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如何在混合動力和電動汽車中實現更高的系統可靠性?TI有高招

飛象網訊(易歡/文)隨著電氣化發展和馬達驅動技術的發展,汽車動力系統的電氣化將走過輕混、中混、完全混合動力、插電式混合動力,再到純電動汽車,終極目標是能源獨立式的電氣化進程,這就需要對發動機管理、傳動、傳感部件以及助力轉向全系統加速創新。

在這個領域,德州儀器(TI)所提供的芯片方案始終致力于使整個新能源汽車變得更加有效率,更加節能和安全。TI中國區汽車業務部總經理張磊表示,自從有汽車以來,TI一直致力于兩個方向的汽車發展,一是如何把汽車做得更有效率,更節能,這個節能包括傳統的汽油、燃油節能以及電力系統;二是如何最大限度減少排放,使汽車越來越電氣化,包括往可替代的新能源汽車上發展。

基于此,TI近日宣布推出了經過全面測試的電池管理和牽引逆變器系統參考設計,以及具有先進監控和保護功能的新型模擬電路,有助于減少二氧化碳排放,并使混合動力電動汽車和電動汽車(HEV/EV)能夠續航更久時間。

更準確的電池監控更高的安全等級

德州儀器新型電池管理系統(BMS)參考設計——可擴展至6串至96串的電池監控電路,采用先進的BQ79606A-Q1精密電池監控器和均衡器。工程師可使用參考設計快速將其汽車設計推向市場。

據TI中國區汽車業務部模塊技術應用經理師英介紹,該設計以菊花鏈配置實現電池監控,從而為3串至378串、12 V至1.5 kV鋰離子電池組創建高度準確和可靠的系統設計。

高度集成的BQ79606A-Q1 可精確監控溫度和電壓水平,有助于最大限度地延長電池使用壽命和上路時間。此外,BQ79606A-Q1電池監控器具有安全狀態通信功能,可幫助系統設計人員滿足汽車安全完整性等級D(ASIL-D)的要求。這是ISO 26262道路車輛標準定義的最高功能安全目標。

更加可靠的熱管理 更快速檢測時間

由于多達數十千瓦功率流過電動汽車的牽引逆變器和電池,高溫可能會損壞昂貴且敏感的動力總成元件。卓越的系統熱管理對于車輛性能以及保護駕駛員和乘客方面至關重要。

為保護動力總成系統,如48 V起動發電機,免于過熱,TI推出了TMP235-Q1 精密模擬輸出溫度傳感器。這款低功耗、低靜態電流(9μA)器件具有高精度(在-40°C至150°C的整個工作溫度范圍內具有±0.5°C的典型值和±2.5°C的最大精度),有助于牽引逆變器系統對溫度波動做出反應,并采用適當的熱管理技術。

TMP235-Q1溫度傳感器件與最近發布的 UCC21710-Q1 和 UCC21732-Q1 柵極驅動器相結合,幫助設計人員創建更小、更高效的牽引逆變器設計。

“這些器件是首款集成了IGBT和碳化硅場效應管傳感功能的隔離式柵極驅動器,可在高達1.5 kVRMS的應用中實現更高的系統可靠性,并具有超出12.8 kV的隔離浪涌保護功能(規定的隔離電壓為5.7 kV)。這些器件還提供快速檢測時間,以防止過流事件,同時確保系統安全關機。” 師英對記者表示。

此外,為直接從汽車的12V電池為新的柵極驅動器供電,TI發布了一種新型參考設計,展示了三類用于牽引逆變器功率級的IGBT/SiC偏置電源選項。“該設計包括反極性保護、電瞬態鉗位以及過壓和欠壓保護電路。緊湊的設計包括新型LM5180-Q1。其是一款100 V、1 A同步降壓轉換器,具有極低的10-μA典型待機靜態電流。” 師英講到。

當然TI在汽車領域的創新不止體現在新能源汽車及動力系統方面,據張磊介紹,除了新能源汽車及動力系統外,TI在ADAS,娛樂與信息系統,車身電子及照明這些重要領域,也哦度已經持續深耕三十多年,目前已經擁有很多核心的技術創新及300個以上的應用參考設計。

張磊強調:“TI 在汽車領域的技術創新,主要圍繞智能、綠色、安全三方面。“這三個關鍵詞是我們德州儀器 (TI) 在汽車電子領域始終堅持的目標和使命。”

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