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NXP und VEPCO: Neue Wechselrichter Referenz-Plattform für E-Mobile

NXP hat seine neue Referenzplattform für Wechselrichter für Elektrofahrzeuge vorgestellt. Sie kombiniert NXPs Automobil-Mikrocontroller (MCUs), System Basis Chips (SBCs) für das Leistungsmanagement und neue IGBT-Gate-Treiber mit anwendungsspezifischer Software.

Power Control Bildquelle: © NXP

Wechselrichter für Elektromotoren wandeln in E-Mobilen die Batteriegleichspannung in mehrphasigen Wechselstrom um und sorgen für die vom Fahrer gewünschte Beschleunigung und Geschwindigkeit. Für die Überwachung des Motorzustandes, die Erfassung der Antriebsströme und die Umsetzung der Energie in Drehmoment ist eine komplexe Systemsteuerung notwendig.

NXP will seinen Kunden aus dem Automotive-Bereich ermöglichen, Motorwechselrichter auf Grundlage der Referenzdesignplattform einschließlich der Systemsteuerungskomponenten, der Aktivierungssoftware und der funktionalen Sicherheitsfunktionen zu entwickeln.

Bei der Entwicklung der ASIL-D-konformen hochspannungsfähigen Referenzplattform für die Leistungssteuerung eines Elektromotors arbeitet NXP mit VEPCO Technologies zusammen. Im Prototyp steuert die Plattform ein Fuji-Electric 800V IGBT-Leistungsmodul mit integrierter Strom- und Temperaturmessung für den Antrieb von 100-kW-Drehstrommotoren.
 

Reference Platform Bildquelle: © NXP

»Durch die Kombination des umfangreichen Motorsteuerungs-Know-hows und der Systemerfahrung von VEPCO Technologies sowie des umfangreichen Automotive-Portfolios und der jahrelangen Erfahrung im Bereich der funktionalen Sicherheit von NXP steht unseren Kunden jetzt eine erstklassige Plattform für Leistungs-Wechselrichter zur Verfügung«, sagt Guoliang Zhang, Direktor für Systemtechnik bei VEPCO.

»Unsere professionellen Engineering-Dienstleistungen, wie zum Beispiel maßgeschneiderte IP-Anwendungen, sorgen dafür, dass die Wechselrichter-Modul-Plattform den spezifischen Sicherheitskriterien und technischen Anforderungen unserer Kunden gerecht wird. Zudem sind sie wesentlich schneller mit ihren Produkten auf dem Markt und können ihre Entwicklungskosten senken.«

Prototype Electronics Bildquelle: © NXP

NXP geht davon aus, dass 2030 50 Prozent aller Automobile über einen (teil-)elektrischen Antrieb verfügen werden. Hierfür stellt NXP nun seine Control Reference Plattform zur Verfügung. Sie besteht aus Funktionsmodulen für die Steuerung des Wechselrichters und die Gewährleistung der Funktionalen Sicherheit. Aktuell werden die Komponenten der Plattform bemustert und stehen ab dem 4. Quartal 2018 zur Verfügung:

- Der neue GD3100 isolierte Hochspannungs-Gate-Treiber-IC. Er ist nach ISO26262 für Funktionale Sicherheit für ASIL-D zertifiziert und bringt folgende Funktionen mit:

-          Redundante IGBT Gate-Ansteuerung und Validierung des On/Off-Zustands

-          Überwachung von IGBT-Strom und -Temperatur

-          Analog- und Logik-BIST

-          Ausfallsichere Nieder- und Hochspannungseingänge.

- Der MPC5775E Mikrocontroller mit Motorsteuerungsfunktionen und eine Software-Resolver-Implementierung. Die sensorlose, rein feldorientierte PMSM-Ansteuerung nutzt weniger als 10% ihrer Rechenleistung, so dass Bandbreite für alle Sicherheitsfunktionen und komplexen Fahrstrategien, die für aktuelle EV- und Hybridsysteme erforderlich sind, zur Verfügung steht.

- Der FS65xx ist ein Power Management System Basis Chip für verschiedene Elektrifizierungsanwendungen. Er gewährleistet funktionale Sicherheit bis zum höchsten Sicherheitslevel ASIL-D und wurde als „Safety Element out of Context“ (SEooC) entwickelt. Der FS65xx ist Mitglied der wachsenden SBC-Familie für die funktionale Sicherheit.  

- Eine Systemumgebung bietet Kunden Werkzeuge zur Implementierung ihrer eigenen Konzepte für das Energiemanagement und der gewünschten funktionalen Sicherheitslevel.