從內(nèi)燃機(jī) （ICE） 過(guò)渡到電動(dòng)汽車 （EV）,，需要至少新增五個(gè)電氣/電子/可編程電子 （E/E/PE） 系統(tǒng),。圖 1 描繪了電動(dòng)汽車中的這些系統(tǒng),。

　　圖 1：典型電動(dòng)汽車動(dòng)力總成方框圖

　　為了實(shí)現(xiàn)零尾氣排放并減少對(duì)化石燃料的持續(xù)依賴,，電動(dòng)汽車開(kāi)始在充電站“補(bǔ)充能量”,。這些電動(dòng)汽車充電站可使用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源轉(zhuǎn)化成電能,，從而增加電動(dòng)汽車對(duì)環(huán)境的積極影響。車載充電器與高壓電池形成一個(gè)功能單元,，確?？焖佟⒏咝С潆?，同時(shí)保護(hù)電池免于過(guò)度充電,。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 （ISO） 6469 第 1、2 和 3 部分描述了上述及其他安全要求 – 該標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)制定道路電動(dòng)車輛高壓電氣系統(tǒng)的安全要求,。

　　電動(dòng)汽車中的所有電子控制單元 （ECU） 都需要一個(gè)由高壓/低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器充電的 12V 電池,，這有助于在低壓 （12V） 電池和高壓（400V 或 800V）電池之間實(shí)現(xiàn)電隔離。逆變器和電機(jī)（推進(jìn)電機(jī)）為受控運(yùn)動(dòng)提供扭矩,。具有高功率密度且非常緊湊的永磁同步電機(jī)通常部署在電動(dòng)汽車推進(jìn)電機(jī)中,。在較低功率級(jí)別下,，異步電機(jī)在電動(dòng)汽車中的使用有限。該高壓/低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器的功能安全特性可幫助確保在電動(dòng)汽車運(yùn)行時(shí)充分發(fā)揮所有 ECU 功能,，ISO 26262:2018 也對(duì)電動(dòng)汽車牽引逆變器 （EVTI） 進(jìn)行了概述,。

　　例如，對(duì)于裝有 ICE 的車輛,，半導(dǎo)體元件的工作時(shí)間（或通電小時(shí)數(shù)）在 8,000 到 10,000 小時(shí)之間,。而在電動(dòng)汽車中，這會(huì)增加到 30,000 小時(shí)或更多,。這是因?yàn)?，半?dǎo)體元件不僅在車輛行駛時(shí)，而且在車輛充電時(shí)都必須保持通電,。這種功率值會(huì)帶來(lái)一定的影響,，例如，影響 ISO 26262 中隨機(jī)硬件故障概率指標(biāo)的計(jì)算,，還需要工程師開(kāi)發(fā)一種元件發(fā)生危險(xiǎn)故障或時(shí)基故障的平均概率要低五倍的系統(tǒng),。

　　在電氣化動(dòng)力總成中，C2000 實(shí)時(shí)微控制器 （MCU） 通常負(fù)責(zé)功率變換并與連接到總線的通用 MCU 通信,，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的安全性,，如圖 2 所示,。

　　圖 2：電氣化動(dòng)力總成系統(tǒng)中的 C2000 實(shí)時(shí)控制

　　通常在無(wú)線升級(jí)中,，您可能仍要考慮通信 MCU 和 C2000 實(shí)時(shí)控制器之間進(jìn)行加密通信。在上述情況下,，您需要評(píng)估威脅級(jí)別并確定系統(tǒng)級(jí)別的安全策略,，從而充分利用 C2000 實(shí)時(shí) MCU 提供的各種信息安全機(jī)制，如圖 3 中所列,。

　　圖 3：C2000 支持的安全機(jī)制狀態(tài)

　　支持這些信息安全機(jī)制的一些技術(shù)特性包括：

• 可保護(hù)內(nèi)存塊,。

• 總線主控器（例如 C28x 中央處理單元 （CPU）、控制律加速器和直接存儲(chǔ)器存?。┑拇鎯?chǔ)器區(qū)域所有權(quán),。

• 對(duì)某些存儲(chǔ)器區(qū)域提供僅執(zhí)行保護(hù)（在引導(dǎo)只讀存儲(chǔ)器中具有可調(diào)用的安全復(fù)制和安全循環(huán)冗余校驗(yàn)軟件應(yīng)用程序編程接口功能）。

• 在從安全存儲(chǔ)區(qū)域（也稱為安全聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組）執(zhí)行代碼時(shí),，通過(guò)調(diào)試端口和邏輯保護(hù) CPU 免于不當(dāng)訪問(wèn),。

• 每個(gè)產(chǎn)品具有唯一標(biāo)識(shí)。

• 用于 128 位高級(jí)嵌入式標(biāo)準(zhǔn) （AES） 加密的硬件加速引擎,。

• 安全啟動(dòng),。

　　結(jié)語(yǔ)

　　由于電力驅(qū)動(dòng)或電壓轉(zhuǎn)換器必須具有功能安全、高壓安全,、高能效和成本效益,，因此挑戰(zhàn)和復(fù)雜性呈指數(shù)級(jí)增加,。使用 C2000 實(shí)時(shí) MCU 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，電動(dòng)汽車充電設(shè)計(jì)人員可選擇使用滿足所有這些要求的單個(gè)器件來(lái)解決這些挑戰(zhàn),。