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汽车电机发展趋势如何?机械电机会被取代?

2019年11月08日 文章来源:网络整理 热度:193℃ 作者:刘英

针对许多不同汽车应用纷纷实现智能电机控制的趋势,英飞凌科技发布了具有很高集成度的Embedded Power家族桥式驱动器。新的Embedded Power器件在一颗芯片上集成了基于ARM Cortex-M3处理器的高性能单片机,以及非易失性存储器、模拟和混合信号外设、通信接口和MOSFET栅极驱动器等。Embedded Power IC经专门设计,有助于为各式各样要求小型(SFF)封装和最少数量外接元件的电机控制应用,实现机电一体化电机控制解决方案。((图1))

汽车电机发展趋势如何?机械电机会被取代?

汽车电机发展趋势

现代汽车中集成的电子控制电机数量与日俱增。2012年,商业情报和软件分析企业IHS公司的市场分析师计算,汽车中使用的电子控制电机数量已达到23亿台。他们预计,到2017年,这个数字将增至29亿,相当于平均复合年增长率(CAGR)达到5.7%。也就是说,平均每辆汽车中有大约30台电子控制电机。目前,其中约68%的电机是直流有刷电机,15%是直流无刷电机,且直流无刷电机的数量将大幅增长。

电子控制电机取代机械电机

汽车中的电动电机数量快速增长,是因为电子控制电机正逐步取代传统的机械电机,以实现有助于提高能效、降低二氧化碳排放的创新汽车架构。在混合动力汽车和电动汽车中实现起停功能,便是一个典型例子。这些架构主要基于分布式、机电一体化电机控制解决方案。汽车制造商和设备制造商需要稳定而又灵活的智能电机驱动IC,以便其优化最终产品的尺寸和性能。不久前英飞凌发布的Embedded Power IC是完备的片上系统(SoC)解决方案,可助力实现外形小巧、经济划算的机电一体化电机控制设计。

在适应小型分布式负载的过程中,以能效为驱动的汽车发展趋势逐渐清晰。譬如,HVAC鼓风机、发动机散热风扇、水泵和油泵、电动车窗、前后雨刮器等等,不胜枚举。“分布式电机智能控制”可实现创新汽车设计,带来诸多优点,如,最大限度地减少布线、减轻重量、减少占用空间、开销更低且选项更简单的平台解决方案、分布式计算能力、更出色的诊断性能、均衡的功率耗散、更杰出的EMC性能、旨在优化性价比的专用功能,以及标准化低成本物理层和协议处理程序等。要实现“分布式电机智能控制”,创新IC驱动器概念是关键。 ((图2))

汽车电机发展趋势如何?机械电机会被取代?

英飞凌全新电机控制IC是外形小巧、一应俱全的芯片解决方案,它包含了用于感测、控制和启动诸如高端天窗、电动车窗、泵(燃油、机油和水)、HVAC鼓风机、风扇等等设备常用的电动电机所需的全部必要功能,同时降低了系统成本。

符合汽车行业质量要求的前沿技术

英飞凌新推出的高集成度Embedded Power家族,结合了其符合汽车行业质量要求的专有130nm Smart Power生产工艺,与其在电机控制驱动器领域的广博经验。得益于块状硅基130nm双极型CMOS-DMOS(BCD)工艺,它在一颗芯片上高效集成了逻辑电路、模拟电路、存储器和功率级电路。相比于过去那种需要独立式单片机、桥式驱动器和LIN(局域互联网络)收发器的多芯片设计,现在,具备最少外接元件数量的电机控制设计,将令汽车系统供应商获益匪浅。最新发布的Embedded Power产品将元件数量从当前的约150多颗,减少到了不足30颗,从而允许在仅3平方厘米的电路板空间内,集成实现电机控制所需的全部功能和有关外接元件。所以,它们有助于集成与电机关系密切的电子元件,实现真正的机电一体化设计。((图3))

汽车电机发展趋势如何?机械电机会被取代?

智能电机控制应用要求各式各样的、以能效、系统成本和舒适性需求等为驱动的尖端电机控制机制。从基于传感器的块交换,到高端无传感器磁场定向控制(FOC),必须支持不同电机控制算法。新近取得质量认证的汽车用Embedded Power家族设计,通过采用ARM Cortex M3处理器,解决了智能电机控制面临的这些挑战。这些新器件拥有32位处理器性能,而占板空间仅与16位处理器相当。通过促进将强大的单片机和MOSFET栅极驱动器,与所有必要的感测、控制和启动等功能相结合的片上系统方法,可灵活扩展的Embedded Power家族能帮助汽车系统供应商降低系统成本、提高可靠性、降低系统级复杂度。((图4))

汽车电机发展趋势如何?机械电机会被取代?

TLE987x和TLE986x桥式驱动器的关键特性

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