淺談新能（néng）源（yuán）電動汽車電機控製器

        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、電機和電機控製器；小三電包括（kuò）：電動助力轉向，電動空調（diào）和電動助力。今天我們就來談（tán）一下大三（sān）電中的電（diàn）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部分：技術條件》，電機控製器（qì）：控製動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝（zhuāng）置（zhì），由控製信號接口電路、驅動（dòng）電機控製電路和驅動電路組成。

從（cóng）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，通過通訊係統與（yǔ）整（zhěng）車控製器進行通（tōng）訊，控製車輛所需的速（sù）度和動（dòng）力（lì）。

        從外往（wǎng）內分析，第一步：從外觀看，電機控製器就是一個鋁盒子，一（yī）個低壓連接器，一個兩個（gè）孔組成的高壓母線連（lián）接器（qì），一個（gè）三個孔（kǒng）組成的與電機相連的三相連接器（多合一連接器沒有三相連接器），一（yī）個或者（zhě）多個透氣閥和兩個水道進出水口。鋁盒（hé）子上麵（miàn），一般（bān）設計（jì）有兩個蓋板，其中一個大蓋板，一個接線蓋板，大蓋板可以將控製器完（wán）全打開，接（jiē）線蓋（gài）板，是接控製（zhì）器（qì）母線連接器和三相連接器時使用。如圖示，以（yǐ）奧迪e-tron三合一動力總（zǒng）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：包括電機控製器的（de）低壓電源和低壓信號：低壓電源，乘用車以12V為常用，商用車以24V為常（cháng）用，與車輛小蓄電池相連；CAN信號（hào），包括整車CAN與內（nèi）部CAN網絡，一般有兩（liǎng）路或更多；旋變信號：與電機的旋轉變壓器相連接，負（fù）責檢測（cè）電機的轉速，旋（xuán）轉變壓器裝在電機端；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（yǔ）動力電池相連。

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

        看完了外部，我（wǒ）們看一下內部：

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

        內部主要包括：三（sān）相（xiàng）銅排（pái）、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（xiàn）電容，控製板，驅動（dòng）板（bǎn），轉接（jiē）板，IGBT，電流（liú）傳感器（qì），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（zhī）架，EMC磁環和EMC濾波板；現在更多的將三相（xiàng）銅排、母線銅排，銅排支撐架，三（sān）相和母線接線支架，EMC磁環和EMC濾波（bō）板組成一個模組，有利於自動化生產，即使不用自動化生產線也能提高工人的裝配進度。

        母線電容，控製板，驅動板，轉接（jiē）板（bǎn），IGBT和放電電（diàn）阻；有些電機控製器會將控製板、驅動板、轉（zhuǎn）接板和放電電（diàn）阻做在一起，或者將轉接（jiē）板與控製板做成一個板，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（dāng）於多個板的驅動板，紅色部分為控製部分，相當於多個板的控製板，藍色部分為放電電阻部分（fèn），省去轉接板也能節省一些成本，現在國內以控製板和轉接板合二為一的居多。

        不（bú）同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（xíng）會有不同。

        控製板分析：控製板主要包括：電源（yuán）電路、控製芯片，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（bù）分電路（lù）所需的電壓，標誌以變壓器，電解電容（róng），大體積瓷片電容，大體積電感，粗走線為標誌，一般采用的方案：英飛淩的DSP一般采（cǎi）用（yòng）英飛淩的電源芯片，部分采用英飛淩的TLF35584；TI的DSP一般采用TI的DSP所（suǒ）推薦的電源芯片。

控製芯（xīn）片常用DSP，一般為板（bǎn）子上最大的芯片，還有一個（gè）會使用到FPGA和CPLD與DSP一起使（shǐ）用，常（cháng）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（de）。

        CAN網路：以小共（gòng）模電感為標誌，這個容易與旋變電路混（hún）肴，我們可以通過判斷附近的IC判斷是（shì）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（xīn）片為主，如果是軟件解碼，以小共模電感和推挽電路為標（biāo）誌（zhì），容易與CAN網絡混肴，CAN網絡沒有推挽電路。

        各種采樣（yàng）電路：不能直接判（pàn）斷。

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

        驅動電源：以變壓器為（wéi）標誌，不同的方案會（huì）有不同的設置方案，一般有反（fǎn）激電源、正激電源和半橋電源，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（yī）相一個變壓器，2個變壓器，一般會是上橋一個變（biàn）壓（yā）器，下（xià）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（qí）中變壓器（qì）越多越（yuè）有利於PCB布（bù）線。

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

驅動電路：驅動電路是將（jiāng）DSP輸出的驅動信號經過隔離芯片（piàn）將（jiāng）驅動信號帶載能力加強，驅動IGBT，並將故障信號（hào）送到DSP，隔離方式主（zhǔ）要有磁隔離、容隔離和光（guāng）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，一般後麵加推挽電路，現在也有一些更大帶載能力的芯（xīn）片可供使用。