混合动力汽车 - 车载转换器与马达控制MCU应用指南

　　混合动力汽车和电动汽车中的应用

　　适合整合马达控制MCU的应用包括用于电力驱动马达的转换器。转换器结构图显示如图5。

　　

　　图5：转换器结构图。

　　出于功能安全的诸多因素，马达控制MCU（主控）是由一个二级小型微控制器（从属）支持。两个微控制器一直保持联络，一旦发现不正常的情况，从属MCU可以启动系统重置或切断马达电源。主控MCU产生马达通讯信号，测量和监控相电流，发出旋变信号，并透过正弦/余弦反馈信息来确定旋转器的位置和角速度。马达控制运算使用所有用于转子转速和扭矩的相关数据。

　　转换器透过内部网络（CAN或Flex Ray）与电池管理系统通讯，以确保提供所需的能源。

　　节能对混合动力汽车和电动汽车至关重要，任何需要持续能源供应的系统，例如液压助力转向系统，都会长期将过度压力施加于储能系统。液压系统持续执行以透过伺服泵设立所需的压力。

　　纯电动助力转向（EPS）系统只有在使用中才需要能源。原则上，该设计与动力总成转换器的设计相似。有主控和从属MCU，而电源组件主要是在稳压方面有所不同（如图6所示）。永磁同步电动机也用于该应用，而分解器如之前描述的那样执行。

　　

　　图6：主-从MCU设计图。

　　然而，主控MCU仍须评估转向输入设备（倾角传感器）和扭矩传感器，以随时提供正确的转向辅助。EPS控制需要诸如执行速度这样的数据，它透过内部网络来提供（例如CAN总线）。这些信息有利于运算所需的额外转向扭矩，以及将其传送到转向柱上的马达。

　　这样做的目的是为了大幅地减少驱动器负责的负载，并提供转向运动的动态支持。例如，相较在高速公路上高速行驶的情况，当车辆几乎处于停滞状态时，转向运动则需要更多的支持。EPS是为了增加驱动器的舒适性和安全性。对于电子稳定控制装置而言，完全可以透过转向干预来主动调节车辆的稳定性。可以设想，EPS成为驱动辅助系统的一部份，使得无需驱动输入便可自动停车。

　　市场上的混合动力汽车越来越多，其中不少都配有简单的启停系统，预计在未来几年中，全混合动力汽车和插电式混合动力汽车（PHEV）的数量会大幅增加。无内燃机的全电动汽车需要安全、经济、高容量的储能系统。技术开发也一直在向前推进，尽管其速度不如许多人所希望的那样。等发展到一定程度时，混合动力汽车会大幅地使用以燃油和电力为形式的能源。

　　高效的软件运算、强大的微控制器和高效的电动机将使这些都成为可能。更高程度的整合会使马达控制系统更加精简、经济，这些系统适用于以上应用中，并超越这里所列举的应用。透过整合芯片上的轴角数字转换器，MB91580马达控制MCU系列降低系统成本，提供高度整合，提高系统性能效率，因而展现更多优势。