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直播回顾 | SR5E1 22KW OBC+ 3KW DC/DC Combo System 车载充电器解决方案

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STMCU-管管 发布时间:2023-8-11 09:11
直播回顾 | SR5E1 22KW OBC+ 3KW DC/DC Combo System 车载充电器解决方案
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本次直播由大联大友尚集团的专家为大家详细介绍SR5E1 22KW OBC+ 3KW DC/DC Combo System 车载充电器解决方案,内容包括以下部分:


✦ OBC/DCDC 应用场景介绍
✦ 针对OBC/DCDC Combo 系统的Stellar E MCU
✦ SR5E1 22kw OBC+DCDC Combo 系统解决方案介绍
✦ 22kW OBC/DCDC 解决方案支持包

OBC系统(on board charging system),即俗称的车载充电器,主要功能是将交流电转换成直流电,对电动汽车主电池包进行充电。目前市面上主流功率等级分为3.3KW -6.6KW-11KW -22KW不等,现在OBC还有V2L反向对交流设备供电,如露营时所使用的变频冰箱供电,与V2G反向对电网供电逆变的功能。
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电动车内一般有两个不同电压等级的电池,可分为400V、800V的高压电池平台与9V到16V的低压电瓶,高压电池用于驱动电机,低压电瓶用于车内电子设备供电,两个电池之间需要一个DCDC变换器来实现电压转换,根据主机厂的需求,功率方向可以是单向或双向的。

由于是在行驶过程中使用,DCDC的功能安全要求非常高,会达到ASIL-C或者ASIL-D,也就是在难以控制且高概率的致命风险下,系统还能维持可靠的工作。

ST针对汽车市场推出全新全系列的车规级芯片Stellar控制器,助力新能源车的电动化应用开发,并针对大功率OBC+DCDC应用,以及终端客户对更快速的充电需求等推出了系统解决方案。

Stellar E1控制器资源:
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Stellar E1控制器应用在OBC+DCDC系统上的特点与优势:
❖ 可进行超低延迟环路控制处理与优化的外设,使控制器负荷轻,非常适合用来控制第三代半导体SiC碳化硅/GaN氮化镓,应用于高频开关电源;
❖ 具102ps高分辨率的脉波宽度调制,灵活的发波能力,适合用于非常复杂的电源拓扑架构,如3端口磁集成DCDC转换器;
❖ 通过模拟比较器,应用于电压电流保护上,当系统故障发生时,可快速保护系统,避免不可恢复的严重损坏,模拟比较器配合DAC可实现逐周期峰值电流控制;
❖ 支持功能安全等级ASIL-D的要求;
❖ 独立硬件安全加密模块 HSM,可满足信息安全需求。
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Stellar E1应用于OBC系统的优势:
❖ 提高效率,延长行驶里程,缓解人们的充电焦虑
❖ 支持磁集成复杂拓扑的设计,减少功率器件使用,缩小体积,带来更高的功率密度
❖ 更快的控制响应,低压 ECU动态负载稳定输出
❖ 软件维护成本低
❖ 支持个人信息加密,保护个人隐私
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ST 新能源汽车创新中心基于Stellar-E1控制器设计的22KW OBC+3KW DCDC系统框图:
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22KW OBC+3KW DCDC系统规格与系统架构:
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Stellar E1应用于22KW OBC系统设计上的亮点:
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Stellar E1应用于22KW OBC+3KW DCDC二合一系统的资源分配与利用:
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22kW OBC系统正面布局:
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22kW OBC系统反面布局:
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系统物料与封装形式:
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确定与ST合作开发项目后,ST还会提供:系统开发板,Matlab 仿真模型MBD的应用数据,MCU底层库代码,GUI 上位机可监测系统,针对不同的电源拓扑的应用场景提供专用的底层库,系统测试报告,硬件设计指导,Layout指南等。

用Matlab模型开发Model based develop (MBD)的方式开发OBC系统的流程:
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ST专门为OBC系统提供GUI上位机可示化图形接口来观测整个系统的工况,可在上位机上更改想要的参数来进行硬件系统的验证。
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Stellar控制器针对电源应用集成了增强的模拟外设资源,基于ARM核的强大算力,在功能安全上符合最高标准ASIL D等级,支持固件更新OTA。ST新能源汽车创新中心推出22KW OBC+3KW DCDC二合一系统解决方案,并进行了大量的测试验证,提供丰富的资源支持,可加快客户产品开发周期。


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