国民技术:N32系列MCU在电动两轮车市场的应用实践

发布时间:2023-03-23 11:26
作者:AMEYA360
来源:网络
阅读量:2430

  电动两轮车具有经济、环保、便捷等优势,已成为主要的短距离交通工具之一,在个人日常出行、外卖配送、共享交通等方面得到大量使用。“新国标”的实施以及智能化技术发展,加速了电动两轮车的升级换代,使得电动两轮车特别是高端智能电动车的市场需求上升。

  电动两轮车由车体电机驱动、电动机、控制器、电源系统、充电器、仪表系统等组成,周边组件包括充电桩/换电柜等,不同的系统根据实现的功能复杂程度对微控制芯片(MCU)提出了差异化需求。

  国民技术N32系列MCU产品基于32位Arm Cortex-M内核,内置嵌入式高速闪存、低功耗电源管理,集成数模混合电路,并内置硬件密码算法加速引擎以及安全单元,具有高集成度、高性能、低功耗等特点,满足电动自动车各组件对控制器的应用需求,目前在电动两轮车及周边产品中已经获得批量应用的型号包括:N32G45x、N32G43x、N32L40x、N32G03x、N32WB031(蓝牙MCU),具体应用情况如下:

国民技术:N32系列MCU在电动两轮车市场的应用实践

  单芯片集成先进电机控制技术及算法,实现高精度大扭矩电机控制

  国民技术N32系列MCU支持数字信号处理(DSP)指令和浮点运算,具有多达4个独立的具有5Msps高速采样速率的12位模数转换器(ADC),电机控制PWM脉宽调制最小脉宽6.9ns。片内集成多个轨到轨运算放大器、高速模拟比较器及12位数模转换器(DAC),紧密耦合的内嵌存储器可实现快速的存储器访问和调度。芯片还集成了用于电机位置传感的正交编码器模块等高效算法模块,以及用于代码和物联安全的硬件密码算法加速引擎。N32系列MCU在单颗芯片上集成电机控制应用所需数字与模拟资源,大大提升了电机系统的响应速度和稳定性,可覆盖汽车、工业、能源、家电、消费等行业的电机控制应用。

  基于N32G45x、N32G43x、N32L40x等系列MCU及自研先进电机控制技术,采用有感估算电角度算法及FOC控制策略实现的国民技术高精度大扭矩电动车控制器方案,具有多项业内领先的技术优势。方案支持单电阻、双电阻及三电阻采样FOC控制策略,具有零速大扭矩启动和MTPA力矩补偿功能,电机运行效率高。同时,电机软硬启动迅速,采用矢量正弦波兼无感BLDC控制,在两倍负载下可高效持续稳定输出功率和运行。方案还具备完备的速度超差保护:采用了欠/过压、软硬件过流、过功率、堵转、缺相、防盗飞车等系列安全保护策略,确保电动车运行安全。该方案非常适用于电动两轮车、智能电动摩托车、智能移动机器人、无人AGV及电动车叉车等低速高精度大扭矩电机控制应用场景。

  电动两轮车应用案例

  1. 电动车控制器

国民技术:N32系列MCU在电动两轮车市场的应用实践

  控制器作为电动两轮车的核心部件,控制电机的启动、运行、进退、变速、停止等操作,起到电动两轮车“控制大脑”的作用。当前电动车领域对核心驱动电机的控制精度、转矩脉动、可靠性、噪声震动(NVH)、电机驱动效率、弱磁性能、电流响应速度等技术性能要求越来越高,相应的电机控制算法日趋复杂。在智能化发展趋势下,电动两轮车集成多种先进电机驱动控制技术,从而对控制器芯片提出了更高要求,例如,需要芯片具有更高性能的处理能力、更加丰富的通信接口及多通道模拟/数字(A/D)和数字/模拟(D/A)接口等。

  无刷交流轮毂电机产生输出动力时,需要控制器进行调速以完成电能到机械能的转换。高效舒适的调速控制离不开复杂的控制算法参与,庞大算法体系的运行需要高性能控制器芯片资源的支撑。方案基于N32G430系列MCU实现,采用矢量FOC控制技术,主要由矢量变换、环路调节器、空间矢量调制、霍尔处理以及外围功能函数几大模块组成,根据两轮车控制器行业实际情况,在调速平滑性、电机适用性、故障快速保护等关键节点上进行优化处理,具有多功率段电机灵活适配、骑行舒适度高、高效安全等特点。

  N32G430应用优势:

  ● Arm Cortex-M4F内核,支持FPU浮点运算和DSP指令,最高128MHz主频。

  ● 支持Sleep、Stop0、Stop2、Standby四种低功耗模式,同时具备LPTIM等低功耗外设,使电池续航更持久。

  ● 12bit ADC最高采样速率可达4.7Msps,实现数据的快速采集。

  ● 集成多达3个比较器,支持从SLEEP模式、STOP0模式下唤醒。

  ● 2个16bit高级定时器支持14路互补PWM输出、死区插入和刹车功能,更适用于电机控制。

  2. 短交通BMS控制板

国民技术:N32系列MCU在电动两轮车市场的应用实践

  BMS是专门用来进行电池运行管理的模块,N32G031、N32G43x、N32L40x、N32G45x、N32WB031(蓝牙MCU)等系列MCU已经应用消费,工业、汽车领域的BMS电池管理系统中。其中基于N32G45x实现的短交通电池BMS控制板案例具有高效节能、安全保护、实时监控、可扩展性好等功能特点。

  N32G45x应用优势:

  ● 144MHz主频,FLASH支持ICACE和预取,支持FPU和MMU指令,可高效率运行SOC、SOP、SOH等BMS核心控制算法,精准修正单节电池充/放电状态,实现总输入/输出功率和电池组健康状态的检测。

  ● 内置最多4个5Msps采样率的12bit独立ADC,可同时工作,多达16个采样通道,轻松实现过压检测、欠压保护、短路关断、温度检测、电池均衡控制等各种安全保护功能。

  ● 丰富的外设接口,支持UART、I2C、SPI等接口,同时支持CAN,实现故障诊断和警告上报,支持BMS系统的无线连接管理与监控。

  ● 接口灵活,单芯片满足新国标应用,可通过手机APP对BMS控制板固件进行升级。

  ● 选择内置BLE的N32WB031系列MCU,可实现手机APP升级BMS控制板固件,并且FLASH自带加密存储功能,保护用户算法代码。

  3. 电动车仪表盘

国民技术:N32系列MCU在电动两轮车市场的应用实践

  电动车仪表盘能够及时反映电动车运行时的蓄电池放电电流、蓄电池剩余电量、车速、累计行驶里程、各种灯光使用及控制器出现故障,以数字代码显示反映故障源。它通过TIMER模块实现基本的定时时基、通过PWM输出控制氛围灯、LED显示等;通过CAN模块传输电动车的电池状态、行驶速度、刹车状态、灯具和控制器故障等信息,来实现仪表盘和电动车控制系统的交互;通过USART模块传输电动车的控制和状态信息到显示驱动芯片,从而实现表盘上的信息显示;通过GPIO模块来控制大灯的显示、并获取硬件版本信息等。

  N32G430应用优势:

  ● 32位Arm? Cortex?-M4芯片,主频高达128MHz;支持Sleep、Stop0、Stop2、Standby四种低功耗模式。

  ● -40至105℃工作温度,支持±4KV ESD冲击,能有效防止静电干扰;所有IO支持5V Tolerance,保护IO免受5V电压冲击,避免损伤。

  ● 拥有多达8路定时器,可满足灯具控制和定时功能,同时还拥有1路低功耗定时器。

  ● CAN模块可用于车规级的控制和状态信息传输、可实现更加安全和高效的实时控制。

  ● 拥有速率高达4Mbits/s的4路串口,支持LIN通信,可满足与仪表盘的信息快速交互。

  4. 安全头盔锁

国民技术:N32系列MCU在电动两轮车市场的应用实践

  研究表明,正确佩戴安全头盔能够将交通事故死亡风险降低60%~70%,对保护驾驶者生命安全具有重要作用。基于N32系列MCU实现的智能安全头盔锁模块目前主要应用在共享电动车产品上,可实现共享安全头盔的NFC读卡、车源信号对接、I2C控制电机驱动开关锁、霍尔限位开关等智能开关锁功能。MCU通过CAN与其他节点设备进行通信和数据交互,通过I2C控制电机执行开锁和关锁,通过霍尔限位开关读取位置和状态,通过SPI+NFC读卡来支持刷卡开锁和关锁。

  N32L403应用优势:

  ● QFN32封装体积小,128K Flash,资源丰富,满足应用需求。

  ● 高集成度,集成CAN、I2C、SPI、TIM等多个外设。

  ● 符合-40℃~105℃工业级温度标准,适应面对户外各种恶劣天气条件影响。

  ● 业内顶级的超低功耗:60uA/MHz动态运行功耗,2uA的静态功耗,进一步提高整机散热性能。

  ● 内置密码算法硬件加速引擎,保障内部协议传输的安全性。


(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
国民技术N32H47/8系列MCU荣获“中国芯”优秀技术创新产品奖!
2024-11-12 10:21 阅读量:471
国民技术N32H47/8系列MCU荣获“全球电子成就奖”等三项行业奖!
  11月5日,深具行业影响力的Aspencore 2024全球电子成就奖(WEAA)颁奖典礼在深圳隆重举行,国民技术面向工业及数字能源领域的高能微控制器N32H47/8系列MCU荣获“2024全球电子成就奖•年度微控制器/接口产品”。  N32H47/8系列MCU产品可谓喜报频传,在多个专业评选活动中凭借其“卓越性能、更高集成度、超高精度、高可靠性”等优异表现,接连获得行业荣誉奖项。近期,在芯师爷硬核芯年度评选活动中,N32H47/8系列获得了“2024年度硬核MCU芯片奖”,在大比特BLDC电机控制器优秀企业年度评选中一举摘得“2024年BLDC电机控制器行业年度创芯突破奖”。  连续获得三项行业奖,表明N32H47/8系列MCU产品在技术创新与功能特性等方面获得了业内专家和用户的高度认可。  获奖产品特点  ● 卓越性能,相比上一代产品运算性能提升66%  — 高至240MHz Arm® Cortex®-M4F Core,300DMIPS,832 CoreMark  — 支持DSP指令,单精度浮点运算  — 8KB iCache指令缓存,支持MPU  — 集成512KB Flash(存储加密),SRAM高达196KB  ● 高性能协处理器  — 支持浮点数据处理的Cordic算法加速器  — 滤波算法加速器(FMAC)  — 加解密算法加速器,支持AES/TDES/SHA、商密算法  ● 丰富的通讯接口,更快更灵活  — USB HS OTG,无需外接HS USB PHY(仅N32H487/482)  — USB FS device无需外接晶体  — xSPI接口,支持8/4线模式,兼容标准SPI通讯  — FEMC (flexible external memory controller)  — DVP,SDIO  — 8个U(S)ART(其中3个支持任意I/O映射),TX/RX buffer,TX/RX pin swap  — 3个CAN-FD,支持任意I/O映射  — 2个I2S,支持全双工通信  — 6个SPI  — 4个I2C  — 10/100Mbps Ethernet(仅N32H487)  ● 高性能模拟外设  — 4个4.7Msps 12bit ADC, 支持单端/差分模式,51通道  — 4个15Msps 12bit DAC,4个1Msps 12bit DAC  — 4个轨到轨PGA,支持单端和差分模式,GBW=40MHz,高达40V/us的压摆率  — 7个高速模拟比较器,22ns低传输延迟,响应速度快  — Vrefbuf支持2.048V、2.5V、2.9V参考电压可配置,常温精度4mV  ● 超高精度定时器  — 支持12通道125ps超高分辨率PWM输出  — 灵活的PWM配置,可适应各种电源拓扑结构  — 灵活的内外部事件联动响应机制,快速响应各类故障并进行保护  — 32bit Burst计数器,空/轻载时更节能  ● 工业级安全及高可靠性  — -40~105/125℃环境工作温度  — Flash支持ECC,SRAM支持ECC和奇偶校验  — 外部时钟失效检测  — ESD(HBM):+/-4KV  — EFT:IEC 61000-4-4 PASS 4A  — 符合IEC61508/IEC60335/IEC60730 Class B安全标准  N32H47/8系列MCU提供多达58个产品子型号,从32 Pin到144 Pin共8种管脚封装形式,以及丰富的资源配置可供用户选型。在通信/服务器电源、UPS、便携储能电源等数字电源控制领域,变频器、伺服、PLC等工业控制领域,光伏逆变器、储能BMS、汽车OBC、换电柜/充电桩等新能源应用领域,以及工业机器人、电摩控制器等高性能电机控制方面具有应用优势,目前在工业及数字能源领域已获得多家行业标杆客户的高度认可。
2024-11-07 09:11 阅读量:538
国民技术N32 MCU通过 IEC/EN/UL 60730功能安全认证
  近期,国民技术多个系列的N32 MCU产品先后通过了全球领先的检验、鉴定、测试和认证机构SGS的IEC/EN/UL 60730功能安全测试认证,获得SGS颁发的IEC/EN/UL 60730认证证书,助力自动电气控制终端安全设计。  产品通过该认证,充分表明N32系列MCU在功能安全性方面完全满足国际IEC/EN/UL 60730标准要求,可协助客户快速实现终端产品的功能安全开发,减少客户产品开发时间与成本。同时也再次彰显国民技术在通用产品的安全研发与质量管控方面拥有国际认可的实力。  通过IEC/EN/UL 60730认证的N32系列MCU产品包括:  基于Arm® Cortex®-M4核的系列MCU:N32G457、N32G455、N32G452、N32G451、N32G4FR、N32G435、N32G432、N32G430、N32L402、N32L403、N32L406、N32L433、N32L436  基于Arm® Cortex®-M0核的系列MCU:N32G003、N32G030、N32G031、N32G032、N32G052  国民技术可为客户提供SGS出具的检测报告、证书和经过认证符合IEC/EN/UL 60730 Class B标准的功能安全软件库(Nations.CM4_60730_Classb_Library,Nations.CM0_60730_Classb_Library),以及完备的安全文档。  关于SGS  SGS是国际公认的测试、检验和认证机构,拥有着强大的国际认证网络,能够为半导体客户提供全面的测试(化学测试、可靠性测试)、失效分析、车规认证服务、功能安全评估等。SGS的多国认证服务区域涵盖:北美洲、欧洲、日本、韩国、新加坡、马来西亚、越南、澳大利亚、沙特阿拉伯、科威特、伊拉克库尔德地区以及坦桑尼亚、伊朗、尼日利亚、乌干达、阿尔及利亚以及部分南美国家等,是您值得信赖的合作伙伴。
2024-11-04 15:21 阅读量:336
国民技术NS350获得可信密码模块认证证书
  近日,国民技术第四代可信计算芯片NS350通过了国家密码管理局商用密码检测中心(简称商密检测中心)可信密码模块产品认证,获得可信密码模块产品认证证书(二级)。  左:NS350密码模块商用密码产品认证证书(二级)(证书编号:GM004412320240515)  右:NS350安全芯片商用密码产品认证证书(二级)(证书编号: GM004412020220389)  NS350此前已经获得了商密检测中心颁发的安全芯片商用密码产品认证证书(二级)。作为全新一代可信计算芯片,NS350产品获得可信密码模块和安全芯片双二级认证证书,满足中国可信计算单芯片进入市场的“双商密认证”和“双商密二级”认证要求。目前该芯片正在开展CC EAL4+安全认证,产品还将通过FIPS 140-3等安全资质认证。  NS350系列产品具有高安全、高性能、超值等优势特点,该芯片基于40nm工艺设计,支持I2C和SPI接口,提供QFN32、QFN16等封装形式,符合我国新一代TCM2.0可信密码模块标准要求,同时兼容TPM2.0国际可信计算标准应用(TPM2.0 Spec 1.59)。芯片可兼容通用Windows、Linux、BSD UNIX等操作系统,以及银河麒麟、统信、方德、神州网信政府版Windows等国产操作系统,在PC、服务器平台和嵌入式系统等领域用途广泛。  长期以来,国民技术可信计算产品面向联想、浪潮、紫光、长城等国内所有主流终端电脑厂商供货,同时也是联想、阿里云、亚马逊云、腾讯云、英特尔、等国际厂商可信计算芯片供应商。
2024-08-15 10:06 阅读量:600
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
MC33074DR2G onsemi
型号 品牌 抢购
TPS63050YFFR Texas Instruments
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
BP3621 ROHM Semiconductor
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。