淺談新能源電動（dòng）汽車電機控製（zhì）器

        新能源電動汽車由“大三電”和“小三電”之分（fèn），大三電包括：動力電池（chí）、電機和電機控製器；小三電包括：電動助（zhù）力轉（zhuǎn）向，電動空調和電（diàn）動助力。今（jīn）天我們就來談一（yī）下大三（sān）電（diàn）中的電機控製器。

        從定義上來講，依據GB/T18488.1-2015《電（diàn）動汽車用驅動電機係統第1部（bù）分：技術條件》，電機控製器：控製動力電源與驅動電機之間能量傳（chuán）輸的裝置，由控製信號接口電路、驅動電機控製電路（lù）和驅動電路組成。

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

        從外往內分析，第一步：從外觀看，電機控製器就是一個（gè）鋁盒子，一個低壓連接器，一個兩個孔組成的（de）高壓母線連接器，一個三（sān）個孔（kǒng）組成（chéng）的與電機相連（lián）的三（sān）相（xiàng）連接器（多合一連接器沒有三相連接器），一個或者多個透氣閥和兩個水道進出（chū）水口。鋁盒子上麵，一般設計有兩個蓋板（bǎn），其中一個大蓋板，一個（gè）接線蓋板，大蓋板可以將控製器完全打開，接線（xiàn）蓋板，是接控製器母線連接器和三相連接器時（shí）使（shǐ）用。如圖示，以奧迪（dí）e-tron三合一動力總成為例：1為低壓連（lián）接（jiē）器，2為高壓母線（xiàn）連接器接口，3為防水透氣閥。

        低壓連接器：包括電機控製器（qì）的低壓電源和（hé）低壓信號：低壓（yā）電源，乘用（yòng）車以12V為常用，商用（yòng）車以24V為常用（yòng），與車（chē）輛小蓄電池相連；CAN信號，包括整車CAN與（yǔ）內部CAN網絡，一般有兩（liǎng）路或（huò）更多；旋變信號：與電機的旋轉（zhuǎn）變壓器相連接，負責（zé）檢測電機（jī）的轉速，旋轉（zhuǎn）變（biàn）壓器裝在電機端；部分DI和DO，根據不同的客（kè）戶需求進行預留。

        高（gāo）壓母線連接器：與動力電池相連。

        防（fáng）水透氣閥：防止控製器（qì）內形成水汽和結露等。

        看完了外部，我們（men）看一下內部：

        控製器打開蓋子，就是整個電機控（kòng）製器的內部結構件和電子組件，一些控製器，打開蓋子的時候會根據客戶的需求，在接線蓋板處放置開蓋保護開關。

        內部主要包括：三相銅排、母線銅排，銅排支撐架，三相和母線接線支架，EMC濾波（bō）板，母線電容，控（kòng）製板，驅動（dòng）板（bǎn），轉接（jiē）板，IGBT，電流傳感器，EMC磁環和放電電阻等。

        三相銅排、母線銅排，銅排支撐架，三相和母線接線支架，EMC磁環和EMC濾波（bō）板；現在更多的將三相銅排、母線銅排，銅排支（zhī）撐架，三相和（hé）母線接線（xiàn）支架，EMC磁環和EMC濾波板組成一個模組，有利於自動化生產，即使（shǐ）不用自（zì）動化生產（chǎn）線也能提高工人的（de）裝配進（jìn）度。

        母線電容，控製板，驅動板，轉接板，IGBT和放電電阻（zǔ）；有（yǒu）些電機（jī）控（kòng）製器會將控（kòng）製（zhì）板（bǎn）、驅動板、轉接板和放電電阻做在一起，或者將轉（zhuǎn）接板與控製板做成一個板（bǎn），如特斯拉Model3整個（gè）電控隻有一塊板。黃色部分為驅動部分，相當於多個板的驅（qū）動板，紅色部分為控製部分，相當於多個板的控製板，藍色部分（fèn）為放電電阻部分，省去轉接板也能節（jiē）省一些成本，現在國（guó）內以控製（zhì）板和轉接板合二為一的居多（duō）。

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

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

        電源電路：電源電路主要將12V或者24V電轉變成DSP和部分（fèn）電路所需的電（diàn）壓，標誌以變壓器，電解電容，大體積瓷片電容，大體（tǐ）積電感，粗走線（xiàn）為標誌，一般采用的（de）方案：英飛淩的DSP一般采用英飛（fēi）淩的電源芯片，部分采用英飛淩的TLF35584；TI的DSP一般采用TI的（de）DSP所推薦的電源（yuán）芯片。

控製（zhì）芯片（piàn）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一起使用，常用DSP芯片為英飛淩和TI的，部分低（dī）端車型也是用意法半導體的。

        CAN網路：以小共模電感為（wéi）標誌（zhì），這個容易與旋變電（diàn）路混肴，我們（men）可以通（tōng）過判斷附近的（de）IC判斷是否（fǒu）為CAN網絡。

        旋變電（diàn）路：硬件解（jiě）碼電路以旋變解碼芯片為標誌，芯片以ADI的12XX係（xì）列芯片為主，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（wǎng）絡混肴，CAN網絡沒有推挽電路。

        各種采樣電路：不能（néng）直接判斷。

        驅動板分析：驅動板上有高壓部分和低（dī）壓部（bù）分（fèn），板子上會有明顯的隔離帶，驅動（dòng）部（bù）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（fāng）案會有不同的設置（zhì）方案，一（yī）般有（yǒu）反（fǎn）激電源、正激電（diàn）源和半橋電源，變壓器有6個，3個，2個和1個的區別，6個變壓器，三相上下橋（qiáo）各有一個變壓器，各個橋臂上下橋各一個電源，3個變壓器，每一相一個變壓器（qì），2個變壓器，一般（bān）會是上橋一個（gè）變壓器，下橋（qiáo）一個變壓器，1個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。

        高壓采樣：高壓采樣（yàng）電路包括多個（gè）高壓采樣電阻和隔離（lí）運放，高壓采樣電阻一般會采用1206或者更（gèng）大封裝，隔離運放以安華高的C87A/BT為主。

驅動電（diàn）路：驅動電路是將DSP輸出（chū）的驅動信號經過隔（gé）離芯片將驅動信號帶載能力加強，驅（qū）動（dòng）IGBT，並將故障信號（hào）送到DSP，隔離方式主要有磁隔離、容隔離和光電隔離，我們常用的（de）為磁隔離和容隔離。帶載（zǎi）能力各不相同，一般後麵加推挽電路，現在也有一些更大（dà）帶載能力的芯（xīn）片可供（gòng）使用（yòng）。