I nuovi MCU Stellar, specifici per applicazioni EV, facilitano le architetture centralizzate e semplificano i moduli per la conversione digitale della potenza.
STMicroelectronics ha presentato nuovi microcontrollori automobilistici (MCU) ottimizzati per veicoli elettrici e architetture elettroniche centralizzate (di dominio e di zona). I nuovi MCU consentono ai veicoli elettrici di diventare più convenienti, aumentare l’autonomia e caricarsi più velocemente.
Negli attuali veicoli elettrici (EV), i moduli di potenza con tecnologia SiC (carburo di silicio) ad alta efficienza consentono di ottenere la massima autonomia possibile e una ricarica ancora più rapida. Finora, avevano richiesto processori di segnale dedicati ad alta velocità, necessari per controllare i semiconduttori SiC di potenza.
I microcontrollori (MCU) Stellar E di ST, progettati per la prossima generazione di veicoli elettrici software-defined, integrano l’elaborazione del circuito di controllo ad alta velocità su chip, consentendo all’MCU di controllare l’intero modulo. Ciò semplifica la progettazion, consente di risparmiare sui costi e facilita la conformità ai rigorosi standard di sicurezza e protezione del settore automobilistico.
I nuovi MCU, che ampliano la famiglia Stellar di ST basata su Arm, sono stati progettati da zero pensando all’auto come piattaforma. La famiglia rappresenta un potente controller centralizzato di dominio e di zona, in grado di semplificare le architetture automobilistiche per una maggiore potenza, flessibilità e sicurezza. Attualmente, la famiglia di MCU comprende la serie Stellar P per l’integrazione e il controllo del veicolo e la serie Stellar G per applicazioni a livello di carrozzeria. L’architettura della famiglia Stellar integra più core Arm Cortex che offrono prestazioni elevate, ridondanza e supportano la virtualizzazione hardware in tempo reale. Tutti i dispositivi Stellar sono progettati per un processo sicuro di aggiornamento del software over-the-air (OTA).
“I nostri MCU Stellar supportano i più innovativi processi di elettrificazione, garantendo al contempo una gestione efficiente dell’energia e una flessibilità, software-defined, per la gestione del ciclo di vita deEVi veicoli “, ha affermato Luca Rodeschini, Automotive and Discrete Group Vice President, Strategic Business Development and Automotive Processing e RF General Manager di STMicroelettronica. “Con i nuovi dispositivi Stellar E, questa piattaforma abilita ora una nuova catena del valore per i veicoli elettrici. Il rilevamento dell’ambiente, il controllo della dinamica del veicolo, il miglioramento dell’efficienza di conversione della potenza e la gestione sicura degli stadi di potenza ad alta corrente sono gestiti in modo efficace da un unico componente. La possibilità di aggiornare il software in modo sicuro via etere consente ai produttori di perfezionare le proprie strategie di controllo per aumentare l’autonomia, le prestazioni e l’efficienza energetica.
Il primo prodotto della serie Stellar E, lo Stellar SR5E1 ottimizzato per i caricatori di bordo per veicoli elettrici (OBC) e i convertitori DC/DC generici, è ora in fase di campionamento. La produzione inizierà nel 2023.
La transizione verso i veicoli software-defined e l’importanza dell’efficienza energetica
L’auto sta diventando sempre di più una piattaforma software con un ecosistema di applicazioni native e aggiornate via etere, in un framework hardware. Un po’ come per i cellulari, tutto ciò consente alle case automobilistiche di migliorare continuamente le funzionalità, aggiornare le caratteristiche di sicurezza e aggiungere servizi innovativi. Per i veicoli elettrici, l’aggiornamento del software e l’integrazione hardware sono cruciali per aumentare l’efficienza energetica del veicolo aggiungendo un’autonomia extra.
Nell’ambito dei sistemi di potenza utilizzati nei veicoli elettrici, come i circuiti OBC, e-drivertrain e i convertitori DC/DC, l’introduzione della tecnologia SiC ha consentito di ottenere significativi guadagni in termini di efficienza energetica e affidabilità. Per ottenere queste prestazioni, vengono utilizzate frequenze di commutazione molto alte, decisamente superiori a quelle impiegate con i dispositivi di potenza al silicio. I tradizionali microcontrollori disponibili oggi sul mercato non possono eseguire gli algoritmi di controllo con la velocità necessaria ai dispositivi SiC utilizzati nei circuiti di commutazione di potenza. A tal fine vengono utilizzati dei DSP aggiuntivi che aggiungono complessità (e costi) ai sistemi di controllo e ai convertitori di potenza.
La serie Stellar E (Stellar Electrification MCUs) è in grado di fornire questa capacità di controllo particolare che richiedono i circuiti di potenza SiC, oltre naturalmente a tutte le altre funzionalità tipiche di una MCU per impiego automobilistico. Ciò semplifica la progettazione e snellisce la distinta base, facilitando il passaggio a moduli di alimentazione basati su SiC ad alta efficienza che consentono un’autonomia extra e una ricarica più rapida.
Questi MCU possono controllare più convertitori di potenza, sfruttando le funzionalità disponibili, tra le quali un convertitore analogico-digitale (ADC) ad alta velocità, un controller PWM ad alta precisione e circuiti di protezione ad azione rapida.
La serie Stellar E supporta anche i principali standard automobilistici per la sicurezza funzionale (ISO 26262 ASIL-D), la sicurezza hardware (HSM -) e l’interoperabilità SW standard del settore (tramite Autosar 4.3.x), nonché l’aggiornamento OTA sicuro. La progettazione con la famiglia Stellar offre ulteriori vantaggi, tra cui un’ampia toolchain di sviluppo software, con un ecosistema comune per il controllo e l’attuazione.
