电动汽车热和集成挑战

到目前为止，我们提到的每一种趋势都带来了独特的技术挑战。对于更高集成度的解决方案，主要挑战在于创建节能解决方案。具体来说，随着高性能组件之间的集成变得更加紧密，对热密度的担忧开始威胁到设备的可靠性。控制热量需要高能效半导体，将少的功率转化为热量。因此，业界正在采用SiC MOSFET代替IGBT。高能效半导体使 xBEV 电池无需充电即可使用更长时间，从而延长汽车的行驶里程。由于行程范围非常重要，这反过来又提高了电动汽车在市场上的价值。

随着 ECU 功能整合到单个 MCU 中，对更高性能 MCU 的需求也在增长。为了支持 ECU 集成趋势，业界需要使用功能强大的 MCU，能够同时单独控制多个 ECU 功能。创建这些高性能设备，同时保持 MCU 价格实惠，需要卓越的知识和设计经验。

  
图 3.汽车无线 BMS 系统消除了笨重的线束。图片由瑞萨电子提供

对于新的分布式 BMS 解决方案，设计人员面临着提供可靠且低功耗无线连接的挑战（图 3）。在汽车环境中以低功耗实现可靠的无线连接极其困难，因为汽车环境中充满了 EMI、振动和其他噪声。该行业需要交钥匙解决方案来使这些系统的设计更容易实现。

的挑战在于将所有这些功能集成到一个单一的高性能系统中，并在短时间内及时发布。

xEV 参考解决方案应对关键挑战

为了应对所有这些独特的挑战，瑞萨电子提供了一系列 xEV 解决方案，包括逆变器系统、车载充电器、DC-DC 转换和 BMS/wBMS 系统的个性化解决方案。瑞萨电子利用所有这些资源，创建了 xEV 参考解决方案，作为解决我们所讨论的设计挑战的解决方案。

xEV 逆变器参考解决方案（图 4）是一种硬件和软件级解决方案，为构建下一代电动汽车的电动汽车设计人员提供参考。从硬件方面来看，xEV参考解决方案包括完整的逆变器硬件设计原理图和Gerber数据，其中包括MCU、IGBT、栅极驱动器、PMIC、冷却解决方案等。

从软件方面来说，包括模型和软件。Renesas 有一个用于逆变器的 Dyno Bench（图 5）。设计数据已在 Dyno 工作台上得到验证。瑞萨电子为客户提供高度可靠的设计数据和系统级支持，包括硬件和软件。
xEV 逆变器参考解决方案的系统级框图。

图 4. xEV 逆变器参考解决方案的系统级框图。图片由瑞萨电子提供

图 5. Renesas Dyno 逆变器工作台。图片由瑞萨电子提供

使用瑞萨电子 xEV 参考解决方案及其相关产品组合，EV 系统设计人员可以优化 MCU、PMIC 以及分立和外围组件，以满足其特定系统的需求，从而使开发更快、更轻松。终，该参考设计旨在成为一个交钥匙解决方案，帮助设计人员构建高度集成的 X-in-1 系统，实现紧凑性和成本优化。X-in-1系统集成解决方案计划于2024年发布。