随着中国智能电动汽车快速发展,动力电池使乘用车的平均车重增加,配备被动悬架的电车,需要更大刚度的弹簧来支撑,以及阻尼调控更灵活的减震器来消耗弹性势能,车辆的动态操控也完全由路面决定,这显然会影响乘坐舒适性和操控稳定性。因此,近年来能够改变减震器的硬度以适应不断变化的道路或动态条件,并在每个车轮处升高和降低底盘的主动悬架成为了底盘界的新宠儿。
同时,可变阻尼减振器(CDC)搭配电控空气弹簧(ECAS)的控制组合占据了主动悬架市场发展的主导地位,随着多腔空气弹簧的普及,整个电子系统的复杂度,对系统功能安全和AUTOSAR软件架构的需求也随之而来。
主动悬架系统概览
CDC是取代传统不可调节阻尼减震系统,而ECAS的作用主要是取代传统钢制弹簧,使车辆在通过不同路面时能像皮球一样支撑贴合的同时,有调节车身高度和舒适性的能力。
当前市场上的CDC系统以单阀减振器为主,ECAS分配阀系统几乎都为开式空悬系统(即打气泵控制,调节高度的分配阀块和阀控制器分立的系统架构),近年来,将这几部分集成到一(找元器件现货上唯样商城)个控制器的闭式空悬系统也逐渐崭露头角。
ST主动悬架系统解决方案
根据CDC+开式ECAS不同的系统设计需求,ST依托底盘丰富的产品,为客户提供全套解决方案,以市面上最多的单阀CDC+双腔ECAS为例:
▲CDC+双腔开式ECAS控制器
电源管理芯片PMIC:
SPSA068:
✦ 一路Buck电压调节器,最高1A的通流能力 ✦ 一路精准电压参考,20mA的通流能力,最高1%的参考精度 ✦ 支持系统功能安全等级ASIL-B
单片机MCU:
SR5E1:
✦ 32-bit ARM架构,车规级Cortex-M7双核 ✦ 300MHz主频,2MB Flash ✦ 支持系统功能安全等级最高ASIL-D
传感器通信接口:
L9663:
✦ 2通道PSI5收发器,支持同步或异步操作,以及不同总线模式 ✦ 125kbps的高数据传输速度(83.3kbps和189kbps可选) ✦ 支持V1.3和V2.x的PSI5版本
汽车6轴惯性模块:
ASM330LHHTR:
✦ 3轴加速度计和3轴陀螺仪 ✦ 支持温度范围-40~105℃
CDC阀驱动器芯片:
L9305:
✦ 4通道独立HSD/LSD电流控制式驱动器 ✦ 支持最高20kHz开关频率;最高1%的电流闭环精度调节 ✦ 支持系统功能安全等级ASIL-D
ECAS分配阀驱动器芯片:
L9301:
✦ 12通道可配集成式PowerMOS ✦ 4通道SPI控制的HSD/LSD ✦ 8通道PWM控制的LSD,最高支持20kHz开关频率 ✦ 搭配L9945配置的高边预驱动和车规级5x6封装MOSFET STL7DN6LF3,可实现8通道PWM控制的LSD的单独关断,满足诊断的独立性 ✦ 搭配HS/LS双向零漂移电流采样放大器TSC213IYLT进行电流采样,实现电流闭环
ECAS刚度阀预驱动器芯片:
L9945:
✦ 8通道HSD/LSD或2通道H桥的可配MOSFET预驱动器 ✦ 搭配车规级5x6封装MOSFET STL7DN6LF3,支持最高50kHz的开关频率 ✦ 支持12V和24V系统 ✦ 搭配HS/LS双向零漂移电流采样放大器TSC213IYLT进行电流采样,实现电流闭环
针对CDC阀驱动器电流快速升高/泄放的需求,我们提供备选H桥方案:
高速响应的CDC阀驱动器芯片:
L9960T:
✦ 2通道H桥驱动器,可提供正向和反向的电压控制续流速度 ✦ 支持PWM控制,最高20kHz开关频率 ✦ 搭配HS/LS双向零漂移电流采样放大器TSC213IYLT进行电流采样,实现电流闭环
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