Elektromobilität Leistungsstarke MCUs für moderne Elektrofahrzeuge

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NXP Semiconductors hat die Mikrocontroller der Serie S32K39 für Automotive-Anwendungen vorgestellt. Die MCUs sind für Steuerungsanwendungen in Elektrofahrzeugen optimiert und sorgen mit hochauflösender Hochgeschwindigkeitssteuerung für eine höhere Energieeffizienz.

Die Mikrocontroller der Serie S32K39 steigern die Reichweite von Fahrzeugen, verbessern das Fahrgefühl und machen so die Elektrifizierung des Automobilverkehrs fit für die Zukunft. Die Mikrocontroller bieten Netzwerk- und Sicherheitsfunktionen sowie funktionale Sicherheitsfähigkeiten, die über die herkömmlicher Automotive hinausgehen. Dadurch erfüllen sie die Anforderungen von zonalen Fahrzeug-E/E-Architekturen und softwaredefinierten Autos. Die MCUs ergänzen NXPs Elektrifizierung-Portfolio und vervollständigen es gemeinsam mit dem Batteriemanagementsystem (BMS) und den EV-Wechselrichtern zu End-to-End-Lösungen für die nächste Generation von Elektrofahrzeugen.

Die S32K39-MCUs sind für die intelligente und hochpräzise Steuerung von Traktionswechselrichtern optimiert, die den Gleichstrom der Batterie des Elektrofahrzeugs in Wechselstrom umwandeln. Dieser wird benötigt, um moderne Traktionsmotoren anzutreiben. Sie unterstützen sowohl herkömmliche bipolare Insulated-Gate-Transistoren (IGBT) als auch neuere SiC- und GaN-Technologien. Mit dualen 200-kHz-Regelkreisen zum Verbessern der Leistungseffizienz ermöglichen sie kleinere, leichtere und effizientere Umrichter, sodass die Motoren eine größere Reichweite erreichen können.

Zudem können die MCUs sechsphasige Motoren mit höherer Leistungsdichte und Fehlertoleranz steuern und so die langfristige Zuverlässigkeit verbessern. Ein sicherer ASIL-D-Software-Resolver sowie integrierte Sinuswellengeneratoren und Sigma-Delta-Wandler machen externe Komponenten überflüssig und senken so die Gesamtsystemkosten. In Verbindung mit dem Echtzeitprozessor NXP S32E bieten die S32K39-MCUs darüber hinaus die Flexibilität, bis zu vier Traktionswechselrichter zu steuern und können in dieser Konfiguration erweiterte Traktionsfunktionen für Elektrofahrzeuge mit Allradantrieb implementieren.

Aufgrund ihrer vielseitigen Architektur eignet sich die S32K39-Serie auch für eine breite Palette von Anwendungsbereichen in der Elektromobilität, die über die Steuerung von Traktionswechselrichtern hinausgehen, darunter das Batteriemanagement (BMS), On-Board-Charging (OBC) und DC/DC-Wandlung.

„Die S32K39-MCUs bieten eine überzeugende Kombination moderner Technologien, die Automobilherstellern eine enorme Flexibilität und Skalierbarkeit bieten, um die Entwicklung ihrer Elektrofahrzeuge zu beschleunigen und die neuesten Elektrifizierungstechnologien einzusetzen“, betont Allan Mcauslin, Director Vehicle Control and Electrification Segment bei NXP Semiconductors. „NXP ist mit einem umfassenden Portfolio an komplementären Lösungen führend. Damit geben wir unseren Kunden die Möglichkeit, ein besseres Fahrerlebnis zu bieten und die Elektromobilität zu revolutionieren.“

Die S32K39-Serie auf einen Blick:

• Leistungsstärkste Mitglieder der S32K-Familie mit vier Arm Cortex-M7-Kernen bei 320 MHz, konfiguriert als Lockstep-Paar und zwei Split-Lock-Kernen,

• bis zu 6 MB Flash-Speicher und 800 KB SRAM,

• zwei Motorsteuerungs-Coprozessoren und hochauflösende NanoEdge-Pulsweitenmodulation (PWM) für höhere Leistung und präzise Steuerung,

• sicherer ASIL D-Software-Resolver macht externe Komponenten überflüssig und reduziert die Kosten,

• integrierter DSP für flexible digitale Filterung und Algorithmen für maschinelles Lernen (ML),

• mehrkanalige Analogunterstützung mit SAR- und Sigma-Delta-A/D-Wandlern, Komparatoren und Sinuswellengeneratoren für die Resolveranregung,

• sechs CAN-FD-Schnittstellen, TSN-Ethernet und viele erweiterte programmierbare E/As,

• Hardware-Sicherheits-Engine (HSE) für vertrauenswürdiges Booten, Sicherheitsdienste, sichere Over-the-Air-Updates (OTA) mit Public Key Infrastructure (PKI) und Schlüsselverwaltung,

• S32K37-Versionen (ohne die beiden Motorsteuerungsprozessoren) sind ebenfalls erhältlich,

• entwickelt mit zertifizierten ISO/SAE 21434 Cybersicherheits- und ISO 26262 Funktionssicherheitsprozessen,

• verfügbar in zwei Gehäusen: 176LPQFP-EP und 289MAPBGA.

Verfügbarkeit

Entwicklungsmuster, Evaluierungsboards und ein umfassender Satz an Software-Support und Tools sind jetzt für Lead-Kunden verfügbar. Die S32K39-MCUs können mit dem NXP FS26 Safety System Basis Chip (SBC) und dem fortschrittlichen isolierten Hochspannungs-Gate-Treiber GD3162 mit einstellbarer dynamischer Gate-Stärkeregelung zu einem sicheren Umrichter-Steuerungssystem kombiniert werden. Beide unterstützen die höchste Stufe der funktionalen Sicherheit (ASIL D) für die Entwicklung von Traktionsumrichtern. Die Produktionsfreigabe ist für das vierte Quartal 2023 geplant.

Über die Elektrifizierungslösungen von NXP

Die robuste, offene Architektur der Elektrifizierungslösungen von NXP ermöglicht eine sicherere Zwei-Wege-Kommunikation zwischen elektrifizierten Endpunkten und der Cloud. Die integrierten und eingebetteten Technologien ermöglichen es Produktentwickler*innen und Dienstleistern, Systeme mit den höchsten Sicherheitsstandards zu entwickeln und die Leistung während des gesamten Produktlebenszyklus zu optimieren. Die Elektrifizierungslösungen von NXP bieten die Kontrolle über das gesamte Ökosystem – vom Batteriemanagement über den effizienten Motorantrieb und die Schnellladung bis hin zum Lastausgleich in Netzen.

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