淺談新能源電動汽車電（diàn）機控製器

        新能源電動汽車由“大三電”和“小三電”之分，大（dà）三電包括：動力電池、電機和電機控製器；小（xiǎo）三電包（bāo）括：電動助力轉向，電動空調和電動助力。今天我（wǒ）們就（jiù）來談一（yī）下大三電（diàn）中的電機控製器。

        從定義上來講，依據GB/T18488.1-2015《電動（dòng）汽車用驅動電機係（xì）統第1部分：技術條（tiáo）件》，電機控製器：控製動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置（zhì），由控製信號接口（kǒu）電（diàn）路、驅動電機控製電路和驅動電路組成。

從功能上來講，新能源電動汽車控製器將新能源電動汽車動力電池的直流電轉換成驅動電機的交流電，通（tōng）過通訊係統（tǒng）與整車控製器進行通訊，控製車輛所需的速度和動力。

        從外往內分析，第一（yī）步：從外觀看，電機控製器就是一個鋁盒子，一個低壓連接器，一個兩個（gè）孔組成的高壓母線連接（jiē）器，一個三個孔組（zǔ）成的與（yǔ）電機相連的三相連（lián）接（jiē）器（多合一連接器沒有三相連接器），一個或者（zhě）多個（gè）透氣閥和兩個水道進出水（shuǐ）口。鋁盒子上麵，一般設計有兩個蓋板，其中一個大蓋板（bǎn），一個接線蓋板，大蓋（gài）板可以將控製器完（wán）全打開，接線蓋板，是接（jiē）控製器母線連接（jiē）器和三相連接器時使用。如圖示，以奧迪e-tron三合一動力（lì）總成為例：1為（wéi）低壓連接（jiē）器，2為高壓母線（xiàn）連接器接口，3為防水透氣閥。

        低壓連（lián）接器：包括電機控製（zhì）器的低壓（yā）電源和（hé）低壓信號：低壓（yā）電（diàn）源，乘用車（chē）以12V為常用，商用車以24V為常用，與車輛小（xiǎo）蓄電池相（xiàng）連；CAN信號，包括整車CAN與內部（bù）CAN網絡，一般有兩路或更多；旋變信（xìn）號：與電機的旋轉變壓器（qì）相連接，負責檢測電機的轉速，旋轉變壓器（qì）裝在電機端；部分DI和DO，根據不同的客戶需求進行預留。

        高壓母線連接器：與動力（lì）電池相連。

        防水透氣閥：防止控製器內形成水汽和結露等。

        看完（wán）了外部，我們看一下內部：

        控（kòng）製器打開蓋子，就是整個電（diàn）機控製器的內部（bù）結構件（jiàn）和電子組件，一些控製器，打開蓋子的時候會根據客戶的需求（qiú），在接線（xiàn）蓋板（bǎn）處放置開蓋保（bǎo）護開關。

        內部主（zhǔ）要（yào）包（bāo）括：三相銅（tóng）排、母線銅排，銅排支撐（chēng）架，三相和母線接線支架，EMC濾波板（bǎn），母線電（diàn）容，控製板，驅（qū）動板，轉接板，IGBT，電（diàn）流傳感器，EMC磁環和（hé）放電電（diàn）阻等。

        三相銅排、母線銅排，銅排支撐架，三相和母線接（jiē）線支架，EMC磁環和EMC濾波板；現在更多的將三（sān）相銅排、母線銅排，銅（tóng）排支撐架，三（sān）相和母線接線支架，EMC磁環和EMC濾波（bō）板組成（chéng）一個模組，有利（lì）於自動化生產，即使不用自動化生（shēng）產線也能提（tí）高工人的裝配進度。

        母線電（diàn）容，控製板，驅動板，轉接板，IGBT和放電電（diàn）阻（zǔ）；有些電機（jī）控製器會將控製板、驅動（dòng）板、轉接板和放電電阻做在一起（qǐ），或者將轉接板與控製板做成一個板，如特斯（sī）拉Model3整個（gè）電控隻有一塊板。黃色部分為驅動部分，相當於（yú）多個板的驅動板，紅色部分為控製（zhì）部分，相當於多個板的控製板，藍色部分為放電電阻部分，省去轉接板也能節省一些成本，現（xiàn）在國內以控製板和轉接板合二為一的居多。

        不（bú）同的（de）廠家的控製器會有（yǒu）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（xíng）會有（yǒu）不同。

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

        電源電路（lù）：電源電路主（zhǔ）要將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（jiě）電容，大（dà）體積瓷片電容，大體（tǐ）積電感，粗走線為標誌，一般（bān）采用的方案：英飛淩的DSP一般采用（yòng）英飛淩的電（diàn）源芯片，部分采用英飛淩的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DSP，一般為板子上最大的芯片，還有一個會使用到FPGA和CPLD與DSP一起（qǐ）使用，常用（yòng）DSP芯片為英飛淩和TI的，部分低端車型也是用（yòng）意法半導體的（de）。

        CAN網路：以小共（gòng）模電感（gǎn）為標誌，這個容易與（yǔ）旋變電路（lù）混肴，我們可以通過判斷附近的（de）IC判斷是否為CAN網絡。

        旋（xuán）變電路：硬件（jiàn）解碼（mǎ）電路以旋變解碼芯（xīn）片為標誌，芯片以ADI的12XX係列芯片（piàn）為（wéi）主，如果是軟件解碼，以小共模電感和推挽電路為標誌，容易與CAN網絡混肴，CAN網絡沒有推挽電路（lù）。

        各種采樣電路：不能直接判（pàn）斷。

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

        驅動電源（yuán）：以（yǐ）變壓器為（wéi）標誌，不（bú）同的方案（àn）會有不同的設置方案（àn），一般有反激電源（yuán）、正激電源（yuán）和半橋電源，變壓器有6個，3個（gè），2個和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，一般會是上（shàng）橋一個變（biàn）壓器，下橋一個變壓（yā）器，1個（gè）變壓器是一個變壓器扮演2個，3個和6個變壓器的作用。其中變壓器越多越有利於PCB布線。

        高壓采（cǎi）樣（yàng）：高壓采樣電路包（bāo）括多個高壓采樣電（diàn）阻和（hé）隔離運放，高壓采（cǎi）樣電阻（zǔ）一（yī）般會采用1206或者更大封裝（zhuāng），隔離運放以安華高的C87A/BT為主。

驅動電路：驅動電路是將DSP輸出（chū）的驅動信號經過隔離芯片將驅動（dòng）信號帶載能力加強，驅動IGBT，並將故障信號送到DSP，隔離方式主要（yào）有磁隔離、容隔離（lí）和光電隔離，我們常（cháng）用的為磁隔離和容隔離。帶載能力各不相同（tóng），一般後麵加推挽電路，現在也有一些更大帶載能力的芯片可供使用。