本文導(dǎo)讀
熱管理系統(tǒng)是整個必不可少的組成,從燃油車到新能源車,從分立到相對集成,熱管理系統(tǒng)的需求也緊跟著汽車新四化的落地而不斷升級。目前,集成化熱管理系統(tǒng)已經(jīng)落地,但集成化系統(tǒng)的技術(shù)方案依然存有明顯差異。本文為大家介紹最新的單芯片TMS解決方案,其架構(gòu)更適應(yīng)于在功能安全,信息安全及軟件定義汽車的需求。
電動車的電子和電氣化程度更高,新能源汽車的電池成本占比40%,其工作環(huán)境和充放電需要維持合適的溫度;電機和電控系統(tǒng)也面臨傳統(tǒng)燃油車所沒有的溫度管理;由于制冷和制熱的架構(gòu)不同,駕駛艙內(nèi)的溫度調(diào)控也急需解決,上述需求也給新能源車熱管理市場帶來新的增長機遇。
TMS方案功能簡介
TMS熱管理域控制器方案使用NXP S32K3系列做主控制器,雙核Cortex-M7,主頻高達160MHZ。支持多路PWM控制,完美滿足熱管理系統(tǒng)中多個無刷電機、有刷電機和步進電機同時控制的需求;熱管理系統(tǒng)需要采集多個位置的溫度信息來形成溫度控制閉環(huán),S32K3支持多路ADC模擬采集,具有靈活的ADC觸發(fā)配置選項,非常適合汽車熱管理系統(tǒng)新需求。
熱管理域控制器采用單個車規(guī)級高性能MCU+外圍功率電路設(shè)計,可以同時驅(qū)動三無刷電機、六有刷電機、三步進電機,如下圖1所示。三個無刷電機控制均采用無感FOC速度電流雙閉環(huán)矢量控制,效率高達95%以上,轉(zhuǎn)矩保持最高的同時運轉(zhuǎn)平滑穩(wěn)定,對負載突變有良好的抗干擾性能。
圖1
3S32K3 多電機控制外設(shè)
S32K3電機控制時,外設(shè)上主要使用eMIOS、BCTU、LCU和ADC模塊,如下圖2所示以BLDC三相直流無刷電機為例。eMIOS產(chǎn)生三相單獨的PWM信號;TRGMUX為鏈接模塊,將eMIOS的信號鏈接到LCU;邏輯模塊LCU將三相單獨的PWM信號增加死區(qū),并輸出三相上下互補的PWM信號,最終輸出給預(yù)驅(qū)MOS橋電路來驅(qū)動電機。BCTU是專門觸發(fā)ADC采樣的模塊,它可通過TRGMUX鏈接到eMIOS觸發(fā)源,通過調(diào)整eMIOS觸發(fā)源的定時器計數(shù)值來調(diào)整ADC的采樣位置。
圖2
多電機控制應(yīng)用實踐
使用立功科技TMS功能板同時控制三個水泵BLDC電機,測試項如下:
電機速度波動;
開環(huán)到閉環(huán)的切換穩(wěn)定性;
電機啟動時間;
電機運行相電流。
三電機啟動后速度4500rpm、3500rpm、2500rpm。如下圖4負載情況下的速度波動圖,從圖中可以看出三電機中最大速度波動為1.9%,滿足速度波動在5%以內(nèi)的一般客戶要求。
圖4 三電機啟動后速度4500rpm、4200rpm、2500rpm。如圖5為電機啟動相電流圖,電機在額定轉(zhuǎn)速10%進入閉環(huán)狀態(tài),開環(huán)到閉環(huán)狀態(tài)切換穩(wěn)定。將電機加速度設(shè)置5000rpm時,可以在3s內(nèi)分別達到4500rpm、4200rpm和2500rpm,多次實驗均正常工作。
圖5
三電機啟動后速度分別為4500rpm、4200rpm、2500rpm。如圖6為電機相電流,電流穩(wěn)定呈標(biāo)準正弦波。
圖6
隨著新能源汽車行業(yè)的飛速進步,汽車架構(gòu)的革新使得熱管理問題日益凸顯。新能源汽車在追求電池壽命和整車穩(wěn)定安全的同時,熱管理性能的優(yōu)劣成為了決定電車產(chǎn)品競爭力的核心要素。然而,隨著新能源汽車的持續(xù)發(fā)展和新技術(shù)的涌現(xiàn),車載熱管理系統(tǒng)正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。
立功科技憑借多年的技術(shù)積累,成功研發(fā)出全新升級的TMS多電機控制方案,它將為您在熱管理賽道上實現(xiàn)彎道超車提供有力支持。我們的TMS多電機控制方案不僅能夠顯著提升熱管理系統(tǒng)的效能和穩(wěn)定性,更能有效降低能耗和維護成本,同時保證車輛的安全與舒適性。
我們深信,與立功科技攜手,您將在新能源汽車的熱管理領(lǐng)域取得突破性的進展。讓我們共同推動新能源汽車行業(yè)的進步,打造更高效、更安全、更具競爭力的電車產(chǎn)品!
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:【解決方案】單芯片TMS執(zhí)行域控方案實測分享
文章出處:【微信號:立功科技,微信公眾號:立功科技】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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