MCU如何發(fā)揮電氣化設計的全部潛能

不久前，電動(dòng)汽車(chē)(EV)的廣泛普及還只存在于科幻小說(shuō)中。曾經(jīng)因過(guò)于昂貴或不切實(shí)際而不被看好，而現在，OEM為實(shí)現零排放和探索替代能源，正在推動(dòng)一場(chǎng)電動(dòng)汽車(chē)變革。許多汽車(chē)制造商已經(jīng)全力以赴，承諾在未來(lái)10到15年內推出全電動(dòng)汽車(chē)。

盡管勢頭正盛，但情況不容樂(lè )觀(guān)。鑒于駕駛員追求更低的每公里能源成本和電動(dòng)汽車(chē)的有趣駕駛體驗，電動(dòng)汽車(chē)在主流接受度方面具有重要進(jìn)展。但是，與內燃機車(chē)輛相比，電動(dòng)汽車(chē)目前較為昂貴。由于目前充電站匱乏、續航里程低以及充電時(shí)間長(cháng)，駕駛員也存在里程焦慮。

每輛電動(dòng)汽車(chē)的核心是電力電子系統：牽引逆變器、車(chē)載充電器和高壓直流/直流轉換器，如圖1所示。這些系統的性能直接影響電動(dòng)汽車(chē)的駕駛性能、成本、續航里程和充電時(shí)間，將決定未來(lái)幾年內能否快速和成功實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)的普及。在實(shí)時(shí)控制和高級計算方面，要提高這些系統的性能，可直接提高微控制器(MCU)的性能。

圖1 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成，包括：牽引逆變器、高壓直流/直流和車(chē)載充電器

我們全新的高性能Sitara? AM263 MCU是Sitara MCU系列的新成員，可幫助客戶(hù)在推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)處理技術(shù)方面取得進(jìn)展。Sitara AM263 MCU是Sitara MCU產(chǎn)品系列中首批將C2000? MCU的實(shí)時(shí)控制子系統與Sitara多核Arm?架構配合使用的器件，可滿(mǎn)足電機和數字電源控制應用所需的動(dòng)態(tài)性能要求。

通過(guò)結合實(shí)時(shí)控制和超過(guò)3,000個(gè)Dhrystone每秒百萬(wàn)指令(DMIPS)計算性能，AM263 MCU系列可幫助縮減電機和機械外殼的尺寸和重量以及系統成本，增加續航里程，并有助于使電動(dòng)汽車(chē)更實(shí)惠。AM263 MCU系列利用并擴展了C2000實(shí)時(shí)MCU的優(yōu)勢，為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成應用提供了更多選擇。

例如：

●   在牽引逆變器中，AM263 MCU可提高電機速度(>30,000rpm)，將電機尺寸減小多達36%，并將續航里程增加15%。

●   MCU能在更高的開(kāi)關(guān)頻率(>1MHz)下運行，可發(fā)揮使用碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬帶隙器件的潛力，從而提高了功率密度和效率并延長(cháng)了續航里程。

●   更多的內核和外設可實(shí)現多種功能的集成，并減少系統中場(chǎng)效應晶體管和機械外殼的數量，從而顯著(zhù)降低外殼和磁性元件的成本和重量。

●   AM263系列包含功能安全特性，最高可實(shí)現汽車(chē)安全完整性等級(ASIL) D級、電子安全車(chē)輛入侵保護應用(EVITA)硬件安全模塊完整版、汽車(chē)開(kāi)放系統架構(AUTOSAR)支持和通信外設，從而幫助減少單芯片系統物料清單。

如圖2所示，電動(dòng)汽車(chē)和可再生能源需要廣泛的充電基礎設施和儲能系統。要像加油站一樣普遍和快捷，這些系統需要更高效和更高功率。這些系統的基本概念是功率變換，它可以在充電站實(shí)現電網(wǎng)到車(chē)輛和車(chē)輛到電網(wǎng)的能源傳輸。在儲能系統中，功率變換可以在需求低時(shí)將電能存儲在電池中，在需求高或可再生能源不發(fā)電時(shí)將電能輸送到電網(wǎng)。AM263系列集成的實(shí)時(shí)控制子系統可提供引領(lǐng)功率變換行業(yè)走向未來(lái)所需的精度。例如，使用AM263 MCU系列，您現在可以實(shí)現：

●   更短的充電時(shí)間。AM263x可實(shí)現更高水平的開(kāi)關(guān)頻率、更高的逆變器效率(99%)和更少的功率損耗，有助于提供更快、更高的功率變換。

●   與電網(wǎng)兼容的更高輸出電能質(zhì)量。先進(jìn)的模擬控制外設可實(shí)現更高的精度，從而在光伏逆變器中實(shí)現更低的延遲、更低的總諧波失真(THD)和更高的輸出電能質(zhì)量。

●   減小系統尺寸和降低成本。多個(gè)Arm^?內核可實(shí)現復雜的控制拓撲，并通過(guò)集成功能縮減系統尺寸和BOM成本。

圖2 電氣化從電動(dòng)汽車(chē)延伸到充電站和可再生能源存儲

我們周?chē)氖澜缯诎l(fā)生變化。零排放汽車(chē)和可再生能源面臨的環(huán)境和監管壓力正在加速電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)，但要實(shí)現廣泛普及，將需要更高的性?xún)r(jià)比、效率和性能。Sitara AM263 MCU（包括AM2634-Q1和AM2634器件）有助于滿(mǎn)足新一代架構的需求。立即開(kāi)始使用AM263系列，閱讀我們的應用手冊“適用于牽引逆變器的AM263”，并了解我們易于使用的MCU+軟件開(kāi)發(fā)套件(SDK)，或者使用我們的TMDSCNC263評估模塊(EVM)和MCU+ Academy，在幾分鐘內創(chuàng )建和實(shí)施示例。