恩智浦:软硬兼施 汽车电机驱动方案缔造新价值

集微网报道 驱动电机作为电动汽车的核心部件,是决定电动汽车性能的重要因素,市场规模也在持续走高。预计到2029年中国新能源汽车驱动电机行业需求量将达到1485.7万台,市场规模将达到615.66亿元。

伴随着汽车智能化浪潮推进,如今汽车已成为多个ECU的“集大成者”,平均一辆电动SUV计有90个ECU、包含8000多个电子元器件。如果在电机驱动层面,采用以往传统分布式的50-60个电子元器件方式,这将意味着涉及4个车窗的升降电机、空调压缩机、电动后备箱、泵和风扇等等的电机控制很可能会有几百个甚至上千个电子元器件来驱动。

显然,这对于供应链、成本、效能都是难以承受之重。加之新能源汽车行业的迅猛发展,对驱动电机的各项性能要求也日益提高,电机控制在软硬件层面的革新也成为“必修课”。

面向这一走势,深耕汽车行业多年的恩智浦着力发布了专用电机控制解决方案S32M2,不仅针对上述挑战实现了全面的解锁,还进一步扩展了久富盛名的S32汽车计算平台的应用。

软硬件功能“全面优化”

汽车电机涵盖车身域、座舱域、底盘域、动力域四大领域,一般来说平均电机数量可达20-25个。在众多类型的电机中,无刷直流(BLDC)和永磁同步(PMSM)电机以其坚固耐用、体积小、重量轻和效率高而得到了广泛的应用,恩智浦推出的S32M2亦实现了精准出击。

从S32M2沿袭来看,不得不说根基深厚。

恩智浦汽车处理器事业部集成解决方案资深总监Thomas Ensergueix介绍,S32M2基于成熟并且成功的MagniV产品组合,通过高度集成的系统级SiP封装解决方案,将先进计算能力与MOSFET栅极驱动器、用于CAN FD和LIN通信的物理层接口以及直接由汽车12V电池供电的内置稳压器相结合。同时,S32M2还集成了丰富的算法,可进一步降低噪音、功耗和提升效率。

为应对电机控制的不同应用需求,客户可选择集成Arm Cortex-M4或Cortex-M7内核的S32M2系列,并提供从128KB到1MB的多种内存选项,同一系列产品均引脚兼容。此外,该SiP封装解决方案还充分利用通过ISO 26262 ASIL B功能安全认证的S32K开发流程、S32平台经过验证的安全子系统以及S32K的综合工具和软件生态系统。

种种革新为Tier1和汽车OEM厂商带来了诸多利好。Thomas Ensergueix详细说,不仅S32M2方案简化了强大的电机控制功能,可实现高效运行,还可保持性能裕量,以集成更多功能和特性。通过先进的算法,显著降噪10-15分贝,提升驾乘体验。且可降低轻量型和高效电机的功耗,进一步增加汽车的续航里程。与分立式电机控制方案相比,OEM使用S32M2能够加快产品上市,并减少PCB体积,降低设计风险,成本也将优化10%-20%。

更重要的是,S32M2还符合新兴软件定义汽车市场的需求,支持汽车厂商全面优化产品开发,并尽可能提高在S32平台中实现的软件复用率。

Thomas Ensergueix对此表示,汽车业务是恩智浦非常强劲的业务板块,营收有50%以上都来自于汽车业务,而汽车处理器是其重要的支柱之一。S32M2可将12V电机控制的解决方案代入到软件定义汽车的新时代,扩展了支持软件定义汽车的S32产品系列组合,使得OEM厂商和Tier 1可简便地在各个ECU以及电机控制拓扑之间进行迁移,将软件的工作负载在不同节点进行灵活部署,从而进一步优化S32汽车计算平台的软件复用率,持续专注于产品差异化设计。

电机控制方案“持续精进”

无疑,S32M2方案可谓是恩智浦多年积淀和对行业深刻洞察的集大成之作。在这一过程中,恩智浦也解决了多项挑战来实现这一新的进阶。

Thomas Ensergueix指出,在系统封装中,需要数字和高性能模拟芯片无缝连接,要解决压力、电压调节等挑战,而且产品的温度有可能会达到150摄氏度,确保良好的散热也至关重要。

对于不同算力和不同闪存容量的设计,Thomas Ensergueix分析,主要原因是在软件定义汽车之下,必须确保要有灵活性,留有余量,针对算法变化、安全设计以及在线升级功能需求。此外,OEM厂商也可根据需求,决定电机控制需要多强性能、采用何种架构、实现算力和节点的智能平衡等。

软硬“兼施”之下,S32M2方案也为汽车电机“上车”带来了加速度。Thomas Ensergueix对集微网记者提到,一些供应商采用恩智浦方案,不到20分钟即可使电机进行运转。

在S32M2方案取得重大进阶之后,恩智浦的目光也更为长远。Thomas Ensergueix告诉集微网记者,在硬件层面,未来需要有更高的通信带宽来支持交互和监测,而且安全性也变愈发重要。在汽车计算系统安全中存在短板效应,即最薄弱环节的安全性决定整个系统的安全性,如果电机控制的安全受损,很有可能会拖整个系统的后腿。恩智浦将在功能安全、信息安全层面持续精进,构建更强大的安全体系。此外,舒适度、易用性都至关重要,将随着未来技术的演进而同步演化,恩智浦也将持续创新,使电机控制方案在性能与技术层面。

围绕软件定义汽车的大势,Thomas Ensergueix分享了恩智浦的重要切入点,即在提升芯片集成度和性能之外,还着力以同一平台、同一工具支持所有的架构,使开发人员在多重ECU架构之间顺畅、便捷地迁移和部署。

多重“利器”在手,S32M2方案的应用之门也在快速落地。据悉一级供应商已在做S32M2的评估和验证,一两年之内将大规模应用。“恩智浦在中国有强大的团队在支持本地客户,不仅有专业的技术支持和培训,还在提供样片助力开发。中国对于恩智浦而言是一个非常重要的市场,在电机控制这一极具活力的领域,恩智浦将着力为中国的OEM厂商创造高价值服务,同时也服务于全球的OEM市场。”Thomas Ensergueix最后强调了看好和深耕中国市场的信心和决心。


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