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電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制車規(guī)芯片方案
發(fā)布時(shí)間：2024-01-06 13:44:24 瀏覽：551次
中國已經(jīng)成為全球最大的汽車市場，電動(dòng)化、智能化的趨勢推動(dòng)汽車芯片需求數(shù)量的大幅度提升。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)燃油車所需汽車芯片數(shù)量為600-700顆，電動(dòng)車所需的汽車芯片數(shù)量將提升至1600顆/輛，而更高級(jí)的智能汽車對(duì)芯片的需求量將有望提升至3000顆/輛；隨著汽車進(jìn)入了電動(dòng)化+智能網(wǎng)聯(lián)的時(shí)代，為國內(nèi)新進(jìn)芯片企業(yè)進(jìn)入汽車領(lǐng)域帶來全新的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。然而汽車芯片的設(shè)計(jì)研發(fā)存在技術(shù)壁壘高、要有過硬的技術(shù)團(tuán)隊(duì)、以及自主研發(fā)生產(chǎn)能力；
加速車規(guī)芯片研發(fā) 積極拓展汽車電子市場
峰岹科技專注于高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片和控制系統(tǒng)的研發(fā)，長期深耕BLDC領(lǐng)域，憑借自主研發(fā)技術(shù)優(yōu)勢和系統(tǒng)級(jí)服務(wù)，電機(jī)主控芯片產(chǎn)品線持續(xù)增長，成為國內(nèi)BLDC控制芯片領(lǐng)域龍頭企業(yè)。BLDC被越來越廣泛地應(yīng)用于家用和工業(yè)的智能控制領(lǐng)域，這種電機(jī)的控制參數(shù)較多，控制算法復(fù)雜且對(duì)計(jì)算速度要求很高，研發(fā)的難度很高，峰岹科技的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)在芯片技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)算法和電機(jī)技術(shù)這三個(gè)領(lǐng)域搭建了完整的技術(shù)體系，取得多項(xiàng)核心技術(shù)，目前公司累計(jì)獲得授權(quán)專利及軟件著作權(quán)107項(xiàng)，發(fā)明專利51項(xiàng)，其中境外發(fā)明專利8項(xiàng)。
峰岹科技積極拓展新興應(yīng)用市場，加大汽車電子領(lǐng)域的市場拓展，公司自主設(shè)計(jì)研發(fā)的專用IC，正逐步在車用市場推進(jìn)產(chǎn)品測試和應(yīng)用，峰岹科技專用MCU芯片F(xiàn)U6832N1已經(jīng)通過AEC-Q100車規(guī)認(rèn)證，目前公司與德國萊茵TüV集團(tuán)針對(duì)ISO 26262功能安全項(xiàng)目展開合作，ISO 26262的流程體系認(rèn)證和產(chǎn)品認(rèn)證在汽車行業(yè)內(nèi)認(rèn)可度極高，該標(biāo)準(zhǔn)也被行業(yè)普遍認(rèn)為是芯片可以用于量產(chǎn)車上安全相關(guān)零部件的必要條件，ISO 26262項(xiàng)目的實(shí)施將助力峰岹科技提升芯片產(chǎn)品的安全性和可靠性，加強(qiáng)在汽車市場上的綜合競爭力。
峰岹科技車規(guī)級(jí)MCU系列
MCU即微控制器，將計(jì)算機(jī)所包含的CPU、存儲(chǔ)器、I/O 端口、串行口、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器等集成在一顆芯片上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)算和控制，車載MCU是汽車電子控制單元的核心部件， 汽車電子化程度的加速，我國車規(guī)級(jí)MCU市場需求隨之?dāng)U大。
峰岹科技自主研發(fā)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制專用MCU，采用雙核結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有高集成、高可靠、高性價(jià)比的特點(diǎn)：
1、雙核設(shè)計(jì)，8051 內(nèi)核+ ME內(nèi)核(FOC控制模塊、方波控制模塊、MDU支持乘除法/低通濾波器（LPF）/三角函數(shù)的計(jì)算、比例積分/微分器(PI/PID));
2、內(nèi)置LDO、運(yùn)算放大器、比較器有效節(jié)省成本和布局空間;
3、內(nèi)置Pre-driver驅(qū)動(dòng);
4、方波控制支持自動(dòng)換相、逐波限流，支持 HALL、BEMF 位置檢測;
5、支持無感FOC 和 有感FOC控制;
峰岹科技針對(duì)車用市場，逐步完善并推出系列芯片產(chǎn)品，主要應(yīng)用于汽車相關(guān)電機(jī)控制領(lǐng)域。
峰岹科技汽車電機(jī)控制器專用芯片介紹
FU6832N1芯片內(nèi)部集成ADC、AMP、DAC、LDO、DMA、 Pre-driver等，集成ME電機(jī)控制內(nèi)核，包含硬件FOC功能模塊、方波功能模塊、PI、LPF、MDU等。芯片封裝QFN32_4X4mm，芯片通過了AEC-Q100 認(rèn)證。主要面向小功率無刷電機(jī)和緊湊型電機(jī)如水泵、座椅風(fēng)機(jī)、進(jìn)氣格柵等。
FU6866Q1是峰岹科技2022年推出的針對(duì)汽車電機(jī)市場研發(fā)設(shè)計(jì)的高集成度專用IC芯片內(nèi)部集成有LIN通信、LIN收發(fā)器、CAN通信、內(nèi)置Pre-driver、高壓LDO、高速比較器、高速運(yùn)放、ADC、DAC、CRC、I2C、UART、DMA、TIMER等功能模塊。適用于直流無刷電機(jī)的無感FOC、有感SVPWM、有感/無感方波等不同控制方案。AEC-Q100 認(rèn)證正在進(jìn)行中。
FU6866Q1芯片內(nèi)部集成有LIN通信、LIN收發(fā)器、CAN通信、內(nèi)置Pre-driver、高壓LDO、高速比較器、高速運(yùn)放、ADC、DAC、CRC、I2C、UART、DMA、TIMER等功能模塊、耐高壓IO等，集成ME電機(jī)控制內(nèi)核，包含硬件FOC功能模塊、方波功能模塊、PI、LPF、MDU等。芯片集成度高，可以有效減少外圍器件和BOM成本，可以更快完成整體方案設(shè)計(jì)。
FU6866Q1溫度等級(jí)為 Grade 1，芯片工作時(shí)TJ(-40 –150 ℃)，TA(-40 –125 ℃)，可以廣泛應(yīng)用在車身控制的相關(guān)電機(jī)控制領(lǐng)域中，包括熱管理系統(tǒng)水泵、電子扇、玻璃升降控制、座椅電機(jī)控制、尾門電機(jī)等。
基于汽車芯片在無刷電機(jī)控制領(lǐng)域高度集成化，峰岹科技提供完善的產(chǎn)品及技術(shù)保障，可以快速高效的完成項(xiàng)目調(diào)試。內(nèi)部通用內(nèi)核，可以有效的匹配客戶進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)
應(yīng)用方案1：汽車主動(dòng)式進(jìn)氣格柵
目前主動(dòng)式進(jìn)氣格柵的車型是越來越多。主動(dòng)式進(jìn)氣格柵的主要作用，就是在低溫行駛和冷啟動(dòng)的時(shí)候關(guān)閉進(jìn)氣格柵，使冷空氣不直接沖擊散熱器進(jìn)行強(qiáng)制散熱，從而快速提高發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫，在高速行駛時(shí)還能控制進(jìn)氣量和風(fēng)阻從而節(jié)省燃油。
AGS電機(jī)控制特點(diǎn)分以下幾個(gè)方面
1. 高集成化：由于AGS控制器本身的體積不大，同時(shí)電機(jī)內(nèi)部大部分都是齒輪減速機(jī)構(gòu)所以整個(gè)電機(jī)的實(shí)際可用空間很小，對(duì)電機(jī)MCU控制器的集成度要求較高;
2. 無感BLDC控制位置閉環(huán)：AGS在運(yùn)行過程中需要使用位置閉環(huán)來控制AGS的開合度，所以電機(jī)在運(yùn)行時(shí)候要記錄電機(jī)運(yùn)行的圈數(shù)從而獲得電機(jī)的位置信息;
3. 運(yùn)行扭矩控制: 正常工作時(shí)AGS將以額定的驅(qū)動(dòng)扭矩進(jìn)行輸出驅(qū)動(dòng)。當(dāng)執(zhí)行過程中，出現(xiàn)按當(dāng)前扭矩?zé)o法讓格柵運(yùn)行至指定位置時(shí)，執(zhí)行器會(huì)自動(dòng)進(jìn)入扭矩增強(qiáng)模式嘗試沖破阻礙。
4. 位置初始化自學(xué)習(xí)：在AGS初始化狀態(tài)時(shí)，將接收ECU發(fā)送的自學(xué)習(xí)指令，AGS將學(xué)習(xí)全開、全關(guān)兩個(gè)止點(diǎn)的位置，并與預(yù)設(shè)的角度進(jìn)行比對(duì)以確定目前格柵是否存在卡滯、結(jié)構(gòu)損壞等問題。
5. 故障檢測與保護(hù)：AGS 執(zhí)行器應(yīng)具有故障自診斷功能，包括柵葉結(jié)構(gòu)故障、堵轉(zhuǎn)故障、電氣故障等。
6. boot在線升級(jí)功能
除了主動(dòng)式進(jìn)氣格柵之外，汽車其他部件緊湊型電機(jī)控制應(yīng)用也是非常廣泛，如：空調(diào)出風(fēng)口、充電口蓋和閥門
上圖為緊湊型電機(jī)控制解決方案框圖，其中左邊的是電源和LIN信號(hào)輸入，圖的上邊是BLDC電機(jī)；實(shí)際控制中，控制器接收LIN總線信號(hào)進(jìn)入喚醒正常工作狀態(tài)，正常運(yùn)行時(shí)使用位置閉環(huán)控制電機(jī)運(yùn)行到指定位置。
應(yīng)用方案2：汽車水泵類
汽車水泵是汽車熱管理系統(tǒng)中的重要部件之一，在燃油車和新能源汽車中是不可缺少的。
汽車水泵控制特點(diǎn)分以下幾個(gè)方面
1. 高控制效率：水泵在測試時(shí)需要在指定功率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的流量和揚(yáng)程，所以更高的控制效率對(duì)水本很是重要;
2. 低噪音、低振動(dòng)：FOC可以有效降低水泵的工作噪音和振動(dòng)，同時(shí)提高水泵的工作效率。
3. 多種異常保護(hù): 空轉(zhuǎn)、過壓、欠壓、過流、堵轉(zhuǎn)、過溫度、電源反接保護(hù)等。
峰岹科技汽車水泵解決方案涵蓋汽車各功率段水泵，功率范圍：40W~500W，使用無感FOC驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率高，使用速度環(huán)+功率環(huán)控制電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性高、噪音小。控制方式有PWM調(diào)速和LIN總線控制。同時(shí)有完善的故障保護(hù)，和故障處理，保證電機(jī)的安全運(yùn)行。
應(yīng)用方案3：汽車風(fēng)扇類
風(fēng)扇在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)和暖通空調(diào) （HVAC） 系統(tǒng)中是非常重要的電子部件。汽車上風(fēng)扇包括：電子扇熱風(fēng)扇，空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)，座椅通風(fēng)電機(jī)等。
汽車風(fēng)扇根據(jù)不同種類控制特點(diǎn)也不同：
1. 低噪音：在座艙內(nèi)的風(fēng)扇電機(jī)有著嚴(yán)格的噪音要求。
2. 多種異常保護(hù): 順逆風(fēng)檢測、過壓、欠壓、過流、堵轉(zhuǎn)、過溫度、電源反接保護(hù)等。
峰岹科技風(fēng)扇類解決方案涵蓋汽車各種風(fēng)扇，控制方式有/無感方波和無感FOC等控制模式，滿足不同風(fēng)扇的設(shè)計(jì)需求，使用速度環(huán)+功率環(huán)控制電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性高，噪音低。調(diào)速控制方式有PWM調(diào)速和LIN總線控制。
更廣泛的汽車電子電機(jī)控制器方案
除了緊湊型電機(jī)控制器之外，峰岹科技也擁有眾多汽車電子應(yīng)用解決方案，包括風(fēng)扇類，泵類，有刷電機(jī)類，緊湊型電機(jī)類等等；
風(fēng)扇類包括：電子風(fēng)扇、空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)、座椅通風(fēng)扇，其優(yōu)點(diǎn)有FOC控制， 啟動(dòng)可靠、噪音小、振動(dòng)低、易調(diào)試；
泵類包括：水泵、油泵。優(yōu)點(diǎn)：使用FOC控制，噪音小、振動(dòng)低、效率高、流量穩(wěn)定；
有刷電機(jī)包括：車窗、天窗。優(yōu)點(diǎn)：集成度高、低啟動(dòng)噪音；
緊湊型電機(jī)包括：進(jìn)氣格柵、空調(diào)出風(fēng)口、充電口蓋和閥門，優(yōu)點(diǎn)：集成度高、大扭矩啟動(dòng)；
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