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在實現零排放之前，汽車電氣化將是汽車工業的一個重要增長領域。為實現這一目標，汽車系統將需要更多的半導體以及滿足更高要求的計算和軟件。 從經濟的角度來看這背后的意義將非常有趣。IHS市場和戰略分析估計，電動汽車（EV）的半導體附加值對于中型混合動力汽車 (HEV) 來說是200美元，對于電池電動汽車 （BEV) 來說大約是450美元。 不過內燃機 (ICE) 不會很快消失。ICE動力總成的電氣化與半導體使用量將繼續增長，NXP Semiconductors將繼續支持這些發動機。隨著電動汽車的增加，內燃機的數量將會減少。是什么推動了電動汽車的增長？ 因素有多個，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揮作用的地方。電池成本也在不斷下降，使電動汽車更加經濟實惠。隨著電池性能的提高，電動汽車的續航能力也在不斷提升。最后，原始設備制造商 (OEM) 在電動汽車技術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 電動汽車的一個關鍵子系統是高壓 (HV) 電源逆變器。一輛車可以有多個高壓電源逆變器，但車載充電 (OBC)、直流-直流蓄電池升壓電路和牽引電機逆變器最為常見。汽車上的其他幾個電機可能需要自己的逆變器，其中一個例子是空調壓縮機泵。 高壓牽引逆變器是NXP的一個研究重點。它將高壓電池的直流電轉換為多相交流電壓以驅動牽引電機，而牽引電機將驅動車輛前進。高壓牽引逆變器在典型電壓超過300V時，對安全性的要求特別高，另外還需要高效率的運行。對于電動汽車的車主來說，只有百分之一的改善將轉化為更長的續航里程。 考慮到功能安全的需求，需要制訂功能安全標準。根據系統發生故障時對人體造成傷害的嚴重程度，它們被分為不同的等級。對于汽車系統，就是從A到D的汽車安全完整性等級 (ASIL)。功能安全標準中考慮了多種不同的要素，如硬件、軟件和系統開發過程。而且，汽車系統開發商（如一級供應商和OEM）需要正確記錄這些過程，而這需要通過功能安全認證的組件的支持。 由于牽引逆變器是一個極其關鍵的安全系統，因此它必須通過ASIL-C/ASIL-D系統認證。牽引逆變器可能導致的一個故障示例是意外加速或停車。這包括駕駛時失去動力、意外制動和過度制動。想象一下在高速公路上行駛時如果出現這種情況會怎么樣，就很容易理解系統的關鍵性，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控制高壓牽引逆變器。NXP提供MPC5775E MCU、FS6500 系統基礎芯片來為控制器供電，提供TJA1051冗余CAN總線接口進行通信，并提供集成了高壓隔離功能的GD3100先進柵極驅動器來滿足系統的嚴苛要求。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。 文章來源：貿澤電子 |
