电动汽车与电动二轮车市场需求快速激增

电动汽车在许多欧美等已开发国家发展相当迅速，在中国市场更是受到政府与企业的大量投入，预计2025年中国新能源汽车渗透率将达50%，原定的2035年新能源汽车渗透率超过50%的目标，将可望提前十年实现。

但对南亚和东南亚等许多开发中国家而言，长期以来，标志性的嘟嘟车一直是这些国家的主要交通工具。这些两轮与三轮车辆广泛用于城镇内的短程交通，提供了经济实惠且灵活的出行方式。如今，电气化的风潮也吹向二轮与三轮车了。

依据报导，在2024年2月，印度的电动二轮车的登记注册量激增，与去年同期相较，市场大幅飙涨24%，2024年2月电动两轮车的渗透率达到5.7%，较1月的5.6%略有上升，凸显了电动二轮车市场的持续成长动能，依据市场分析，预期在2030年将可实现80%二轮车电气化，主因在于二轮的电动车比二轮的汽油车将可节省20-70%的拥有成本，加上生产制造的进入门坎降低，也吸引了大量企业投入这个市场。

此外，泰国摩托车产业的需求也持续旺盛，并在2023年市场连续第三次增长，取得了过去十年第三好的业绩。摩托车总体销量已达187万辆（+4.4%），其中电动摩托车细分市场，也在低阶与中阶市场取得强劲成长（+117.2%）。

预测表明，亚洲的电动二轮车和电动三轮车市场在未来几年将以超过30%和11%的复合年增长率（CAGR）增长。这场电力革命不仅在亚洲，而且将在全球范围内为城市交通带来了新的变革。

基于NXP S32K396和GD3000的参考设计

电气化技术带动电动汽车与电动二轮车快速发展

从电动汽车（四轮电动车）的市场趋势来看，牵引逆变器是最有价值的功能，设计随着电池组电压从400V到800V甚至更高而变化，效率和性能是市场发展的关键因素。

电动汽车的技术发展趋势还包括锂电池、固态电池和其他新型电池技术的开发，提高电动汽车的节能效率则是一个重要的发展方向。自动驾驶技术在电动汽车领域正在积极开发，结合智能互联技术使得电动汽车能够与其他车辆、基础设施，以及用户的智能设备进行信息交互和数据共享，进一步提高电动汽车的智能化水平。 

此外，使用轻量化材料可以降低电动汽车的整体重量，提高能源利用效率。因此，未来的趋势是研究和应用更多的轻量化材料，如碳纤维、铝合金等。还有发展高效的能源管理系统可以最大程度地利用电动汽车的能源，延长行驶里程，并通过软件和硬件技术创新，优化能源管理系统。这些技术趋势共同推动了电动汽车的发展，使其在节能环保、智能化和安全性等方面不断取得进步。

另一方面，在电动摩托车（电动二轮车）市场中，牵引逆变器与高速、长距离行驶等因素，是决定电动二轮车市场排名的核心，南亚国家的政府正在重点关注电动二轮车的发展，以减少碳排放。

和电动汽车一样，电动二轮车的电池技术也是关键之一，未来的趋势是开发更高容量、更轻量、更快充电速度、寿命更长的电池。电动二轮车对车重和车身结构的要求比汽车更为严格，因此轻量化设计是一个重要的发展方向，将利用轻量化材料、优化车身结构，降低整体重量，以提高能源利用效率。

智能化技术在电动二轮车中也将得到广泛应用，包括智能互联、自动驾驶辅助系统、车辆远程控制等，进一步发展智能化技术，提升骑行安全性和便利性。此外，充电基础设施的建设和普及也是一个重要发展方向，提高电动二轮车的节能效率，优化电动机系统、控制系统，提高能源利用率，以延长行驶里程。

电动二轮车的安全技术也在不断发展，未来的趋势包括导入更先进的防锁死系统、电子稳定控制系统、碰撞警报系统等安全技术。这些技术趋势共同推动了电动二轮车的发展，使其在节能环保、智能化和安全性等方面不断取得进步，使其越来越受到消费者的青睐。

全面满足电动汽车牵引逆变器控制需求

目前电动汽车市场发展迅猛，对提高电动汽车性能的需求也随之增加了。设计人员和汽车制造商需要加快产品上市速度，同时优先考虑如何提高效率和终端用户体验。另外，还要寻找合适的解决方案，开发包括电动汽车牵引逆变器在内的广泛应用，而这无疑是一个挑战。

由NXP推出的S32K39 MCU是S32K系列的新成员，相当适用于汽车与二轮车的电气化，可以协助进行包括电池管理、高效电机驱动、快速充电和整个电网的负载平衡等功能。

S32K39 MCU系列专为满足电动汽车牵引逆变器控制需求而创建，它具有多个优势，包括强大的性能、广泛的集成、可靠的联网功能、高级信息安全和功能安全功能。因此，它能够精准地控制牵引逆变器，而牵引逆变器在电动汽车的正常运行、电池的性能，以及驾驶体验方面又发挥着至关重要的作用。

S32K39 MCU系列具有广泛适用性，也可用于牵引逆变器控制之外的各种电动汽车应用，包括电池管理（BMS）、车载充电（OBC）和DC/DC转换。它们的信息安全和功能安全能力超越了传统的汽车MCU，而且还支持硬件隔离、时间敏感网络（TSN）和高级加密等技术，与区域汽车电子电气架构和软件定义汽车兼容。 

S32K39 MCU具有与众不同的特性，可处理两个牵引逆变器。它们搭载了4个锁步对排列的320MHz Arm® Cortex®-M7内核、两个可分锁步内核、两个电机控制协同处理器和一个数字信号处理器（DSP）。它们能够支持两个200kHz的控制回路，这两个回路与IGBT以及SiC和GaN电源开关搭配工作，以提高能效并实现更高的开关频率。这有助于减少电机的尺寸、重量和成本，并扩大驱动范围。此外，它们有高达6MB的内置闪存和800KB的SRAM。该MCU具有经过ISO/SAE 21434认证的网络安全功能，开发流程符合ISO 26262功能安全流程标准。

当与NXP FS26安全系统基础芯片（SBC）和NXP GD3162高压隔离栅极驱动器结合使用时，S32K39 MCU可作为ASIL D应用的双牵引转换器解决方案。FS26 SBC为系统供电并确保隔离式安全监测，而GD3162栅极驱动器则提供可调动态栅极强度，以适应不同的驱动情况和PWM死区时间强制执行，从而减少开关损耗并提高效率。此外，还有响应迅速的错误保护机制，NXP也提供工程样片、评估板以及一系列全面的软件支持与工具。

FS26系列汽车安全系统基础芯片器件提供多种电源选择，可支持S32K3系列等入门和中端安全微控制器。FS26器件还支持其他针对汽车电气化的微控制器，如动力、底盘、功能安全和低端网关应用。

FS26具有多个开关式稳压器以及LDO稳压器，可为微控制器、传感器、外设IC和通信接口供电。FS26为系统提供高精度电压基准，并为两个独立的电压跟踪调节器提供基准电压。此外，各种功能可用于系统控制和诊断，如模拟多路复用器、GPIO和可选择的I/O唤醒事件、持续时间较长的定时器或SPI通信。

FS26符合ISO 26262标准，涵盖ASIL B和ASIL D安全完整性级别。它具有多个故障安全型输出，是以安全为导向的系统分区的一个完整部分，同时具有最新的按需潜在故障监测。 

针对电动二轮车推出的高度集成汽车应用控制器解决方案

由ST推出的SPC560系列是一款32位片上系统（SoC）汽车微控制器系列，是集成汽车应用控制器的最新成果。它属于不断扩大的以汽车为中心的产品系列，旨在解决底盘应用，特别是电动液压动力转向系统（EHPS）和电动动力转向系统（EPS），以及安全气囊应用的问题。

STDRIVE601是一款采用BCD6s离线技术制造的高压器件，它是一款具有三个半桥栅极驱动器的单芯片，适用于三相应用的N沟道功率MOSFET或IGBT。所有器件输出均可分别灌入和输出350 mA和200 mA电流，通过互锁和死区时间功能确保防止交叉传导。

该器件具有用于每个输出的专用输入引脚和一个关断引脚，逻辑输入与CMOS/TTL兼容，电压低至3.3 V，可轻松与控制器件连接，低侧和高侧部分之间的匹配延迟保证无周期失真并允许高频操作。

STDRIVE601嵌入了一个具有先进的智能关断（SmartSD）功能的比较器，该功能也集成在器件中，确保快速有效地防止过流、过热等故障事件。低侧和每个高侧驱动部分的专用UVLO保护可防止电源开关在低效率或危险条件下运行。STDRIVE601集成自举二极管，该IC的所有集成功能，都可使应用PCB设计变得更容易、更紧凑、更简单，从而减少了总体材料成本，该器件采用SO-28封装，可应用于三相电机驱动、逆变器等领域。

软件实作：磁场定向控制（FOC）或向量控制，是一种使用两个正交元器件对三相BLDC电机驱动器中的定子进行变频控制的技术。一个定义了定子产生的磁通量，而另一个对应于由转子位置确定的电机速度确定的扭矩。

基于STM SPC560P50和STDRIVE601的参考设计

结语

电动汽车和电动二轮车都在将持续寻求更高容量、更快充电速度、更长寿命的电池技术，以提高续航能力和使用便利性，并朝着更智能化、更安全的方向发展，并将持续强调节能效率、减少碳排放等方面的技术创新，将极具市场发展空间。本文所介绍的汽车电气化解决方案将可协助厂商加快相关产品的开发速度，若想了解更多信息，欢迎直接与艾睿电子联系。