EVパワー・インバーター制御リファレンス・プラットフォームGen 1

RDPWRINVERTER

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この車載用EVパワー・インバーター制御リファレンス・プラットフォームは、電動車両のトラクション・モーターやDC/DCコンバータなどの
ISO 26262 ASIL Dアプリケーションを対象としています。

NXPでは、インバーターの開発を迅速化するための選択肢として、次の3つのツールを用意しています。

  • Fuji M653 IGBTモジュール用イネーブルメント・キット。これには、以下の技術仕様と機能仕様に記載されている4つのボード、基本的なソフトウェア、および相互接続ケーブルが含まれています。IGBTモジュール、リンク・キャパシタ、バス・バー、冷却プレートなどの外部部品は、お客様が用意する必要があります。
  • 上記のイネーブルメント・キット。
  • 包括的なインバーター制御リファレンス・プラットフォームを
    Vepco Technologies Inc.から入手できます。これには、4つのボードと、IGBTモジュール、DCリンク・キャパシタ、バス・バー、冷却プレート、モーター・オプション、ケース、およびソフトウェアが含まれています。

これらのツールは、NXPの包括的な車載ポートフォリオに含まれる車載MCU、CANバス・インターフェース、セーフティ・システムベーシス・チップ、高電圧絶縁型IGBTゲート・ドライバICモジュールなどを組み合わせたものです。

ブロック図

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HEV/EVモーター制御

RDPWRINVERTER-BD

インバーター・プラットフォームHWおよびSW

Inverter Platform HW and SW

対応製品

プロセッサ＆マイクロコントローラ

超高信頼性MPC57xx MCU

  • MPC5775B-E: MPC5775B and MPC5775E Microcontrollers for Battery Management Systems (BMS) and Inverter Applications

パワーマネージメント

セーフティSBC

  • FS6500: CAN FDトランシーバを備えたグレード1およびグレード0のセーフティ電源システム・ベーシス・チップ

パワートレイン＆エンジン制御

  • GD3100: Advanced High Voltage Isolated Gate Driver for IGBT and SiC MOSFETs

インターフェース

3.3 V/5 V IO CANトランシーバ

  • TJA1051: High-Speed CAN Transceiver

特長

機能

  • ソフトウェアが付属するマルチコア32ビットMCUにより、内蔵ソフトウェア・レゾルバで高度なモーター制御タイミングを実現
  • 400 V電源から100 kWの三相モーターを高効率で駆動
  • IGBTゲート・ドライバにガルバニック信号絶縁を内蔵
  • 低消費電力スタンバイを備えた冗長CANバス・インターフェース
  • MCALドライバを含むS32DS IDE SDKでサポート
  • 2 us以内のiSense対応2レベルIGBT過電流保護（ソフト・シャットダウン付き）を備えたゲート・ドライバ

インターフェース

  • CAN接続のサポート

セキュリティ

  • SHE準拠のハードウェア・セキュリティ・モジュールを備えたマルチコア32ビットMCU

機能安全と信頼性

  • ASIL D対応のAEC-Q100グレード0機能を備えた堅牢なフェイル・サイレントSBC
  • ASIL D対応のAEC Q100グレード1機能を備えたマルチコア32ビット・ロックステップMCU
  • 機能安全ケースおよびイネーブルメント・ソフトウェア（API付き）
  • 小型でコンパクトな9 ICシステムのフットプリントでASIL D準拠に対応

イネーブルメント・キット (EV-INVERTER)

  • 4枚のプリント基板 (PCB)、ケーブル、および基本的な三相ソフトウェアが含まれ、包括的なNXPソリューションを使用して社内インバーター設計を迅速に開発可能。
  • 永久磁石同期モーター (PMSM) または誘導モーターを駆動するための三相インバーターのシステム構成および基本制御を可能にするソフトウェアを提供。

MCU制御ボード (EV-CONTROLEVM)

  • イネーブルメント・キットに含まれる各ボードについて、ハードウェア回路図、PCBレイアウト、ガーバー・ファイルをNXPのウェブサイトからダウンロード可能。
  • このボードには、3つの主要なNXP集積回路が搭載されています。MPC5775Eは、32ビットPower Architecture©デュアルコアMCUで、最大264 MHz/コアのパフォーマンス、CSEセキュリティ、eTPUタイマ、および拡張性の高いソリューションを提供します。FS65システムベーシス・チップ (SBC) は、MCUに電力を供給しながら、エネルギー消費を最適化し、低電圧側の監視と保護を提供します。TJA1042トランシーバは、自動車業界の高速CANアプリケーション向けに設計され、MPC5775EおよびCANプロトコル・コントローラに差動送受信機能を提供します。

ドライバ制御ボード (EV-POWEREVB)

  • このボードは、Fuji M653 IGBT 6パック・インバーター・モジュール用に設計されています。IGBTおよびSiC MOSFET用の高度なシングルチャネル・ゲート・ドライバGD3100とともに、ガルバニック絶縁と低オン抵抗の駆動トランジスタを搭載しています。高い充放電電流、低い動的飽和電圧、レール・ツー・レールのゲート電圧制御を提供します。また、重大な障害を自律的に管理し、INTBピンとSPIインターフェースを介して障害とステータスを報告します。ゲート電圧は、絶縁トランスとフライバック・コントローラを介して供給されます。

センサ・ボード (EV-SENSOREVB)

  • センサ・ボードには、モーターの相電流検出用に3つの同一のLEM® HC5F900電流センサが搭載されています。このボードは、EV-CONTROLEVB_MCU制御ボードとともに使用することを想定して設計されています。

インターフェース・ボード (EV-INTERFACEVB)

  • インターフェース・ボードには、外部ロジック電源、通信、およびモーターからの信号用の23ポジションAmpseal®コネクタが搭載されています。また、各信号に対してライン・フィルタと保護回路を備えています。このボードは、EV-CONTROLEVB_MCU制御ボードとともに使用することを想定して設計されています。

PCB相互接続ケーブル (EV-HW-INVERTER)

  • 4つのボードを相互接続するためのケーブルとハードウェアが含まれています。

ソフトウェア・ドライバ

  • モーター制御のための三相インバーターのシステム構成および駆動を簡単にする基本的なソフトウェアを提供します。

Vepco

  • お客様へのサービスとして、4つのボード、IGBTモジュール、DCリンク・キャパシタ、バス・バー、冷却プレート、モーター、ケース、カスタム・ソフトウェアを含む包括的なプラットフォームをサード・パーティとともに開発しました。このプラットフォームは、Vepco Technologies Inc.を通じて入手できます。

インバーターの仕様

  • 動作入力範囲：250～420 VDC
  • 出力電力：連続95 kW、ピーク時196 kW
  • 公称電圧：320 VDC
  • 公称電流：300 A (rms) / ピーク電流：470 A (rms)
  • モーター動作速度：0～10 k RPM
  • PWMスイッチング周波数：3～12 kHz
  • 最大電気効率：96%超

システム制御

  • 400 V電源から100 kWの三相モーターを高効率で駆動
  • 低消費電力スタンバイを備えた冗長CANバス・インターフェース
  • IGBTゲート・ドライバにガルバニック信号絶縁を内蔵

サイズ

  • 小さなフットプリント：ASIL D 100 kWパワー・インバーターに対応
  • インバーターの機械的外形寸法：28 x 28 x 14 cm
  • インバーター質量：10 kg未満

モーター構成

  • 三相、8極SRPMa
  • 電圧/電力
    • 動作電圧：250～600 VDC、公称600 VDC
    • ピーク電流：450 A rms
  • ピーク出力電力：150@30s kW
  • トルク/速度
    • 連続135 Nm、ピーク時300 Nm
  • 最大12,000@30s RPM、ベース速度6,400 RPM

モーター・センサ

  • レゾルバ機械位置センサ

モーター・サイズ

  • レゾルバ機械位置センサ

開発スイートへのアクセスの内容

  • NXPデバイス関連資料：MPC55775E、GD3100、FS65、TJA1051のデータシート、エラッタ、機能安全ドキュメント、ソフトウェア・ドライバ
  • イネーブルメント・キットのハードウェア設計関連資料：リファレンス・デザイン回路図 (PDF)、ガーバー・ファイル、BOM、ユーザー・マニュアル
  • 基本ソフトウェア：サービス・レベル、SDK、ドライバ、およびインストール手順の概要を示すソフトウェア・ユーザー・マニュアルが付属
  • システム・セーフティ・パッケージ（開発中）

購入オプション

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  • EV Power Inverter Control Reference Platform Gen 1.

  • EV-INVERTERキットには、4枚のプリント基板 (PCB)、ケーブル、および基本的な三相ソフトウェアが含まれています。

    キットの内容

    • センサ・ボード (EV-SENSOREVB)
    • インターフェース・ボード (EV-INTERFACEVB)
    • MCU制御ボード (EV-CONTROLEVM)
    • ドライバ制御ボード (EV-POWEREVB)
    • PCB相互接続ケーブル (EV-HW-INVERTER)
      • 車載インターフェース・ケーブル
      • ドライバ信号ケーブル
      • 三相電流ケーブル
    • 基本的な三相ソフトウェア。
    • 開発用スイートのダウンロード権の登録ID（アクティベーション時にダウンロード可能）

    *NXPのパートナーであるVepcoは、カスタマイズされたソフトウェアを備えた包括的なインバーター・アセンブリを提供しています。

    詳しい情報については、サポートまたは営業担当者にお問い合わせください。

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