比亞迪多合一電控及MCU需求

今天借比亞迪針對多合一控制器的設計，看下其結構和對MCU的需求

本文參考文檔，BYD專利：電動汽車及其控制器，集成控制系統(tǒng)

本文目錄：

• 融合的背景

• 比亞迪多合一方案及說明

• 多合一控制器中的MCU需求

1 融合的背景

電動汽車的零部件向高集成，低成本，小體積方向發(fā)展，最近幾年多款三合一產(chǎn)品在電動汽車量產(chǎn)，包括：

• 電機，電控，減速器三合一集成；

• DC/DC，OBC，配電箱的三合一集成；

這種多合一，可以節(jié)省零部件之間的連線和支架，增加零部件元件的復用，從而大幅節(jié)省成本和空間；

2 比亞迪多合一控制器

上圖，是多合一控制器的功能示意圖

如下兩圖，控制器內(nèi)部，采用雙核DSP，一個內(nèi)核控制車載充電模塊(交流充電和DCDC給低壓蓄電池)，一個內(nèi)核控制電控模塊（控制電機）；

左邊的三相橋，一方面是電池經(jīng)過三相橋給到電機，一方面是充電狀態(tài)時候，利用電機內(nèi)部的電感，做成了4橋臂/圖騰柱的PFC拓撲（需要注意，直流電壓是500V，電池電壓是700V）

在直流母線后級，通過全橋LLC，可以給低壓蓄電池充電；

這里有意思的是鏡像的全橋LLC，Q5/Q6/Q7/Q8 和 Q9/Q10/Q11/Q12，小二理解是，左邊的全橋，用在制動時候，能量回收；右邊的全橋，是正常電池供電時候的充電回路；

專利里面，比亞迪其實提出了不同的其他拓撲，有興趣的可以自行下載研究；比如這個

3 多合一控制器的MCU需求

側面了解到，BYD用的雙核MCU是TI的TMS32F28379D-Q1，是一顆雙C28核，200MHz，帶FPU/VCU/TMU，-40~125工作溫度的處理器；

TI的C2000系列在電機控制，數(shù)字電源領域是明星產(chǎn)品，按業(yè)內(nèi)說法，其200MHz的主頻率，處理能力可以是Cortex-M4F的1.5~2倍；

往后面看，在高集成度，低成本的驅(qū)動下，未來的多合一電控MCU思考：

• 多核會是標配，是否會有專門的核做安全監(jiān)測?

• 更多的算力，實現(xiàn)更先進的控制算法，提升能效（配合三代半導體）

• 更高性能外設集成，比如旋變接口的集成，更高速率的通信口如CAN FD/XL或FlexRay

• 需要高性能的PWM，如果是多合一，可能需要MCU支持ps級的PWM，TI的28379是支持150ps的HRPWM