基于ST StellarE MCU的汽车双电机控制板

随着全球对环境保护和能源危机的日益关注，电动汽车（EV）的普及率不断攀升，电驱动系统作为新能源汽车的核心部件，其技术进步和市场规模都在迅速扩大，双电驱系统作为电动汽车高端化与个性化发展的重要方向，正在推动行业的转型升级，并加快中大型高端新能源汽车的渗透。在技术层面，双电机四驱系统通过合理匹配两个电机的功率，可实现经济性的功能属性，解决单电机驱动系统为满足极端工况的动力需求。ST的Stellar E汽车级微控制器SR5E1具有功能安全性能（ASIL-D能力）。专为电机控制设计的专用外设使其能够开发和实现驱动多达两个独立电机的固件架构。针对于汽车双电机的应用具有非常大的优势。

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一.控制板MCU的主要特点和功能特点

       SR5E1是高性能模拟MCU产品，满足新型宽带隙技术（SiC和GaN）要求的数字和模拟高频控制，具备卓越的实时和功能安全性能（ASIL-D能力）。内置快速且成本优化的无线（OTA）重编程功能。高速安全加密服务（HSM）支持EVITA中等级别的高性能片上安全模块，配备专用的RAM和闪存内存。基于运行速度高达150 MHz的Cortex®-M0+核心（系统频率的一半）。对称密码学的硬件加速器。

二.开发软件

       StellarStudio为ST Stellar（SRx系列）汽车微控制器提供了一个全新的、全面的框架，用于设计、构建和部署嵌入式应用程序。StellarStudio中提供了SR5E1 SDK，Stellar-E SDK包括一个构建系统，支持不同的编译器，一个免费的编译工具链（GNU ARM）；同时提供了针对电机应用的FOC算法库MCTK，支持旋变软解码算法。

       SR5E1 MCTK支持多种传感器类型、控制算法和电流采样，还支持驱动器配置、故障管理、交互接口和GUI等特性；在20kHz控制频率下CPU负载率仅为6%。

三.方案框图介绍

       基于STStellarE MCU的汽车双电机控制板专门为高电压电机控制应用设计，如牵引逆变器和ASIL D应用。集成了SPSB100 AEC-Q100认证的电源管理集成电路（PMIC）确保了微控制器的适当电源供应以及从低电压电池级别的连接；通过SR5E1 DAC外设及TSB582（运放）产生旋变传感器的正弦激励信号，使用TBS514（运放）采样旋变传感器产生的sin及cos信号，通过旋变软解码算法实时获取转子角度信息；配备了许多连接器，提供了大量的外部连接，用于数字输出/输入和模拟输出/输入，并优化了信号调理的滤波器。

框图请参考下文方案方块图部分。

       ST的Stellar E汽车级微控制器SR5E1凭借其卓越的性能和功能安全特性，为双电机控制提供了强大的技术支持。通过StellarStudio开发环境和SR5E1 SDK，开发者能够高效地构建和部署复杂的嵌入式应用程序，而MCTK算法库的集成则进一步简化了电机控制算法的开发过程。

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•基于Arm Cortex®-M7的32位ASIL D SR5E1E7 MCU和ASIL-D SPSB100电源集成安全监视器的管理IC（符合AEC-Q100标准的ISO26262)•支持StellarStudio MC配置工具•带100个引脚的电机控制连接器，可支持不同类型的电机，如双电机、六相电机、EESM等控制应用•全套电机位置反馈采集允许解决和管理所有最先进的FOC算法•与多达350kW的牵引逆变器的不同栅极驱动板完全兼容，如基于电隔离栅极驱动器L9502E和STEVAL-04ACBSTGAP4S

•SR5E1E7 MCU eTQFP176封装•支持双电机的PWM驱动接口•提供2个旋变传感器接口•2个CAN-FD和1个UART通信端口•用于车辆接口的OBD2端口•SWD调试接口