淺談（tán）新能源電動汽車電機控製器

        新能源電動汽（qì）車由“大三電”和“小（xiǎo）三電”之分，大三電（diàn）包括：動力電池（chí）、電機和電機（jī）控製器；小三電包括：電動助力轉（zhuǎn）向，電動空調和電動助（zhù）力。今天我們就來談一下大三電中的電機（jī）控製器。

        從定義上來講，依據GB/T18488.1-2015《電動汽車用（yòng）驅動電機（jī）係統第1部分：技術條件》，電機控製器：控製動力電源與驅動電機之間能（néng）量傳輸的裝置，由控製信（xìn）號（hào）接口電路、驅動電機控製（zhì）電路和驅動電路組成。

從功能（néng）上來講，新能源電動汽車控製（zhì）器將（jiāng）新能源電動汽車動力電池的（de）直流（liú）電（diàn）轉換成驅動電機的交流電，通過通訊係統與整（zhěng）車控製器進行通（tōng）訊，控製車輛（liàng）所需的速度和動力。

        從外往內分析，第一（yī）步：從外觀看，電（diàn）機控製器就是一個鋁盒子（zǐ），一個低壓連接器，一個兩個孔組成的高（gāo）壓母線連接器，一個三個孔組成的與電機相連的三（sān）相連接器（多合（hé）一連接器沒有三相連接器），一個或（huò）者多個透氣閥和兩個水道進出水口（kǒu）。鋁盒子上麵（miàn），一般設計有兩個蓋板，其中一個大蓋板，一個接線蓋板，大蓋（gài）板可以將控製（zhì）器完全（quán）打開，接線蓋板，是接控製器母線連接器和三相連接器時使用。如圖示，以奧迪e-tron三合一（yī）動力總（zǒng）成為例：1為低壓連接器，2為高壓（yā）母線連接器接口，3為（wéi）防水透氣閥。

        低壓連接器：包括電機控製器的低壓電源和低壓信號：低壓電源，乘用車以12V為常（cháng）用，商用車以24V為（wéi）常用，與車輛小蓄電池相連；CAN信號，包（bāo）括整車CAN與內部CAN網絡，一般有兩路或（huò）更多；旋變信號：與電機的旋轉（zhuǎn）變（biàn）壓器相連接，負責檢測（cè）電機（jī）的轉速（sù），旋轉變壓器裝（zhuāng）在電機端；部分DI和DO，根據不同的客戶需求進行預留。

        高（gāo）壓母線連接器：與動力電池相連。

        防水透氣閥：防止控（kòng）製器內形成水汽（qì）和結露等。

        看完了外部，我們看一下內部（bù）：

        控（kòng）製器打開（kāi）蓋（gài）子（zǐ），就是整（zhěng）個電機控製器的內部結構件和電子組件，一些控製器，打開蓋（gài）子的時候會根據客戶的需求，在接（jiē）線蓋板處放置（zhì）開蓋保護開關。

        內部主要（yào）包括：三相銅排、母線銅排，銅（tóng）排（pái）支撐架，三相和母線接線支架，EMC濾波板，母線電容，控製板，驅動板（bǎn），轉接板，IGBT，電流傳感器，EMC磁環和放電電阻等（děng）。

        三相（xiàng）銅排、母線（xiàn）銅排，銅排支撐架，三相和母線接線（xiàn）支架，EMC磁環和EMC濾波（bō）板；現在更多的將（jiāng）三相銅排、母線（xiàn）銅排，銅排支撐架，三相和母線接線支架，EMC磁環和EMC濾波板組成一個模（mó）組（zǔ），有利於自動化生產，即（jí）使不用自動化生產線也能提高工人的裝配進度。

        母線電容，控（kòng）製板，驅動（dòng）板，轉接板，IGBT和放電電阻；有些電機控（kòng）製器會將控製板、驅動板、轉接板（bǎn）和放（fàng）電電阻做在一起，或者（zhě）將轉接板與控製板做成一個板，如特斯拉Model3整個（gè）電控隻有一塊板（bǎn）。黃色部分為（wéi）驅動部分，相當於多個板的驅（qū）動板，紅色部分為控（kòng）製部分，相當於多個板的（de）控製板，藍色部分（fèn）為放（fàng）電電阻部分，省去轉接板也能（néng）節省一些成（chéng）本，現在國內以控製板和轉接板合（hé）二為一的居多（duō）。

        不同（tóng）的廠家的控製器會有不同，但基本上包括了以上所有部件，隻是不同的廠家或者型號，外形會有不同。

        控製板分析：控製板主要（yào）包括：電（diàn）源電路、控製芯片，CAN網絡（luò），旋變電路和各種采樣電路。

        電源電路：電源電路主要將（jiāng）12V或者24V電轉變成DSP和部分電路所需的電壓，標誌以變壓器，電解電容，大體積瓷片電（diàn）容，大體積電感，粗走線（xiàn）為（wéi）標誌，一般采用的方（fāng）案：英飛淩的（de）DSP一般采用英飛淩的電源芯片，部分采（cǎi）用英飛淩的TLF35584；TI的DSP一般采用TI的DSP所推薦的電源芯片。

控製芯片常用（yòng）DSP，一（yī）般為板子上最大的芯片，還有一個會使用到FPGA和CPLD與（yǔ）DSP一起使用，常用DSP芯片為英飛淩和TI的，部分低端車型也是用意法半導體（tǐ）的。

        CAN網路：以小共模電感為標誌（zhì），這（zhè）個容易與旋變電路混肴，我們（men）可以通過判斷附近（jìn）的IC判斷是否為CAN網絡。

        旋變電路：硬件解（jiě）碼電路以旋變解碼芯片為標（biāo）誌，芯片以ADI的12XX係列芯片為主，如果是軟件解碼，以小共模電感和推（tuī）挽電（diàn）路為標誌，容易與CAN網絡混肴，CAN網（wǎng）絡沒有推挽電路。

        各種采樣電路：不能直（zhí）接判斷。

        驅動板（bǎn）分析：驅（qū）動板上有高壓部分和低壓部分，板子上會有明顯的隔離帶，驅動部分包括：驅動電源、高壓采樣和驅動電路。

        驅動電源：以變壓器為標誌，不同的方案會有不同的設置方（fāng）案，一般有反激電源、正激電源（yuán）和半橋電源，變壓器有6個，3個，2個和（hé）1個的區別，6個變壓器，三相上下橋各有一個變壓器，各個橋臂上下橋（qiáo）各一個電源，3個變壓器，每一相一個變壓器，2個變壓器，一般會是（shì）上橋一個變壓器，下橋一個變（biàn）壓器，1個（gè）變壓器是一個變壓器扮演2個，3個和6個變壓（yā）器的作用。其中變壓器越多越有利於PCB布線。

        高壓采樣：高（gāo）壓采樣電路包括多個高壓采樣電阻和隔離運（yùn）放，高壓采樣（yàng）電阻（zǔ）一般會采用1206或者更大封裝，隔離運放以安華高的C87A/BT為主。

驅動電路（lù）：驅動電（diàn）路是將DSP輸出的（de）驅動信號經過隔離芯片將驅動信號帶載（zǎi）能（néng）力加強，驅動（dòng）IGBT，並將故障信號送到DSP，隔離方式主（zhǔ）要有磁隔離、容（róng）隔離和光電隔離，我們常用的為磁隔離（lí）和容隔離。帶載能力各不相同，一般後麵加（jiā）推挽電路，現（xiàn）在也（yě）有一些更大帶載能力的芯片可供使用。