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雷射功率頻率 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook 的精選貼文
#汽車電子 #車聯網V2X #先進駕駛輔助系統ADAS #人工智慧AI #微控制器MCU #硬體安全模組HSM #碳化矽SiC
【汽車,變身大型資通產品】
所有的汽車製造商都在努力提高當今車輛的安全性,開發新技術來減少道路事故並確保車輛的內部連結性。這些都是先進駕駛輔助系統 (ADAS) 在這些年快速增長的原因;在過去的幾年中,技術的飛躍實現了 ADAS 實施的簡便性,特別是在主動安全系統中。諸如高速電子感測器 (雷射、雷達、攝影) 和人工智慧 (AI) 專用高速多核心系統單晶片 (SoC) 技術所促成的高速車載網路資料安全性和行車安全性,如今均得到了廣泛的應用。
ADAS 功能需要複雜的硬體和軟體處理能力,以使故障安全工程設計成為當今汽車 OEM 的最重要課題之一,半導體供應商正在提供廣泛的微控制器 (MCU) 和汽車聯網解決方案,以滿足 ISO-26262 標準的汽車功能安全要求。下一代 ADAS 還與 5G 有所連結,其中將在每輛車上實現 V2V-V2X,以實現完全自主的 L5 等級的自駕能力。這將需要高精度的頻率基礎以及具有更嚴格的資料安全和行車安全的汽車電子設備,預計車輛將連接到基於雲端的基礎架構。
預見到精確定時、定位和安全的重要性,聯網汽車的安全性問題事關生死,大多數下一代汽車平台都在考慮基於網路的連線性,例如,汽車內的 Gbit 乙太網,或是透過 4G/5G 網路連接到雲端的 V2X 系統,這是支援智慧自駕的基礎,而智慧自駕需要最佳的穩定性和最高的安全標準。為簡化和滿足這一關鍵的安全需求,汽車系統設計人員能使用專用硬體安全模組 (HSM) 的微控制器以及下一代高速網路介面來支援這種安全防護設計模式。
可支援安全啟動、節點身份驗證和資料加密等功能的專用硬體安全晶片被視為關鍵要素,而具有電容式觸控功能的中控台將成為常態。另一方面,為提升電動車能效,電池製造商正致力於提高電池單元的功率密度,電力模組被設計為能隨時導入更好的功率轉換技術來達成最高效率,這通常是利用較高的交換頻率和較高的電壓來實現。例如,將專用的 MCU 與碳化矽 (SiC) MOSFET 和二極體相結合,能達到 90% 以上的額定效率。
延伸閱讀:
《Microchip:汽車變革速度與消費性電子產業一樣快》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0514/47899.html
#微芯科技Microchip
雷射功率頻率 在 狂人日誌:MadVnz Facebook 的精選貼文
[狂人新聞台] Taycan硬知識 - -12,000 Nm扭力 解密Porsche Taycan 動力核心
#小編:坐穩了!令人屏息震驚的加速力道將駕駛和乘客狠狠壓進座椅
永磁同步馬達(PSM)而不是非同步馬達(ASM)
可不是每一種馬達都適合電動車。保時捷使用的是永磁同步馬達(PSM),較成本較低的非同步馬達(ASM)擁有更高的連續輸出功率,也不容易因過熱而需要調降功率。保時捷永磁同步馬達(PSM)透過三相交流電壓的電力電子系統供電與控制;換言之,馬達轉速由交流電壓在零點附近從正極流向負極的頻率來決定。在 Taycan 的馬達中,脈衝變流器負責調節定子磁場旋轉頻率,從而管理轉子轉速。轉子採用釹鐵硼合金製成的高品質永久磁鐵,在製造過程中會經過高強度定向磁場進行永久磁化。永久磁鐵在煞車過程中也有助於高效動能回收。當車輛處於滑行狀態,馬達便進入發電模式,讓磁鐵將電壓和電流導入定子線圈。
Taycan 電動馬達的「髮夾型繞組」
Taycan 電動馬達的「髮夾型繞組」技術亦完整體現了保時捷DNA - 登峰造極的科技。在這項技術中,構成線圈的導線不是圓形,而是矩形。相較於自持續滾動卷軸上取得銅線的傳統繞線技術,髮夾技術則採用成型組裝法,將矩形銅線分成個別好幾段,並彎曲成形似髮夾的 U 形,分別插入安裝線圈的定子疊片中,令矩形截面的表面層層相疊,再以雷射焊接「髮夾」兩端形成線圈,提升線圈密度,進而提高定子的銅含量。
保時捷髮夾技術的優勢,在於可將銅含量從過去的50%提升至近70%,達成相同容積能夠輸出更高的動力輸出與扭力目標;另一個重要的優勢則是相鄰銅線可均勻接觸,進而改善導熱,強化髮夾定子的冷卻效果。Taycan的電動馬達可將超過 90% 的能量轉化為動力:但是,與內燃機引擎一樣,耗能會轉化為熱能,這也使得電動馬達有一層冷卻水套包覆,為其散熱。
脈衝變流器的控制系統 蘊含保時捷的科技心血結晶
為了精確控制永磁同步馬達,電力電子系統必須掌握轉子的準確角度位置,此時就得仰賴解析器了。解析器由一個磁場傳導金屬製成的轉子盤、一個勵磁線圈和兩個接收線圈組成;勵磁線圈產生磁場,透過編碼器傳輸到接收器繞組,並在接收線圈中產生電壓,電壓相位與轉子位置成比例移動。控制系統可依據這些資訊準確計算轉子的角度位置。此一名為脈衝變流器的控制系統蘊含保時捷的科技心血結晶,負責將 800 V直流電轉換為交流電,並輸送至兩具電動馬達中。保時捷是有史以來第一家採用 800V電壓的車廠,這項技術一開始是為了保時捷 919 Hybrid 混合動力賽車而研發,現在則運用在量產車中,採用較細的電纜降低重量和體積,進而縮短充電時間。
Taycan電動馬達每分鐘轉速高達 16,000 轉。前後軸的驅動單元亦分別搭載一具變速箱,以在轉速範圍內成就保時捷經典的動態表現、效能和極速的完美協作。Taycan 是史上首款後軸搭載二速變速箱的電動跑車,其中第一檔的齒比非常短,前輪動力由一組單速行星變速箱傳輸到車輪。
此一組合賦予Taycan Turbo S強大的動力。前軸電動馬達的 440 Nm扭力經由齒輪比轉換後,將約 3,000 Nm的扭力傳至車輪;後軸電動馬達的 610 Nm扭力在第一檔時倍增為 9,000 Nm,齒比較長的二檔則確保高速行駛間維持高效能和動力儲備。這是一項深富開創性的先進科技,關注最細微之處,使得保時捷在純電時代仍能延續百年來的創新傳統。
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