比亞迪多合一電控及MCU需求

 行業(yè)動態(tài)     |      2023-08-30 08:58:48    |      作者

今天借比亞迪針對多合一控制器的設計,看下其結構和對MCU的需求

本文參考文檔,BYD專利:電動汽車及其控制器,集成控制系統(tǒng)

本文目錄:

  • 融合的背景

  • 比亞迪多合一方案及說明

  • 多合一控制器中的MCU需求

1 融合的背景

電動汽車的零部件向高集成,低成本,小體積方向發(fā)展,最近幾年多款三合一產品在電動汽車量產,包括:

  • 電機,電控,減速器三合一集成;

  • DC/DC,OBC,配電箱的三合一集成;

這種多合一,可以節(jié)省零部件之間的連線和支架,增加零部件元件的復用,從而大幅節(jié)省成本和空間;

2 比亞迪多合一控制器

上圖,是多合一控制器的功能示意圖

如下兩圖,控制器內部,采用雙核DSP,一個內核控制車載充電模塊(交流充電和DCDC給低壓蓄電池),一個內核控制電控模塊(控制電機);

左邊的三相橋,一方面是電池經過三相橋給到電機,一方面是充電狀態(tài)時候,利用電機內部的電感,做成了4橋臂/圖騰柱的PFC拓撲(需要注意,直流電壓是500V,電池電壓是700V)

在直流母線后級,通過全橋LLC,可以給低壓蓄電池充電;

這里有意思的是鏡像的全橋LLC,Q5/Q6/Q7/Q8 和 Q9/Q10/Q11/Q12,小二理解是,左邊的全橋,用在制動時候,能量回收;右邊的全橋,是正常電池供電時候的充電回路;

專利里面,比亞迪其實提出了不同的其他拓撲,有興趣的可以自行下載研究;比如這個

3 多合一控制器的MCU需求

側面了解到,BYD用的雙核MCU是TI的TMS32F28379D-Q1,是一顆雙C28核,200MHz,帶FPU/VCU/TMU,-40~125工作溫度的處理器;

TI的C2000系列在電機控制,數字電源領域是明星產品,按業(yè)內說法,其200MHz的主頻率,處理能力可以是Cortex-M4F的1.5~2倍;

往后面看,在高集成度,低成本的驅動下,未來的多合一電控MCU思考:

  • 多核會是標配,是否會有專門的核做安全監(jiān)測?

  • 更多的算力,實現更先進的控制算法,提升能效(配合三代半導體)

  • 更高性能外設集成,比如旋變接口的集成,更高速率的通信口如CAN FD/XL或FlexRay

  • 需要高性能的PWM,如果是多合一,可能需要MCU支持ps級的PWM,TI的28379是支持150ps的HRPWM