【導讀】從內燃機 (ICE) 過渡到電動汽車 (EV)，需要至少新增五個電氣/電子/可編程電子 (E/E/PE) 係統。圖 1 描繪了電動汽車中的這些係統。

從內燃機 (ICE) 過渡到電動汽車 (EV)，需要至少新增五個電氣/電子/可編程電子 (E/E/PE) 係統。圖 1 描繪了電動汽車中的這些係統。

圖 1：典型電動汽車動力總成方框圖

為了實現零尾氣排放並減少對化石燃料的持續依賴
，電動汽車開始在充電站“補充能量”。這(zhe)些(xie)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)站(zhan)可(ke)使(shi)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)和(he)風(feng)能(neng)等(deng)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)電(dian)能(neng)，從(cong)而(er)增(zeng)加(jia)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)對(dui)環(huan)境(jing)的(de)積(ji)極(ji)影(ying)響(xiang)。車(che)載(zai)充(chong)電(dian)器(qi)與(yu)高(gao)壓(ya)電(dian)池(chi)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)功(gong)能(neng)單(dan)元(yuan)

，確(que)保(bao)快(kuai)速(su)、高效充電，同時保護電池免於過度充電。國際標準化組織 (ISO) 6469 第 1、2 和 3 部分描述了上述及其他安全要求 – 該標準負責製定道路電動車輛高壓電氣係統的安全要求。

電動汽車中的所有電子控製單元 (ECU) 都需要一個由高壓/低壓直流/直流轉換器充電的 12V 電池，這有助於在低壓 (12V) 電池和高壓（400V 或 800V）電池之間實現電隔離。逆變器和電機（推進電機）weishoukongyundongtigongniuju。juyougaogonglvmiduqiefeichangjincoudeyongcitongbudianjitongchangbushuzaidiandongqichetuijindianjizhong。zaijiaodigonglvjibiexia
，yibudianjizaidiandongqichezhongdeshiyongyouxian。gaigaoya/低壓直流/直流轉換器的功能安全特性可幫助確保在電動汽車運行時充分發揮所有 ECU 功能
，ISO 26262:2018 也對電動汽車牽引逆變器 (EVTI) 進行了概述。

例如，對於裝有 ICE 的車輛
，半導體元件的工作時間（或通電小時數）在 8,000 到 10,000 小時之間。而在電動汽車中，這會增加到 30,000 xiaoshihuogengduo。zheshiyinwei
，bandaotiyuanjianbujinzaicheliangxingshishi，erqiezaicheliangchongdianshidoubixubaochitongdian。zhezhonggonglvzhihuidailaiyidingdeyingxiang，liru
，yingxiang ISO 26262 中隨機硬件故障概率指標的計算，還需要工程師開發一種元件發生危險故障或時基故障的平均概率要低五倍的係統。

在電氣化動力總成中
，C2000實時微控製器 (MCU) 通常負責功率變換並與連接到總線的通用 MCU 通信，實現更高級別的安全性，如圖 2 所示。

圖 2：電氣化動力總成係統中的 C2000 實時控製

通常在無線升級中，您可能仍要考慮通信 MCU 和 C2000 實時控製器之間進行加密通信。在上述情況下，您需要評估威脅級別並確定係統級別的安全策略
，從而充分利用 C2000 實時 MCU 提供的各種信息安全機製，如圖 3 中所列。

圖 3：C2000 支持的安全機製狀態

支持這些信息安全機製的一些技術特性包括：

●可保護內存塊。

●總線主控器（例如 C28x 中央處理單元 (CPU)、控製律加速器和直接存儲器存取）的存儲器區域所有權。

●對某些存儲器區域提供僅執行保護（在引導隻讀存儲器中具有可調用的安全複製和安全循環冗餘校驗軟件應用程序編程接口功能）。

●在從安全存儲區域（也稱為安全聯合測試行動組）執行代碼時，通過調試端口和邏輯保護 CPU 免於不當訪問。

●每個產品具有唯一標識。

●用於 128 位高級嵌入式標準 (AES) 加密的硬件加速引擎。

●安全啟動。

結語

由於電力驅動或電壓轉換器必須具有功能安全、高壓安全、高能效和成本效益，因此挑戰和複雜性呈指數級增加。使用 C2000 實時 MCU 進行設計時，電動汽車充電設計人員可選擇使用滿足所有這些要求的單個器件來解決這些挑戰。

（來源：德州儀器
，作者：本技術文章係與 Prometo 功能安全和網絡安全高級顧問 Jürgen Belz 共同編寫。)

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