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ST optimiert Elektromobilität

Mikrocontroller für softwaredefinierte Elektrofahrzeuge

21. Februar 2022, 17:43 Uhr | Kathrin Veigel

STs Stellar-MCUs ermöglichen die Elektrifizierung nach dem neuesten Stand der Technik und gewährleisten gleichzeitig ein effizientes Energiemanagement sowie softwaredefinierte Flexibilität für das Lebenszyklus-Management der Fahrzeuge.

STMicroelectronics hat neue Automotive-MCUs entwickelt, die für Elektrofahrzeuge und zentralisierte (domain- und zonenbasierte) Elektronik-Architekturen optimiert sind. Damit sollen sich kostengünstigere EVs realisieren lassen, die zudem mit mehr Reichweite und kürzeren Ladezeiten aufwarten.

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Hocheffiziente, auf Siliziumkarbid (SiC) basierende Power-Module ermöglichen in den derzeitigen EVs den größten Aktionsradius und ein schnelleres Laden. Bis vor kurzem allerdings waren noch spezielle, schnelle Signalprozessoren erforderlich, um diese SiC-Leistungshalbleiter anzusteuern.

Bei den Mikrocontrollern (MCUs) der Reihe Stellar E von STMicroelectronics, die für softwaredefinierte Elektrofahrzeuge (EVs) konzipiert wurden, sind die Verarbeitungsfunktionen für schnelle Regelschleifen dagegen bereits in den Chip integriert, sodass jetzt ein Mikrocontroller das gesamte Modul ansteuern kann. Dies vereinfacht laut Hersteller ST nicht nur das Moduldesign, sondern senkt auch die Kosten und vereinfacht zudem die Einhaltung der im Automotive-Bereich geltenden Safety- und Security-Normen.

Die neuen MCUs erweitern die Arm-basierte Stellar-Reihe von ST und unterstützen die im Automobilbereich geltenden Normen für funktionale Sicherheit (ISO 26262 ASIL-D), Security (HSM-) und Software-Interoperabilität (Autosar 4.3.x). Als zentralisierte Domain- und Zonen-Controller eingesetzt, vereinfachen die Bausteine dieser Familie die elektrischen Architekturen von Kraftfahrzeugen für mehr Leistung, Flexibilität und Sicherheit. Zurzeit umfasst diese MCU-Familie die Serie Stellar P für Integration und Fahrzeugsteuerung sowie die Serie Stellar G für Body-Applikationen.

Die Architektur der Stellar-Familie umfasst mehrere Arm Cortex-Prozessorkerne, die mit der Möglichkeit der Lockstep-Redundanz für hohe Leistung sorgen und die Hardware-Virtualisierung in Echtzeit unterstützen. Sämtliche Bausteine der Stellar-Familie sind für die Aktualisierung der Software durch sichere OTA-Updates (Over The Air) ausgelegt.

Die MCUs können mehrere Leistungswandler ansteuern und sind hierfür mit einem schnellen A/D-Wandler (ADC), einem präzisen PWM-Controller (Pulsweiten-Modulation) und schnell reagierenden Schutzschaltungen ausgestattet.

Das erste Produkt der Stellar-E-Serie ist der für OBC-Einheiten (On-Board Chargers) von EVs und allgemeine Gleichspannungswandler optimierte Stellar SR5E1. Der Baustein wird derzeit für Leitkunden bemustert und geht 2023 in die Serienproduktion.