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瑞萨电子针对复杂的逆变器控制算法推出48V电动车应用成功产品组合解决方案,搭载新型16芯电池前端和内置FPU的32位MCU

2020-08-26 11:00 来源:瑞萨电子 编辑:电源网

全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨电子集团(TSE:6723)今日宣布推出一款48V电动车应用成功产品组合解决方案,可帮助用户加快电动滑板车、电动自行车、混合动力汽车、UPS和储能系统的开发。该参考设计在硬件和软件中均采用模块化方法以展示核心及可选功能块,可用于多种24V-48V应用,如割草机、手推车、机器人清洁器、电动工具、移动电源等。该成功产品组合使用了15个瑞萨IC产品,包括三个关键器件:ISL94216 16芯电池前端(BFE)、强健的HIP2211 100V MOSFET驱动器以及用于电机控制的RX23T 32位微控制器(MCU)。这一解决方案由25AHr锂离子电池供电,驱动1600W逆变器达到5000rpm的速度。

瑞萨48V电动车解决方案参考设计

瑞萨电子系统及解决方案市场部总监D.K Singh表示:“电动滑板车和电动自行车等微型交通工具为出行的第一公里和最后一公里提供了一种极具吸引力的低碳出行方式。随着电芯平衡技术在充电过程中扮演越来越重要的角色,对此类应用不断增长的需求正在推动全新的电池管理功能。我们推出的新型48V电动车应用成功产品组合融合了瑞萨先进的BFE、业界领先的MCU、模拟和功率器件以及创新的电机控制技术,帮助客户加快大功率和大扭矩电动滑板车及电动自行车的开发。”

48V电动车成功产品组合包括两块板卡,可满足电动车应用所需的更高电池电芯数和功率水平。BFE和充电器板专注于更大、更高电压的电池组。电机控制和逆变器板具有同步的电流/电压测量与驱动器,这些驱动器采用脉宽调制技术(PWM)驱动电机并监测电机状态。该算法与硬件非常适合驱动直流无刷(BLDC)电机。此外,该方案还提供两个可选板卡——无线充电接收器板和低功耗蓝牙®(BLE5.0)控制板。

对于系统控制,全新成功产品组合采用成本优化且高能效的RX23T MCU,内置浮点运算单元(FPU)和六个专用于复杂逆变器控制算法的高性能定时器。这些特定的功能与模块化设计帮助工程师显著缩短软/硬件开发和调试时间。此外,与其它大容量单芯片电池管理器不同,高度集成的ISL94216提供了多项功能,可以平衡和监测系统状况,从而独立于MCU来延长电池寿命并提升安全性。该成功产品组合方案还使用ISL81601 60V双向4开关同步升/降压控制器进行超快速充电;控制器的CC/CV充电器配置文件通过系统MCU运行。

48V电动车成功产品组合方案的关键特性

ŸBFE和充电器板

◦ISL94216 16芯BFE支持高达200mA+的外部电芯平衡——实现大型电池组快速充电及高利用率的关键,热插拔容差高达62V

◦BFE为4芯至16芯电池组提供全高压侧电池保护与监控

◦具有内置FPU的瑞萨RX23T 32位MCU支持对整个系统的完全控制

◦瑞萨ISL28214运算放大器提供低功耗与输入偏置,ISL81601最大限度提升充电效率,并使用电流感测和I/O监测来调整输入电平

◦瑞萨ISL84051多路复用器可处理多达8个输入,具有低RDSon连接性及纳秒级切换时间

Ÿ电机控制和逆变器板

◦电机控制和逆变器板支持48V电池组,使用带有电机控制传感器的1600W逆变器动力总成,可达到5000rpm

◦电机控制和逆变器板包括DC/DC转换器、ISL28191运算放大器电流传感器、ISL80410 LDO稳压器、HIP2211 100V半桥MOSFET驱动器和MOSFET组;可连接至BFE和充电器板

Ÿ可选板卡与手机端应用

◦带有RX23W MCU的BLE控制板通过BLE实现安全的手机连接,可用于油门控制、电池状态、GPS连接和保存历史路线;连接至BFE和充电器板。该MCU特别选取自同一RX产品家族,以实现软件设计的一致性

◦无线充电接收器板具有两个并联使用的瑞萨无线接收器,以根据需要提高输出;连接至BFE和充电器板

◦通过手机端应用解锁滑板车,控制开/关电源和电机启动

◦电动车解决方案可实现每隔1秒将诊断和参数数据发送至手机端的安全BLE信道

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