淺談新能源電動汽車電機（jī）控（kòng）製器

        新能源電動汽車由“大三電（diàn）”和“小三電”之分，大三電包括：動力電池、電機（jī）和電機控製器；小三電包括：電動助力轉向，電（diàn）動空調和電動（dòng）助力。今天我（wǒ）們就來（lái）談一下大三電中的電機控製器。

        從定義上來講，依據GB/T18488.1-2015《電動汽（qì）車（chē）用（yòng）驅動電機（jī）係（xì）統（tǒng）第（dì）1部分：技術條件》，電機控製器：控製動力電源與（yǔ）驅動電機之間（jiān）能量傳輸的裝置，由控（kòng）製信號接口（kǒu）電路、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（xīn）能源電（diàn）動汽車動力電池的直流電轉換（huàn）成驅動電機的（de）交流電，通過通訊係統與整車控（kòng）製器進（jìn）行通訊，控製車輛所需的速度和動力。

        從外往內分析，第一步：從（cóng）外觀看，電機控製器就是一個鋁盒子，一個低壓連接器，一（yī）個兩個（gè）孔組成的高（gāo）壓（yā）母線連接器，一個（gè）三個孔組成的與電機相連的三相（xiàng）連接器（多合（hé）一連接器沒（méi）有（yǒu）三相連接器），一個或者多個透氣閥和兩個（gè）水道進出水（shuǐ）口。鋁盒子上麵，一般設計有兩個蓋板，其中一（yī）個大蓋板，一個（gè）接線蓋板，大蓋板可以將控（kòng）製器完全打開（kāi），接線蓋板，是接控製器母線連接器和三（sān）相連（lián）接器時使用。如圖示，以奧迪e-tron三合一動力總成為例：1為低壓連接器，2為高壓母線連接器接口，3為防水透氣閥。

        低壓連接器：包括電機控製器（qì）的低（dī）壓（yā）電源和低壓信號：低壓電源，乘用車以12V為常用，商用車以24V為常用，與車輛小蓄（xù）電池相連；CAN信號，包括整車CAN與內部CAN網絡，一般有兩路或更多；旋變信號：與（yǔ）電機的旋轉變壓器相連接，負責檢測電機的轉速，旋轉變壓器裝在電機端；部分DI和DO，根據不同的客戶需（xū）求進行預留。

        高壓母線連接器：與動力電池相連。

        防水透氣閥（fá）：防止控製器內形成水汽和結露等。

        看完了外部，我（wǒ）們看一下內部：

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

        內部主（zhǔ）要包括（kuò）：三相銅排、母線銅排，銅排支撐架，三相和（hé）母線接（jiē）線支架，EMC濾波板，母線電容，控（kòng）製板，驅動板，轉接板，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（chēng）架，三相和母（mǔ）線接線支架，EMC磁（cí）環和EMC濾（lǜ）波板；現在更多的將三相銅排、母線銅（tóng）排，銅排支撐架，三（sān）相和母線接線支架，EMC磁環和（hé）EMC濾波板組成一個模組，有利於（yú）自動（dòng）化生產，即使不用自動化生產線（xiàn）也能提高工人的裝（zhuāng）配進度。

        母線電容，控製板，驅動板，轉接板，IGBT和放電（diàn）電阻；有些電機（jī）控製器會將控製板、驅（qū）動板、轉接板和放電電（diàn）阻做在（zài）一起，或者將轉接板與控製板做（zuò）成一（yī）個板，如特斯拉Model3整個電控隻有一塊板。黃色部分為驅動部分，相當於多個板的驅動板，紅色部分為（wéi）控製部分（fèn），相當（dāng）於多個板的（de）控製板（bǎn），藍色部分為放電電阻部分，省去轉接板也能節省一些成本，現在國內（nèi）以控製板和轉接板合二為（wéi）一的居多。

        不同的廠家的控製（zhì）器會有不同（tóng），但（dàn）基本上包括了（le）以上所有部件，隻是不同（tóng）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（kuò）：電（diàn）源電路、控（kòng）製（zhì）芯片，CAN網絡，旋變（biàn）電路（lù）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和部分電路所需的電壓，標誌以變壓器，電解電容，大體積瓷片電容（róng），大體積電感，粗走線為標誌，一（yī）般采（cǎi）用的方案：英飛淩的DSP一般采用英（yīng）飛淩的電源芯片，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（zǐ）上最大的芯片，還有一個會使用到FPGA和CPLD與DSP一（yī）起使用，常用DSP芯（xīn）片為英飛淩和TI的（de），部分低端車型也是用意法半（bàn）導（dǎo）體的。

        CAN網（wǎng）路：以小共模電感為標誌，這個容易與（yǔ）旋變電路混肴，我們可以通（tōng）過判斷（duàn）附近的IC判斷是否為CAN網絡。

        旋變電路：硬件解碼電路以旋變解碼芯片為標誌，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（hé）推挽（wǎn）電路（lù）為標誌，容易與CAN網絡混肴，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（bǎn）分析：驅動板上有高壓部分和低壓部分（fèn），板（bǎn）子上會有明顯的隔離（lí）帶，驅（qū）動部分包括：驅動電源、高壓采樣和驅動（dòng）電路。

        驅動電源：以變壓器為（wéi）標（biāo）誌，不同的（de）方案會有不同的設置方案，一（yī）般有反（fǎn）激電源、正（zhèng）激電源和半橋電源，變壓器有6個，3個，2個和（hé）1個的區（qū）別，6個變（biàn）壓器，三相（xiàng）上下橋各有一個變壓器（qì），各個（gè）橋臂上下橋各一個電源，3個變壓器，每一相一個變壓器，2個（gè）變壓器，一般會是上橋一個變壓器，下橋一個變壓（yā）器，1個（gè）變壓器（qì）是一個變壓器扮演2個（gè），3個和6個變壓器的作用。其（qí）中變壓器越多越有利（lì）於PCB布線。

        高壓（yā）采樣：高壓采樣電路包括多個高壓采樣電阻（zǔ）和隔離運放，高（gāo）壓采樣電阻一般會采用1206或者更大封裝，隔離運放以安華高的C87A/BT為主。

驅動電（diàn）路（lù）：驅動電路是將DSP輸（shū）出的驅動信號經過隔離芯片將驅動（dòng）信號帶載能力加強，驅（qū）動IGBT，並將故障信號送到DSP，隔離方式主要有（yǒu）磁隔離、容隔離和光電隔離（lí），我們常（cháng）用的為磁隔離和容隔離。帶（dài）載能力各不相同，一（yī）般後麵加推挽電路，現在也（yě）有一些更大帶載能力的芯片（piàn）可（kě）供（gòng）使用（yòng）。