史上最全“新能源汽车电子解决方案”

肖久 · 发表于 2016-8-12 16:52:25

新能源汽车按照动力来源分为纯电动汽车和混合动力汽车，即EV和HEV，由于采用电力驱动，新能源汽车有别于传统的内燃机结构。
纯电动汽车结构示意图.jpg

新能源汽车电子技术一般包括电池管理系统BMS、车载充电器、逆变器、整车控制器VCU/HCU、行人警示系统、DC/DC等。作为新能源车的核心部件：电池管理、逆变器（电机控制）和整车控制器，必须具有极高的安全性和可靠性。

恩智浦提供丰富的汽车电子解决方案，从高性能的、高安全的微控制器到模拟前端到系统基础芯片，从电机控制(BLDC/PMSM)到电池管理到汽车网络管理，我们都有对应的解决方案，且听恩哥慢慢道来。

新能源汽车电子解决方案

1.BMS系统
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我们提供完整的电池管理系统解决方案，包括微控制器MCU、模拟前端电池控制器IC、隔离网络高速收发器、系统基础芯片SBC等。

电池管理系统一般有一个主控和多个从节点组成，借助我们的BMS方案，客户可轻易实现基于CAN网络或菊花链的电池管理系统，可管理高达800V以上的高压。

我们提供的器件符合ISO26262标准，具有极强的功能安全性标准，可实现系统级ASIL-D水平。(注：微控制器MPC5744P达到ASIL-D水平，电池控制器MC33771达到ASIL-C水平，系统基础芯片33907/8达到ASIL-D水平)

2.HEV/EV驱动电机控制器
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新能源汽车电机控制器(逆变器)是把直流电转换为三相交流电驱动电机，我们提供高性能的微控制器、系统基础芯片、角度传感器和功率器件等。

其中，我们的MPC56/57xx产品是基于Power Architecture的多核处理器，经过第三方功能安全认证，满足汽车应用ISO26262最高功能安全ASIL-D等级。

3.整车控制器
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整车控制器是整个汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号等部件信号，并对网络信息进行管理，调度，分析和运算，做出相应判断后，控制下层各部件控制器的动作。整车控制器实现了能量管理，如整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。

我们提供满足汽车应用最高功能安全标准的基于Power Architecture的微控制器。此外，我们还提供信号调理IC、继电器驱动IC、隔离CAN收发器和系统基础芯片等。

4.电动空调压缩机电机控制器
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电动汽车空调压缩机的电机控制系统一般包括MCU处理器、功率模块Mosfet/IGBT、电流检测电路、隔离预驱等。

我们提供超高性价比的ARM核的微控制器(S32K/KEA)以及系统基础芯片，极大加速客户的开发，降低开发成本。

5.电动空调加热器PTC
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电动空调加热器PTC一般包括MCU处理器、功率模块Mosfet/IGBT、隔离预驱和电流检测传感器等。
针对电动空调加热器，我们提供高性价比的基于ARM的32位汽车微控制器,搭配我们合作伙伴的功率器件，可快速实现原型设计。

6.行人警示系统
行人警示系统.jpg

新能源汽车具有绿色低碳、环境噪声低等特点，在低速行驶时，由于接近静音，对于一些听力受损者、视力障碍者及老年人、儿童等

特殊人群来说，难以意识到汽车的接近，可能导致交通事故的发生，新能源汽车行人声音警示系统（PAAS）在这种情况下应运而生。

PAAS系统一般包括控制器单元、环境声音采集单元和发声单元。通过采集环境信号以及车身运行状态等信息，经微控制器分析后，控制语音模块播放提示音，使新能源汽车在行驶中产生能够使行人意识到汽车存在或接近，又不干扰环境的声音，保障行人安全。
针对行人声音警示系统，我们提供高性价比、扩展的微控制器、集成LDO和CAN物理层的系统基础芯片以及语音功率放大模块，可极
大方便客户的开发。

7.电子水泵无传感器BLDC/PMSM
电子水泵无传感器BLDC PMSM.jpg

针对电子水泵的安装空间一般很小，我们提供高度集成的S12 MagniV系列产品，S12 MagniV产品组合包含一系列面向汽车和工业应用的集成混合信号微控制器(MCU)，能够简化系统设计并加快产品上市速度。S12 MagniV提供单芯片解决方案，基于成熟的S12技术的完整的系统级封装(SiP)解决方案，采用S12 MagniV可显著降低PCB面积，并能减少BOM成本。

8.电动真空泵
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新能源汽车在纯电模式下行驶时，需要用电子真空泵为真空助力提供真空源。

我们提供高度集成的S12 MagniV系列产品用来驱动真空泵电机包括有刷直流电机或者无刷直流电机，S12 MagniV产品组合包含一系列面向汽车和工业应用的集成混合信号微控制器(MCU)，能够简化系统设计并加快产品上市速度。

S12 MagniV提供单芯片解决方案，基于成熟的S12技术的完整的系统级封装(SiP)解决方案，采用S12 MagniV可显著降低PCB面积，并能减少BOM成本。

另外我们还提供用来测真空压力和大气压力的传感器，以及用于驱动电机的MOSFET。

9.蓄电池稳压模块
蓄电池稳压模块.jpg

12V启停系统由于需要频繁启动发动机，会导致蓄电池电压产生波动，从而影响仪表，音响等系统工作。蓄电池稳压模块需要监测蓄电池电压波动，并为仪表，音响等系统提供稳定的电压。

我们为蓄电池稳压模块提供高集成度的S12VR系列，集成LDO,MCU,LIN收发器以及继电器驱动。另外针对DCDC升压模块，我们还会提供高性能的Mosfet。

想大致了解一下恩智浦新能源汽车解决方案的小伙伴看到这里可以结束了。本文的下半部分是相对细节的相关产品推荐和设计资源汇总，想了解详细信息的朋友可以继续往下看，也可以直接联系恩智浦HEV/EV专家：yunteng.tian@nxp.com（提问时说从恩智浦社区看来的）

相关产品推荐

MPC574xP
e200z4内核，200 MHz，FPU，嵌入式浮点运算单元，专为实现功能安全(ISO 26262 / ASIL-D)，延迟锁步的32通道eDMA，4个12位模数转换器(ADC)，每个带16个通道。

MPC5746R
两个独立的200MHz Power Architecture® z4内核，一个200MHz z4内核，与其中一个主内核同步，4M闪存，320kB总SRAM，2 eTPU+ 64通道的定时器，32通道的eMIOS定时器，以太网10/100，4个Σ-Δ和3个SAR ADC转换器，专为实现功能安全(ISO 26262/ASIL-D)，252 MAPBGA、176 LQFP和144 LQFP封装，-40至125C Ta工作温度。

MPC564xB-C
高性能双核选件，e200z4高达120 MHz，e200z0高达80 MHz，闪存：高达3 MB，EEPROM：64 KB DataFlash®，RAM：高达256 KB，CSE：安全模块，以安全和可信的方式在通信各方之间进行信息传输。定时器：16位 — 多达64个通道，ADC：10和12位，以太网，FlexRayTM，10个LINFlex，8个DSPI，6个FlexCAN，可扩展，并与MPC560xB/C系列产品兼容。

MPC560xP
交叉触发单元，管理采样时机并减轻CPU负担，监测和管理故障事件的故障采集单元，与FlexRay™和CAN/安全端口进行可靠的高速通信，RAM和闪存上带有纠错码(ECC)，可纠正存储器错误，高精度脉宽调制(PWM)，两个eTimer，两个ADC，两个PLL。

S32K
112 MHz ARM Cortex-M4内核，带有SFPU，已修改的Harvard架构，可支持紧密耦合的RAM和4 KB I/D缓存，支持SHE规范的硬件安全引擎，每个芯片具有128位的唯一识别(UID)号，内置48 MHz RC (IRC)振荡器，6个FlexCAN，其中两个支持FD，FlexIO仿真通信协议，如SPI、UART等，支持ISO 26262 ASIL-B。

KEA
高达48 MHz ARM Cortex M0+内核，单周期32位 x 32位乘法器。

S12VR
S12 CPU内核，25 MHz总线，带有ECC功能的64 KB闪存，高达512 B EEPROM (带ECC)，2 KB片上SRAM，LIN物理层，稳压器，两个低边驱动器，驱动感应负载，最多两个高边驱动器，4个高电压输入。

S12ZVM
增强型S12Z内核，50 MHz总线频率，高达128 KB闪存，512B EEPROM，最高8 KB RAM，增强型定时器，用于生成电机控制PWM，双12位模数转换器(ADC)，同步ADC转换的可编程触发单元(PTU)，3.5至20V工作电压范围，LIN物理层，6个功率MOSFET的栅极驱动电路(GDU)。

MC33907
灵活的DC/DC预稳压器，支持降压或升降压，可选升压，可提高启动期间的系统可用性，0.5至2 A的多路输出电源，DC/DC稳压器，可为MCU内核提供高达0.8 A的电源电流，MCU I/O专用的5 V/3.3 V线性稳压器，辅助负载专用的线性稳压器，结合超低功耗模式的多唤醒源：CAN、LIN、I/O、电流检测，电池反接保护前后的电池检测，检测关键信号的模拟多路复用器。

MC33664
2.0 Mbps隔离网络通信速率，双SPI架构，用于消息确认，稳定可靠的传导和辐射耐受性，带唤醒功能，3.3 V和5.0 V兼容逻辑阈值，设计用于5.0米，15节点系统，低睡眠模式电流，带自动总线唤醒功能，超低辐射排放。

MC33771
9.6 V ≤ VPWR ≤ 61.6 V工作电压，70 V瞬态电压，14芯电压测量通道，总堆栈电压测量，7个ADC/通用IO/温度传感器输入。
MC33978

设计工作电压：4.5 V ≤ VBATP ≤ 36 V，开关输入电压范围：-14 V至VPWR，最高36 V，使用3.3 V / 5.0 V SPI协议可直接与MCU连接，可选择状态更改的唤醒功能，可选择湿电流(2、6、8、10、12、14、16或20 mA)，8个可编程输入(电池开关或接地开关)和14个接地开关输入，典型待机电流：VBATP = 30 uA，VDD = 10 uA，集成电池和温度传感。

MPXx6115
提高了高温条件下的精确度，耐用型热塑(PPS)表面贴装，温度补偿范围为-40°C到+125°C，适用于基于微处理器或微控制器的系统，0℃到85℃范围内的最大误差率为1.5%，耐高湿和常见的车内物质，提供小型和超小型封装两种规格。

MOSFET
符合AEC-Q101规范，额定重复性雪崩击穿，额定温度为175°C，适合对热性能要求严苛的环境。

设计资源

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