【導(dǎo)讀】到目前為止，我們提到的每一種趨勢(shì)都帶來(lái)了獨(dú)特的技術(shù)挑戰(zhàn)。對(duì)于更高集成度的解決方案，主要挑戰(zhàn)在于創(chuàng)建節(jié)能解決方案。具體來(lái)說(shuō)，隨著高性能組件之間的集成變得更加緊密，對(duì)熱密度的擔(dān)憂開(kāi)始威脅到設(shè)備的可靠性。控制熱量需要高能效半導(dǎo)體，將少的功率轉(zhuǎn)化為熱量。因此，業(yè)界正在采用SiC MOSFET代替IGBT。高能效半導(dǎo)體使 xBEV 電池?zé)o需充電即可使用更長(zhǎng)時(shí)間，從而延長(zhǎng)汽車(chē)的行駛里程。由于行程范圍非常重要，這反過(guò)來(lái)又提高了電動(dòng)汽車(chē)在市場(chǎng)上的價(jià)值。
到目前為止，我們提到的每一種趨勢(shì)都帶來(lái)了獨(dú)特的技術(shù)挑戰(zhàn)。對(duì)于更高集成度的解決方案，主要挑戰(zhàn)在于創(chuàng)建節(jié)能解決方案。具體來(lái)說(shuō)，隨著高性能組件之間的集成變得更加緊密，對(duì)熱密度的擔(dān)憂開(kāi)始威脅到設(shè)備的可靠性。控制熱量需要高能效半導(dǎo)體，將少的功率轉(zhuǎn)化為熱量。因此，業(yè)界正在采用SiC MOSFET代替IGBT。高能效半導(dǎo)體使 xBEV 電池?zé)o需充電即可使用更長(zhǎng)時(shí)間，從而延長(zhǎng)汽車(chē)的行駛里程。由于行程范圍非常重要，這反過(guò)來(lái)又提高了電動(dòng)汽車(chē)在市場(chǎng)上的價(jià)值。
隨著 ECU 功能整合到單個(gè) MCU 中，對(duì)更高性能 MCU 的需求也在增長(zhǎng)。為了支持 ECU 集成趨勢(shì)，業(yè)界需要使用功能強(qiáng)大的 MCU，能夠同時(shí)單獨(dú)控制多個(gè) ECU 功能。創(chuàng)建這些高性能設(shè)備，同時(shí)保持 MCU 價(jià)格實(shí)惠，需要卓越的知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
圖 3.汽車(chē)無(wú)線 BMS 系統(tǒng)消除了笨重的線束。圖片由瑞薩電子提供
對(duì)于新的分布式 BMS 解決方案，設(shè)計(jì)人員面臨著提供可靠且低功耗無(wú)線連接的挑戰(zhàn)（圖 3）。在汽車(chē)環(huán)境中以低功耗實(shí)現(xiàn)可靠的無(wú)線連接極其困難，因?yàn)槠?chē)環(huán)境中充滿了 EMI、振動(dòng)和其他噪聲。該行業(yè)需要交鑰匙解決方案來(lái)使這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更容易實(shí)現(xiàn)。
的挑戰(zhàn)在于將所有這些功能集成到一個(gè)單一的高性能系統(tǒng)中，并在短時(shí)間內(nèi)及時(shí)發(fā)布。
xEV 參考解決方案應(yīng)對(duì)關(guān)鍵挑戰(zhàn)
為了應(yīng)對(duì)所有這些獨(dú)特的挑戰(zhàn)，瑞薩電子提供了一系列 xEV 解決方案，包括逆變器系統(tǒng)、車(chē)載充電器、DC-DC 轉(zhuǎn)換和 BMS/wBMS 系統(tǒng)的個(gè)性化解決方案。瑞薩電子利用所有這些資源，創(chuàng)建了 xEV 參考解決方案，作為解決我們所討論的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的解決方案。
xEV 逆變器參考解決方案（圖 4）是一種硬件和軟件級(jí)解決方案，為構(gòu)建下一代電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)人員提供參考。從硬件方面來(lái)看，xEV參考解決方案包括完整的逆變器硬件設(shè)計(jì)原理圖和Gerber數(shù)據(jù)，其中包括MCU、IGBT、柵極驅(qū)動(dòng)器、PMIC、冷卻解決方案等。
從軟件方面來(lái)說(shuō)，包括模型和軟件。Renesas 有一個(gè)用于逆變器的 Dyno Bench（圖 5）。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)已在 Dyno 工作臺(tái)上得到驗(yàn)證。瑞薩電子為客戶提供高度可靠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)級(jí)支持，包括硬件和軟件。
xEV 逆變器參考解決方案的系統(tǒng)級(jí)框圖。
圖 4. xEV 逆變器參考解決方案的系統(tǒng)級(jí)框圖。圖片由瑞薩電子提供
圖 5. Renesas Dyno 逆變器工作臺(tái)。圖片由瑞薩電子提供
使用瑞薩電子 xEV 參考解決方案及其相關(guān)產(chǎn)品組合，EV 系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以優(yōu)化 MCU、PMIC 以及分立和外圍組件，以滿足其特定系統(tǒng)的需求，從而使開(kāi)發(fā)更快、更輕松。終，該參考設(shè)計(jì)旨在成為一個(gè)交鑰匙解決方案，幫助設(shè)計(jì)人員構(gòu)建高度集成的 X-in-1 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)緊湊性和成本優(yōu)化。X-in-1系統(tǒng)集成解決方案計(jì)劃于2024年發(fā)布。
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