隨著新能源汽車電氣化程度持續(xù)提升，車載電源系統(tǒng)正在向更高集成度、更高安全標(biāo)準(zhǔn)和更精簡的系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)。作為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心模塊，車載充電器（OBC）負(fù)責(zé)將交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，為動(dòng)力電池充電；DC-DC 轉(zhuǎn)換器則承擔(dān)高低壓電能轉(zhuǎn)換，為車輛低壓用電系統(tǒng)供電。

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，OBC 與 DC-DC 通常采用相對獨(dú)立的控制架構(gòu)，需要兩顆甚至多顆數(shù)字信號處理器（DSP）分別控制不同功率轉(zhuǎn)換級。隨著系統(tǒng)功能不斷增加，這種設(shè)計(jì)方式也面臨控制器數(shù)量多、系統(tǒng)復(fù)雜度高、PCB 尺寸較大以及整機(jī)重量增加等挑戰(zhàn)，對整車輕量化、系統(tǒng)集成和成本控制提出了更高要求。

德州儀器（TI）與深圳威邁斯新能源（集團(tuán)）股份有限公司聯(lián)合展示了基于單個(gè) F29 MCU 的 6.6kW OBC 與 3.5kW DC-DC 集成方案。該方案將 TI 新一代 C29x 64 位 DSP F29 MCU 平臺引入車載電源系統(tǒng)，以單顆 F29H859DU 同時(shí)控制 OBC 和 DC-DC 兩個(gè)功率轉(zhuǎn)換級，為下一代新能源汽車電源架構(gòu)提供更精簡的控制路徑。

單 MCU 架構(gòu)：降低系統(tǒng)復(fù)雜度

在 TI 與威邁斯聯(lián)合打造的方案中，F(xiàn)29H859DU 基于 TI 新一代 C29x 64 位 DSP 平臺，能夠通過單顆 MCU 同時(shí)完成對 6.6kW OBC 與 3.5kW DC-DC 功率轉(zhuǎn)換級的實(shí)時(shí)控制，替代傳統(tǒng)多 DSP 控制架構(gòu)。由此可以減少控制器數(shù)量和相關(guān)外圍電路，降低系統(tǒng)復(fù)雜度，并為縮小 PCB 尺寸、減輕系統(tǒng)重量創(chuàng)造條件。

對于新能源汽車而言，控制架構(gòu)的精簡具有多重價(jià)值。一方面，更緊湊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有助于釋放有限的車內(nèi)布置空間；另一方面，控制節(jié)點(diǎn)和器件數(shù)量的減少，也有助于簡化軟硬件協(xié)同與系統(tǒng)開發(fā)。通過將多個(gè)功率轉(zhuǎn)換任務(wù)集中至統(tǒng)一的實(shí)時(shí)控制平臺，工程師可以從系統(tǒng)層面協(xié)調(diào) OBC 與 DC-DC 的控制策略，為車載電源系統(tǒng)向集成化方向演進(jìn)提供基礎(chǔ)。

雙向能量流動(dòng)：

拓展車載電源應(yīng)用邊界

雙向功能進(jìn)一步拓展了新能源汽車的能源應(yīng)用場景。該集成方案支持 V2L 架構(gòu)，使車輛在完成充電功能之外，還能夠通過車載電源系統(tǒng)向外部負(fù)載供電，實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。車輛不再只是電能的使用終端，還能夠在露營用電、戶外作業(yè)以及應(yīng)急供電等場景中承擔(dān)移動(dòng)電源角色。對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，這也意味著 OBC 與 DC-DC 控制平臺需要在不同運(yùn)行模式下，對功率轉(zhuǎn)換、能量流向和系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)。

依托 F29 MCU 的實(shí)時(shí)控制能力，集成方案能夠在統(tǒng)一控制架構(gòu)下支持不同功率級之間的協(xié)同，為雙向車載電源系統(tǒng)的軟件閉環(huán)控制提供支撐。

通信與隔離：

構(gòu)建可靠的高壓控制鏈路

車載電源系統(tǒng)連接動(dòng)力電池、高壓功率轉(zhuǎn)換模塊和整車低壓控制網(wǎng)絡(luò)，既要完成實(shí)時(shí)控制，也要保證不同電壓域之間的可靠通信與電氣隔離。

F29H859DU 原生支持 CAN 和 LIN 接口，可與整車控制系統(tǒng)進(jìn)行連接。在方案的傳感級與驅(qū)動(dòng)級，TI 與威邁斯采用增強(qiáng)型隔離設(shè)計(jì)，以保障跨電壓域傳輸過程中的信號完整性和系統(tǒng)安全性。

在高壓電氣化系統(tǒng)中，隔離并不是單一器件層面的功能，而是貫穿信號采集、控制決策和功率驅(qū)動(dòng)鏈路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。準(zhǔn)確的電壓、電流等信號需要傳輸至控制器，控制器生成的驅(qū)動(dòng)信號也需要可靠地傳遞至功率級。增強(qiáng)型隔離設(shè)計(jì)有助于在高壓與低壓域之間建立安全邊界，并為實(shí)時(shí)控制回路提供穩(wěn)定的信號傳輸路徑。

通過將 MCU、通信接口和隔離技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)級協(xié)同，該方案兼顧了控制性能、整車通信與高壓系統(tǒng)安全，為 OBC 與 DC-DC 集成設(shè)計(jì)提供了完整的控制鏈路。

功能安全與汽車級可靠性：

為集成架構(gòu)筑牢基礎(chǔ)

當(dāng)多個(gè)車載電源功能集中至單一控制平臺，芯片和系統(tǒng)的安全可靠性也變得更加重要。

TI 與威邁斯的集成方案可滿足 ASIL-B 功能安全標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)29H859DU 可滿足 AEC-Q100 汽車級可靠性要求。

功能安全設(shè)計(jì)需要貫穿系統(tǒng)開發(fā)全過程。從控制器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，到異常條件下的故障響應(yīng)，再到功率級的安全關(guān)斷，均需要軟硬件機(jī)制協(xié)同配合。汽車級可靠性則要求器件能夠適應(yīng)車輛運(yùn)行過程中復(fù)雜的溫度、電氣和長期工作環(huán)境。

在單 MCU 架構(gòu)下，安全機(jī)制需要覆蓋 OBC 與 DC-DC 兩類功率轉(zhuǎn)換功能。通過在統(tǒng)一平臺上規(guī)劃控制任務(wù)和安全策略，工程師可以減少不同控制器之間的信息交互環(huán)節(jié)，并建立更加清晰的系統(tǒng)狀態(tài)管理路徑，在提升集成度的同時(shí)守護(hù)車載電源系統(tǒng)安全。

攜手本土伙伴，

推動(dòng)下一代車載電源系統(tǒng)演進(jìn)

2026 年是德州儀器進(jìn)入中國四十周年。四十年來，TI 持續(xù)與中國本土企業(yè)開展合作，通過模擬和嵌入式處理技術(shù)支持汽車及工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新。此次與威邁斯的合作，將 TI 新一代 C29x 64 位 DSP F29 MCU 平臺引入 OBC 與 DC-DC 集成方案，是雙方圍繞新能源汽車電氣化系統(tǒng)開展技術(shù)協(xié)同的一次實(shí)踐。

面向未來，新能源汽車電源系統(tǒng)將繼續(xù)向功能集成、雙向能源管理和更高安全標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)?；趩蝹€(gè) F29 MCU 的 6.6kW OBC 與 3.5kW DC-DC 方案，以統(tǒng)一實(shí)時(shí)控制平臺連接多個(gè)功率轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，在降低系統(tǒng)復(fù)雜度的同時(shí)，支持雙向能量流動(dòng)、整車通信和汽車級安全設(shè)計(jì)。隨著車載電源架構(gòu)不斷升級，TI 將繼續(xù)攜手威邁斯等本土合作伙伴，以 MCU、隔離和電源技術(shù)推動(dòng)新能源汽車電氣化系統(tǒng)向更高集成度、更高可靠性方向發(fā)展。