V IGBT/SiC,功率范圍超過125kW,工作頻率超過40kHz,提供5.0V和3.3V耐受MCU接口,工作溫度范圍為-40°C至125°C,封裝類型為32引腳寬體SOIC。
在電機控制器主控板中,預(yù)驅(qū)動IC(Pre-driver Integrated Circuit)是一個重要的組件,它位于主控MCU(微控制器單元)和功率器件(如IGBTs或MOSFETs)之間。
預(yù)驅(qū)動IC的主要作用包括:
1、信號放大:預(yù)驅(qū)動IC接收來自主控MCU的控制信號,并對這些信號進行放大,以確保它們能夠有效地驅(qū)動功率器件。
2、驅(qū)動優(yōu)化:預(yù)驅(qū)動IC對驅(qū)動信號進行優(yōu)化,以減少開關(guān)損耗,提高系統(tǒng)的效率和可靠性。
3、保護功能:預(yù)驅(qū)動IC通常包含保護功能,如過流保護和短路保護,以保護功率器件免受過載和短路的損害。
4、接口匹配:預(yù)驅(qū)動IC能夠適配不同類型的功率器件和主控MCU,確保它們之間的兼容性和最佳性能。
5、時序控制:在一些高級的預(yù)驅(qū)動IC中,還可能包括時序控制功能,用于精確控制功率器件的開關(guān)時序,進一步優(yōu)化系統(tǒng)性能。
預(yù)驅(qū)動IC的選擇和配置對于確保系統(tǒng)的性能、效率和可靠性至關(guān)重要。它不僅提高了功率器件的使用壽命,還增強了系統(tǒng)的整體安全性和穩(wěn)定性。在電機控制器的設(shè)計中,預(yù)驅(qū)動IC與主控MCU、PMIC、接口IC和功率器件等其他組件協(xié)同工作,共同實現(xiàn)電機的精確控制和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
2.4、輸入接口IC
華為DriveONE中使用的是ST的L9966C是一款專門設(shè)計的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)/數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC),屬于特殊類型的集成電路,允許用戶修改傳感器等,而無需改動PCB。
它具有10位分辨率,并且提供了多種輸出類型,包括電壓、電流和同步/解析輸出,15個可編程接口,12路連接外部模擬負載,12bit電壓測量,15bit精確電阻測量,可編磁阻傳感器/hall傳感器接口。此外,L9966C的工作溫度范圍相當(dāng)廣泛,可以從-40°C擴展到150°C。這些特性使得L9966C非常適合用于需要高精度模擬和數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的應(yīng)用場合。
在電機控制器主控板中,輸入接口IC(Integrated Circuit)是負責(zé)處理和轉(zhuǎn)換外部輸入信號的電子組件。這些輸入信號通常來自各種傳感器,如溫度傳感器、速度傳感器、位置傳感器等,以及來自駕駛員操作的控制信號,如加速踏板位置和制動踏板狀態(tài)。
輸入接口IC的主要功能包括:
1、信號采集:從傳感器和其他輸入源采集模擬或數(shù)字信號。
2、信號調(diào)理:對采集到的信號進行調(diào)理,如放大、濾波、整形等,以滿足主控MCU或其他處理單元的要求。
3、信號轉(zhuǎn)換:將調(diào)理后的信號轉(zhuǎn)換為主控MCU能夠理解和處理的格式。
4、數(shù)據(jù)處理:對信號進行初步處理,如計算速度、位置等關(guān)鍵參數(shù),為后續(xù)的算法處理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
5、通信:將處理后的信號傳輸給主控MCU或其他處理單元,以進行進一步的決策和控制。
輸入接口IC的選擇和設(shè)計對于確保系統(tǒng)能夠準確、實時地采集和處理外部輸入信號至關(guān)重要。它直接影響到電機控制器的性能和響應(yīng)速度。在設(shè)計電機控制器時,輸入接口IC的選擇和布局對于確保系統(tǒng)的準確性和可靠性至關(guān)重要。
2.5、變壓器
華為DriveONE中使用的是Pulse Electronics的PM3045NL是一款專為IGBT設(shè)備切換設(shè)計的汽車級正向門極驅(qū)動變壓器。這款變壓器是一個2W正向變壓器,提供+15V用于設(shè)備開關(guān)開啟和-7.5V用于強大的開關(guān)關(guān)閉。封裝結(jié)構(gòu)提供3750KV ac耐受電壓,在緊湊的(15.8×12.5×10.2mm)SMD平臺上。該平臺滿足10mm最小爬電距離并符合IEC62368-1的加強絕緣要求。使用三絕緣線以滿足汽車應(yīng)用中的高可靠性要求。
一個典型的應(yīng)用是在電動汽車的三相逆變器驅(qū)動系統(tǒng)中,典型輸入電壓為15V,100KHz開關(guān)頻率。線圈(6-8)提供+15V輸出,全橋整流器用于IGBT開關(guān)開啟,線圈(5-7)提供-7.5V,半橋整流器用于開關(guān)關(guān)閉。
在電機控制器主控板中,變壓器是一個關(guān)鍵的組件,用于改變電壓水平,通常用于隔離高壓和低壓電路,以提高系統(tǒng)的安全性和抗干擾能力。
變壓器的主要功能包括:
1、電壓變換:變壓器可以將輸入電壓轉(zhuǎn)換為所需的輸出電壓,以適應(yīng)不同組件的工作電壓要求。
2、隔離:變壓器提供電氣隔離,減少高壓電路對低壓電路的干擾,同時保護低壓電路免受高壓電路的影響。
3、抗干擾:變壓器的隔離特性有助于提高系統(tǒng)的抗干擾能力,減少外部電磁干擾對電路的影響。
4、電源供應(yīng):變壓器為電機控制器主控板上的其他組件提供電源,確保它們在適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏飨鹿ぷ鳌?/p>
5、電源保護:變壓器有助于防止電源的過壓和欠壓,保護整個系統(tǒng)免受電源異常的影響。
變壓器在電機控制器中的作用至關(guān)重要,因為它確保了系統(tǒng)的電源供應(yīng)穩(wěn)定可靠,這對于系統(tǒng)的性能和壽命至關(guān)重要。在設(shè)計電機控制器時,變壓器的選擇和布局對于確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。
2.6、高速開關(guān)二極管
BAV99在電路設(shè)計中常用于保護電路免受靜電干擾和過電壓的影響,特別是在汽車電子和高速通信系統(tǒng)中。它的設(shè)計和功能使其成為一種可靠且有效的ESD保護和電壓限制元件。
在電機控制器主控板中,高速開關(guān)二極管是一種電子元件,主要用于保護電路免受反向電壓的影響,以及在開關(guān)電源電路中幫助防止過電壓。
高速開關(guān)二極管的主要特點和功能包括:
1、反向電壓保護:當(dāng)電路中的電壓反向時,高速開關(guān)二極管能夠迅速阻斷反向電流,從而保護電路中的其他元件不受損害。
2、過電壓保護:在開關(guān)電源電路中,高速開關(guān)二極管可以迅速響應(yīng)過電壓情況,避免電路中的元件受到損壞。
3、開關(guān)速度:由于其高速特性,高速開關(guān)二極管能夠快速切換,響應(yīng)時間短,適用于高頻電路。
4、低導(dǎo)通電阻:高速開關(guān)二極管具有較低的導(dǎo)通電阻,有助于減少開關(guān)損耗,提高系統(tǒng)的效率。
5、耐壓能力:一些高速開關(guān)二極管具有較高的耐壓能力,能夠承受較大的電壓波動。
在電機控制器的設(shè)計中,高速開關(guān)二極管的選擇和布局對于確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。它們通常與主控MCU、預(yù)驅(qū)動IC、PMIC、變壓器等其他組件協(xié)同工作,共同實現(xiàn)電機的精確控制和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
2.7、外部存儲芯片
華為DriveONE中使用的是NXP的TJA1145TFD是一款高速CAN收發(fā)器,它為控制器局域網(wǎng)(CAN)協(xié)議控制器和物理雙線式CAN總線之間提供接口。這款收發(fā)器專為汽車行業(yè)的高速CAN應(yīng)用設(shè)計,為帶有CAN協(xié)議控制器的微控制器提供發(fā)送和接收差分信號的功能。TJA1145TFD在待機模式和睡眠模式下具有超低的功耗,并支持符合ISO 11898-2:2016標準的CAN局部聯(lián)網(wǎng),通過選擇性喚醒功能實現(xiàn)。
TJA1145TFD產(chǎn)品具有CAN FD幀檢測功能,因此不會存在假喚醒的情況。它還實現(xiàn)了當(dāng)前ISO11898標準(ISO11898-2:2003,ISO11898-5:2007和ISO11898-6:2013)以及ISO 11898-2:2016即將發(fā)布的更新版本中定義的CAN物理層。在CAN FD快速相位下,即使數(shù)據(jù)速率高達2 Mbit/s,此實施也能實現(xiàn)可靠的通信。
此外,TJA1145TFD提供了SPI接口用于執(zhí)行收發(fā)器控制和檢索狀態(tài)信息。電源斷開時,總線連接變成為真正的浮空連接。該產(chǎn)品適用于12 V和24 V系統(tǒng),提供SO14和無引腳HVSON14封裝,并獲得了AEC-Q100認證,是深綠產(chǎn)品(無鹵,符合危害性物質(zhì)限制(RoHS)指令)。
TJA1145TFD的高級ECU電源管理系統(tǒng)包括極低電流待機和睡眠模式,具有完全喚醒功能,可通過抑制輸出讓整個節(jié)點掉電,并支持本地和遠程喚醒功能。I/O電平會自動調(diào)整到控制器的I/O電平,使得TJA1145可以直接連接到3.3 V至5 V的微控制器。
TJA1145TFD還具有保護功能,如16、24或32位SPI用于配置、控制和診斷,過溫警告和關(guān)機,VCC、VIO和BAT針腳的欠壓檢測與恢復(fù),以及冷啟動診斷等。
綜上所述,TJA1145TFD是一款高性能、低功耗的CAN收發(fā)器,適用于汽車行業(yè)中的高速CAN應(yīng)用,能夠提供可靠的通信和有效的電源管理。
在電機控制器主控板中,外部存儲芯片是一個重要的組件,用于擴展主控MCU(微控制器單元)的存儲能力。外部存儲芯片通常包括Flash存儲器、EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器)或其他類型的非易失性存儲器。
它們的主要功能包括:
1、存儲程序代碼和數(shù)據(jù):外部存儲芯片用于存儲程序代碼、數(shù)據(jù)和配置設(shè)置,這些信息可能不適合或不適合存儲在主控MCU的內(nèi)部存儲器中。
2、數(shù)據(jù)備份:外部存儲芯片可以用于存儲關(guān)鍵數(shù)據(jù),如故障記錄、配置設(shè)置和用戶數(shù)據(jù),以便在主控MCU發(fā)生故障或需要重新編程時使用。
3、擴展存儲容量:外部存儲芯片提供額外的存儲空間,使主控MCU能夠處理更多的數(shù)據(jù)和程序代碼,從而提高系統(tǒng)的性能和功能。
4、提高系統(tǒng)性能:通過將數(shù)據(jù)和程序代碼存儲在外部存儲芯片中,主控MCU可以更快地訪問這些信息,從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和性能。
5、斷電保護:外部存儲芯片是非易失性存儲器,即使系統(tǒng)斷電,存儲的數(shù)據(jù)也不會丟失。
在電機控制器的設(shè)計中,外部存儲芯片的選擇和配置對于確保系統(tǒng)的可靠性和性能至關(guān)重要。它們與主控MCU和其他組件協(xié)同工作,共同實現(xiàn)電機的精確控制和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
2.8、靜電保護芯片
華為DriveONE中使用的是NXP的PESD2CAN是一款小型SOT23表面貼裝器件(SMD)塑料封裝產(chǎn)品,旨在保護兩條汽車控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線免受靜電放電(ESD)和其他瞬變造成的損害。
在電機控制器主控板中,靜電保護芯片是一種電子元件,用于保護電路免受靜電放電(ESD)的影響。靜電放電是電子設(shè)備中常見的損害源,尤其是在環(huán)境濕度低或接觸不良的情況下。
靜電保護芯片的主要功能和特點包括:
1、ESD保護:靜電保護芯片能夠在靜電放電發(fā)生時迅速吸收或分流靜電能量,從而保護電路中的其他敏感元件不受損害。
2、電壓閾值:靜電保護芯片通常具有一個特定的電壓閾值,當(dāng)電壓超過這個閾值時,芯片會迅速啟動保護功能。
3、響應(yīng)速度:靜電保護芯片的響應(yīng)速度非常快,能夠在納秒級的時間內(nèi)啟動保護功能。
4、保護范圍:靜電保護芯片可以提供多種保護等級,以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
5、無源器件:大多數(shù)靜電保護芯片是無源器件,不需要外部電源即可工作。
在電機控制器的設(shè)計中,靜電保護芯片的選擇和布局對于確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。它們通常與主控MCU、預(yù)驅(qū)動IC、PMIC、變壓器等其他組件協(xié)同工作,共同實現(xiàn)電機的精確控制和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
2.9、比較器
華為DriveONE中使用的是ST的LM2903是一款低功耗雙電壓比較器,它包括兩個獨立的低功耗電壓比較器,專門設(shè)計用于在寬電壓范圍內(nèi)由單電源供電運行。
該器件還有獨特的特性,即雖然通過單電源電壓工作,但輸入共模電壓范圍包括負電源軌。其參數(shù)值包括輸入失調(diào)電壓為7mV,輸入偏置電流為250nA,工作電壓為1V至18V或2V至36V。
在電機控制器主控板中,比較器是一個關(guān)鍵的電子元件,用于比較兩個電壓或電流的級別,并輸出比較結(jié)果。
比較器的主要功能和特點包括:
1、電壓或電流比較:比較器能夠比較兩個輸入端的電壓或電流,并輸出邏輯電平信號,指示輸入信號之間的大小關(guān)系。
2、閾值設(shè)置:通過調(diào)整比較器的參考電壓,可以設(shè)置比較器的閾值,使其能夠檢測到特定范圍內(nèi)的電壓或電流變化。
3、信號處理:比較器常用于信號處理電路中,如波形整形、閾值檢測、限幅等。
4、控制信號生成:比較器的輸出信號可以用于生成控制信號,觸發(fā)其他電路或執(zhí)行特定操作。
5、抗干擾能力:比較器通常具有較高的抗干擾能力,能夠在噪聲環(huán)境中準確地比較信號。
在電機控制器的設(shè)計中,比較器的選擇和布局對于確保系統(tǒng)的準確性和可靠性至關(guān)重要。它們通常與主控MCU、預(yù)驅(qū)動IC、PMIC、變壓器等其他組件協(xié)同工作,共同實現(xiàn)電機的精確控制和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
2.10、運放
華為DriveONE中使用的是ROHM的BA3472YF-C是一款高速接地感測運算放大器,屬于BA3472Y系列。
這款運算放大器的主要特點包括:
高速特性:具有10V/μs的轉(zhuǎn)換速率和4MHz的增益帶寬積。
高增益:提供高增益性能。
低功耗:設(shè)計上注重低功耗。
寬工作電壓范圍:能夠在+3V至+36V(單電源)或±1.5V至±18V(雙電源)的電壓范圍內(nèi)工作。
內(nèi)置相位補償電容:在單芯片上集成了2個或4個獨立的運算放大器和相位補償電容。
功能安全:適用于汽車使用,支持功能安全分析。
靜電保護:內(nèi)置靜電保護電路,人體模式(HBM)可達±5000V。
溫度范圍:能夠在-40°C至+125°C的溫度范圍內(nèi)工作。
封裝尺寸:采用5x6.2mm(t=1.71mm)的封裝。
BA3472YF-C適用于需要高速性能、高增益和寬工作電壓范圍的多種應(yīng)用,特別是在汽車電子領(lǐng)域。
在電機控制器主控板中,運放(運算放大器)是一種非常重要的電子元件,用于放大電信號、執(zhí)行模擬信號處理、濾波和其他信號調(diào)節(jié)功能。
運放的主要功能和特點包括:
1、信號放大:運放能夠放大輸入信號,提供高增益的放大。
2、信號處理:運放可以執(zhí)行各種信號處理任務(wù),如濾波、振蕩、積分和微分等。
3、反饋網(wǎng)絡(luò):運放通常與反饋網(wǎng)絡(luò)一起使用,以實現(xiàn)特定的增益和頻率響應(yīng)。
4、精度:現(xiàn)代運放具有高精度,能夠提供穩(wěn)定的增益和相位響應(yīng)。
5、抗干擾能力:運放通常具有較高的抗干擾能力,能夠在噪聲環(huán)境中準確地處理信號。
6、溫度穩(wěn)定性:運放的設(shè)計考慮了溫度變化,以確保在不同溫度下都能提供穩(wěn)定的性能。
在電機控制器的設(shè)計中,運放的選擇和布局對于確保系統(tǒng)的準確性和可靠性至關(guān)重要。它們通常與主控MCU、預(yù)驅(qū)動IC、PMIC、變壓器等其他組件協(xié)同工作,共同實現(xiàn)電機的精確控制和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
2.11、IGBT模塊
華為DriveONE中使用的是安森美的NVG450A120L5DSC是VE-Trac Dual功率模塊系列的最新成員,專門針對混合動力(HEV)和電動汽車(EV)牽引逆變器的800V母線電壓應(yīng)用設(shè)計。
這款模塊包含兩個最新的1200V Ultra Field Stop (UFS) IGBT,采用半橋配置。UFS IGBT芯片組利用成熟的Trench Ultra Field Stop IGBT技術(shù),在提供高電流密度的同時提供強大的短路保護和更高的阻斷電壓。此外,UFS IGBT和共封裝的軟二極管能夠在低功耗運行的同時實現(xiàn)軟開關(guān),有助于提高HEV/EV主驅(qū)應(yīng)用的系統(tǒng)整體效率。
該模塊的主要特點包括:
雙側(cè)散熱
集成芯片級溫度和電流傳感器
Tvj max = 175°C
車規(guī)級
低導(dǎo)通和開關(guān)損耗
該產(chǎn)品適用于混合動力和電動汽車牽引逆變器以及高功率DC-DC轉(zhuǎn)換器。它的設(shè)計考慮了高效率和緊湊的封裝外形,使其非常適合于電動汽車和其他高性能應(yīng)用在電機控制器中,絕緣柵雙極晶體管(IGBT)模塊扮演著核心角色,其主要作用包括:
1、開關(guān)功能:IGBT模塊的主要功能是控制電機繞組的電流,實現(xiàn)電機的啟動、停止、加速和減速。通過快速開關(guān),IGBT模塊可以精確控制電機中的電流和電壓,從而實現(xiàn)對電機速度和位置的精確控制。
2、能量轉(zhuǎn)換:在電機控制器中,IGBT模塊負責(zé)將直流電(DC)轉(zhuǎn)換為交流電(AC),以驅(qū)動交流電機,或?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電,用于電池充電等應(yīng)用。
3、效率優(yōu)化:IGBT模塊的高效率特性有助于降低能量損耗,提高電機系統(tǒng)的整體效率。這尤其重要在電動汽車(EV)和混合動力汽車(HEV)中,因為這些車輛的電池容量和續(xù)航能力直接受益于高效率的能量轉(zhuǎn)換。
4、保護功能:IGBT模塊通常包含或與外部電路集成,提供過電流保護、過熱保護等保護機制,以防止電機和控制器因異常條件而損壞。
5、適應(yīng)不同應(yīng)用:IGBT模塊的設(shè)計使其能夠適應(yīng)不同類型的電機和不同的工作條件,包括高電流和高電壓應(yīng)用。
6、熱管理:由于IGBT模塊在開關(guān)過程中會產(chǎn)生熱量,因此它們通常需要有效的散熱解決方案,如散熱片或液冷系統(tǒng),以保持工作溫度在安全范圍內(nèi)。
7、系統(tǒng)集成:IGBT模塊與電機控制器的其他部分(如微控制器、傳感器、驅(qū)動電路等)緊密集成,共同實現(xiàn)復(fù)雜的控制策略,如矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制。
總之,IGBT模塊在電機控制器中的作用是至關(guān)重要的,它不僅確保了電機的高效和精確控制,還提高了整個系統(tǒng)的可靠性和性能。
小結(jié):
結(jié)合當(dāng)前華為汽車業(yè)務(wù)的商業(yè)邏輯和發(fā)展階段,電機控制器核心部件為國際大廠,物料扎實、設(shè)計水平高,這一切為該款產(chǎn)品的可靠性、耐久性打下了基礎(chǔ)。
審核編輯:黃飛
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