汽车IBCM解决方案

风算（江苏）智能科技有限公司

汽车IBCM解决方案

来源: | 作者:风算（江苏）智能科技 | 发布时间: 2023-05-23 | 432 次浏览 | 分享到:

全球汽车发展的唯一方向是新能源或者说电动化，这已经成为世界各国和企业的共识。过去，许多国家在这一点上有争议和摇摆。经过几年的发展，新能源不可逆转的趋势已经基本形成。

新能源汽车受到了世界各国政府与每个车企的重视，其发展长期看好，而新能源汽车的汽车

空调与热管理部分与传统汽车有所不一样，新能源汽车空调电动压缩机市场潜力非常巨大。据了解这个电动压缩机是通过电池提供动力，控制器控制电机转速，进而来控制制冷量，调节温度，而涡旋式压缩机高效率与高转速承受力，就决定了它适合与高速电机配合使用，还可以通过电控单元调节电机的速度提高空调系统的能效，所以其更加适合在电动汽车上使用，并且其单个价值也较高。根据电力驱动的方式来把电动空调压缩机分为两类，一是全电动压缩机，是通过电力驱动，如果根据驱动方式又分为独立式与非独立式，二是混合驱动压缩机，这种压缩机是通过发动机与电机混合驱动压缩机，并且可以在发动机驱动模式和电力驱动模式之间切换，来节省汽车能耗。在新能源汽车空调压缩机领域，由于其所需要的驱动力是不一样，所以其技术壁垒非常高。

近年来汽车整体产量和销量下滑，但是新能源汽车却逆势增长，且增长幅度较大。新能源汽车必定采用电驱动自动调节空调系统，电动涡旋式压缩机被国内外行业公认为最里想的电驱动空调压缩机。随着新能源汽车产业的快速发展，涡旋式压缩机前景广阔。汽车空调系统主要由压缩机、冷凝器、节流器（膨胀装置）、蒸发器四个部分组成。其中压縮机是汽车空调系统的心脏，是制冷剂能够在系统内循环的动力源。以往说起燃油汽车的空调压缩机，普遍认为起到压缩和输送制冷剂蒸汽的作用，帮助座舱调节温度，主要满足乘员的舒适性需求。到了新能源时代，由于热管理系统直接影响着车辆的续驶里程、使用寿命和安全性，其复杂程度要远远高于燃油车用的传统机械式空调压缩机。

风算WP汽车空调压缩机方案基于GD车规级MCU-A503，搭载汽车级IPM功率器件，针对强算力需求采用高动态性能FOC算法，针对主流/成本需求采用FOC矢量控制、三电阻采样、可同时控制电机+PFC、无传感器算法、方波控制，实现无感多电阻FOC的驱动和调速功能的解决方案，有效提升安全性、续驶里程、舒适度等指标。

风算的汽车空调压缩机解决方案从硬件角度由一块集成电路板组成：汽车空调压缩机驱动板。

汽车空调压缩机驱动板：围绕兆易创新车规级MCU A503为核心设计的汽车空调压缩机驱动板，此驱动板充分利用了A503强大的核心资源；MCU通过六路PWM实现与IPM的信号连接，六路PWM直接驱动IPM，通过FOC算法实现控制电机驱动调速，同时MCU监测IPM的电流、温度等信息情况，异常时及时停止IPM运行；

本解决方案电路设计配置简单、灵活，其他控制外围不需做更多的修改，硬件系统框图如下所示。

GD32A503系列MCU

核心主控是基于GD32A503系列车规级微控制器，该系列产品以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级，为多种电气化车用场景提供主流解决方案，遵循车规级设计理念和生产标准，符合车用高可靠性和稳定性要求。GD32A503系列MCU可以广泛用于多种车用场景，如车窗、雨刷、空调、智能车锁、电动座椅、电动后备箱、氛围灯、动态尾灯等车身控制系统、车用照明系统和电机电源系统，以及仪表盘、车载影音、娱乐音响、中控导航、车载无线充等智能座舱系统。得益于出色的安全监测机制，GD32A503也适用于部分ADAS辅助驾驶系统，如环视摄像头、AVAS声学警报系统等。

n 通过汽车行业质量管理体系IATF 16949:2016规范认证；

n 遵循AEC-Q100 Grade 1可靠性和安全性标准；

n Arm Cortex-M33 32位处理器核心；

n Flash：128KB/256KB/384KB；

n SRAM: 24KB/32KB/48KB；

n 提供两个12bits ADC，一个DAC，一个比较器，最多一个通用的16位计时器，两个基本计时器，四个PWM高级计时器；

n 工作频率高达100 MHz，闪存访问0~3等待时间，以获得最大效率；

n 标准和高级通信接口: I2Cx2，SPIx2，USARTx3，I2Sx1，CANx2；

n 触发选择控制器（三角形）、多功能通信接口（MFCOM）、DMA请求多路复用器（DMAMUX）；

n 供电电压：2.7V~5.5V；

n 工作温度范围：-40~+125°C；

IPM智能功率模块