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15.11.2018

Wechselrichter Referenz-Plattform

Leistungselektronik

NXP Semiconductors stellt eine Referenzplattform für Wechselrichter für Elektrofahrzeuge vor. Sie kombiniert NXPs Automobil-Microcontroller, System Basis Chips (SBCs) für das Leistungsmanagement und IGBT-Gate-Treiber mit anwendungsspezifischer Software.

Wechselrichter für Elektromotoren wandeln die Gleichspannung der Batterie in mehrphasigen Wechselstrom um, um Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb mit der vom Fahrer vorgegebenen Geschwindigkeit und Beschleunigung anzutreiben. Eine komplexe Systemsteuerung ist erforderlich, um den Motorzustand zu überwachen, die Antriebsströme zu erfassen und die berechnete erforderliche Energie zuverlässig in Drehmoment umzusetzen.

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.

NXP plant, seinen Kunden die Entwicklung von Motorwechselrichtern auf Grundlage der Referenzdesignplattform einschließlich der Systemsteuerungskomponenten, der Aktivierungssoftware und den funktionalen Sicherheitsfunktionen zu ermöglichen. VEPCO Technologies liefert vertragsbasierte-Engineering-Dienstleistungen für applikations- und leistungsspezifische Entwicklungen auf der Plattform.

Wechselrichter-Systeme für Antriebsmotoren

Die Control Reference Plattform nutzt Komponenten aus dem Automobilportfolio von NXP und stellt die benötigten Funktionsmodule für die Steuerung des Wechselrichters und die Gewährleistung der Funktionalen Sicherheit bereit. Der GD3100 ist ein isolierter Hochspannungs-Gate-Treiber-IC, wurde 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 verfügt über Motorsteuerungsfunktionen und eine Software-Resolver-Implementierung. Die sensorlose, rein feldorientierte PMSM-Ansteuerung nutzt weniger als 10% ihrer Rechenleistung, so dass maximale Bandbreite für alle Sicherheitsfunktionen und komplexen Fahrstrategien, die für aktuelle EV- und Hybridsysteme erforderlich sind, zur Verfügung steht.

Der FS65xx ist ein robuster Power Management System Basis Chip, entwickelt 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 flexible und offene Systemumgebung bietet Nutzern Werkzeuge zur Implementierung ihrer eigenen Konzepte für das Energiemanagement und der gewünschten funktionalen Sicherheitslevel.

Alle Komponenten der Wechselrichter-Referenzplattform werden aktuell bemustert. Erste Plattform-Prototypen sollen noch im 4. Quartal 2018 verfügbar sein. © NXP

Alle Komponenten der Wechselrichter-Referenzplattform werden aktuell bemustert. Erste Plattform-Prototypen sollen noch im 4. Quartal 2018 verfügbar sein. © NXP

zu NXP

Unternehmensinformation

NXP Semiconductors Germany GmbH

Stresemannallee 101
DE 22529 Hamburg
Tel.: 040 56135-474

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