鉅大LARGE | 點擊量:2040次 | 2019年09月04日
單片機在新能源汽車中的創(chuàng)新應(yīng)用
2011年,隨著比亞迪汽車光環(huán)的幻滅,本土純電動新能源汽車產(chǎn)業(yè)曾一度陷入低迷狀態(tài),飽受爭議。但正像富士通半導(dǎo)體市場部產(chǎn)品經(jīng)理丁潔早最近在深圳一場題為“2012產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望”媒體研討會上指出的,“盡管最近幾年新能源汽車受到很多挑戰(zhàn),包括電池技術(shù)瓶頸、汽車成本尚高、基礎(chǔ)設(shè)施還不夠完善等,但實際上無論從國家政府層面還是汽車廠商,發(fā)展新能源汽車的愿望是沒有變的,而且依然很迫切,因為能源安全和環(huán)境污染問題刻不容緩。”
新能源汽車所面臨的這些挑戰(zhàn)必將推動半導(dǎo)體廠商、汽車廠商甚至是商業(yè)運營相關(guān)方面(如國家電網(wǎng)、中石油、中石化)通過各種技術(shù)和商業(yè)手段設(shè)法解決,而國家還有地方政府對于新能源的補貼依舊會不斷加大。“油價日益上調(diào),特別是中東的局勢,包括敘利亞,伊朗,中東局勢不穩(wěn)定。可以肯定2012年突破150美元,甚至是200美元也是非常高概率的事件,從而倒逼市場推出純電動新能源汽車的替代計劃。”丁潔早認(rèn)為。
據(jù)悉,2012年各大汽車廠商都在規(guī)劃更加適合市場需求的入門級新能源汽車產(chǎn)品,政府將會和具體運營公司一起給充/換電站的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)安排更多的資金配套和給予政策支持。“作為汽車半導(dǎo)體的重要供應(yīng)商,富士通半導(dǎo)體2012年將在新能源汽車市場發(fā)力,包括跟合作伙伴一起合作,使新能源汽車真正從1萬臺發(fā)展到10萬臺甚至到50萬臺,到2016年達(dá)到百萬臺的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。”丁潔早表示。
丁潔早在本次媒體研討會上從半導(dǎo)體廠商的角度,重點分享了2012年促進(jìn)新能源汽車快速發(fā)展的市場動因和MCU在新能源汽車中的創(chuàng)新應(yīng)用。
“插電混動”重返市場熱點
丁潔早首先分析了全球新能源汽車發(fā)展的大致格局。2012年,中國預(yù)計將會在新能源汽車的車型數(shù)量和充換電站的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上取得領(lǐng)先優(yōu)勢,但是在新一代動力電池和驅(qū)動電機控制方面還需要更多創(chuàng)新。美國政府的政策則集中在動力電池的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,他們的想法是“誰掌握了動力電池技術(shù),誰就占領(lǐng)了電動汽車未來”。歐洲方面將會繼續(xù)把全球優(yōu)秀合作伙伴的技術(shù)整合在一起,推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)的聯(lián)合開發(fā),同時利用發(fā)展中國家的巨大市場潛力和低廉生產(chǎn)成本,來迅速占領(lǐng)市場。日本將會繼續(xù)推動他們在混合動力電動汽車的發(fā)展規(guī)劃,同時推動新能源汽車的全球出口。
他強調(diào),新能源汽車發(fā)展的成敗關(guān)系到未來中國國家石油安全,中國重點發(fā)展和補貼純電動(EV)和插電式混合動力汽車(PHEV),純電動汽車將是最終的發(fā)展目標(biāo),中短期內(nèi)將以插電式混合動力車作為重點發(fā)展的過渡車型,插電式混合動力汽車,直接由電網(wǎng)充電,電動機為主要動力輸出,發(fā)動機為輔,采用大容量電池,可以靠電力行駛較遠(yuǎn)的距離,如果電池耗盡,可以采用發(fā)動機繼續(xù)行駛,解決現(xiàn)實問題。插電式混合動力汽車已經(jīng)成為趨勢,比亞迪、中國一汽、吉利汽車、長城汽車、長安汽車、江淮汽車等都在大力發(fā)展。
富士通半導(dǎo)體的一站式汽車系統(tǒng)控制方案
無論是傳統(tǒng)汽車和新能源汽車,安全、綠色、舒適的汽車電子系統(tǒng)是共同的訴求,汽車安全性包括零失效、功能安全和自診斷模塊;環(huán)境友好性指通過車載網(wǎng)絡(luò)的使用來減輕車重,從而降低能耗,還包括采用環(huán)保材料和工藝;強大的圖形圖像處理技術(shù),直觀友好的人機界面都為駕駛者帶來舒適的駕駛體驗。
“以上這些需求將主要具體涉及到汽車電子的四個方面:車身電子、車身儀表盤、圖像多媒體、底盤電機控制。而富士通半導(dǎo)體將提供一站式系統(tǒng)控制方案。”丁潔早表示。
富士通半導(dǎo)體同樣可為新能源汽車提供一攬子解決方案,基本上涵蓋一輛EV/HEV全部整車的電子系統(tǒng)。從集成內(nèi)部RDC的MB91580系列專用電機控制32位MCU方案,到采用富士通GDC解決方案的圖形化虛擬顯示儀表;從采用CAN總線的低成本MB96F613設(shè)計的BMS方案和DC-DC轉(zhuǎn)換器,到多路CAN總線MCUFR81S開發(fā)的整車控制器。而且這些不同檔次的16位和32位MCU,均采用相同的低成本仿真器和一樣的編譯環(huán)境,這對客戶來說開發(fā)非常方便而且便宜。
電機控制MCU創(chuàng)新提升能源效率
丁潔早特別分享了富士通半導(dǎo)體針對EV/PHEV的電機控制MCU方案創(chuàng)新,包括:1.改善電機運行;2.降低能源消耗;3.降低系統(tǒng)成本。MB91580MCU是全球首款專門面向新能源汽車電機控制的高性能MCU,集成了關(guān)鍵外設(shè)功能如RDC,可縮短電機控制時間,簡化系統(tǒng)設(shè)計。
針對電動汽車和插電混合動力汽車,如圖3所示,現(xiàn)有的系統(tǒng)采用雙芯片:MCU+外部RDC(旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器)的方案,CPU要從外部RDC讀取角度值,然后查表,搜索sin和cos值。而富士通半導(dǎo)體的MB91580方案采用單芯片:MCU集成了RDC,CPU可以任何時候直接從寄存器中讀出絕對角度值、sin和cos值。這樣就可極大簡化硬件電路,軟件設(shè)計工作也得到簡化。
“如果將RDC單獨放在外面,整個電機控制系統(tǒng)的成本可能占到6、7美元。2013年富士通半導(dǎo)體還將第二代新能源汽車電機控制MCU產(chǎn)品會集成兩個RDC在芯片內(nèi)部,從而達(dá)到進(jìn)一步降低成本的目的。”丁潔早表示。