淺談新能源（yuán）電動汽車電機控製（zhì）器

        新（xīn）能源電動汽車由“大三電（diàn）”和“小三（sān）電”之分，大三電包括：動力電（diàn）池、電（diàn）機和電機控製器；小三（sān）電包括（kuò）：電動助力轉（zhuǎn）向，電動空調和電動助力。今天我們就來（lái）談一下大三電中的（de）電機控製器。

        從定義上來講，依據GB/T18488.1-2015《電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（néng）量傳輸（shū）的裝置（zhì），由控製信號接口電（diàn）路、驅動電機控製電路（lù）和驅動電路組成。

從（cóng）功（gōng）能上來講，新能源電動（dòng）汽車控製器將新能源電（diàn）動汽車動力電池的（de）直（zhí）流電轉換成（chéng）驅（qū）動電機的交（jiāo）流電，通過通訊係統與整車控製器進（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（jī）控製器就（jiù）是一個鋁盒子，一個低壓連接器（qì），一個兩（liǎng）個孔組成的高壓（yā）母線連接器，一個三個孔（kǒng）組成的與電機相連的三相（xiàng）連接器（多合一連接器沒有（yǒu）三相連接器），一個或者多個透氣閥和兩個水（shuǐ）道進出水口。鋁盒（hé）子上麵（miàn），一般設計有兩（liǎng）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，接線蓋板（bǎn），是接控製器母線連接（jiē）器和三相（xiàng）連接器時使用。如圖示，以奧（ào）迪（dí）e-tron三合一動力總成為（wéi）例：1為低壓連接器（qì），2為高壓（yā）母線連接器接口，3為防水透氣閥。

        低壓連接器：包括電機控製器的低壓電（diàn）源和低壓信號：低壓電源，乘用車以12V為常用，商用車以（yǐ）24V為常（cháng）用，與車輛（liàng）小蓄電池相連；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：與電機的旋轉變壓器相（xiàng）連接，負責（zé）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（tóng）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（fáng）水透氣閥：防止（zhǐ）控製器內（nèi）形成水汽和（hé）結露等。

        看完了（le）外部，我們看一（yī）下內部（bù）：

        控製器打開（kāi）蓋子，就是整個（gè）電機控製器的內部結構件和電子組件，一些控製器，打開（kāi）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（zhǔ）要包括：三（sān）相銅排、母（mǔ）線銅排，銅排（pái）支撐（chēng）架，三相和母線（xiàn）接線支架，EMC濾波板，母線（xiàn）電容，控製板，驅動板，轉接板，IGBT，電流傳感器，EMC磁（cí）環和（hé）放電電阻等。

        三相（xiàng）銅（tóng）排、母線銅排，銅排支撐架，三相和母線接線支架（jià），EMC磁環和EMC濾波（bō）板；現在更多的將三相銅排（pái）、母線銅（tóng）排（pái），銅排支撐架，三（sān）相和母線（xiàn）接線支架，EMC磁環和EMC濾波板組成一個模組，有（yǒu）利於自動化生產，即使不用自動化生產（chǎn）線也能提高工人的裝配（pèi）進度。

        母線電容，控製板，驅動板，轉（zhuǎn）接板（bǎn），IGBT和放電電阻；有些電機控製（zhì）器會（huì）將控製板、驅動板、轉接板和放電電（diàn）阻做在一（yī）起，或者將轉接板與控製（zhì）板做成一個板，如特斯拉Model3整（zhěng）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（de）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（yī）些成本，現在國內以控製板和轉接板合二為一的居多。

        不同的廠家的（de）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（hào），外形會有不同。

        控製板分析：控製板主要包括：電源電路、控製芯（xīn）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（yào）將12V或者24V電轉變成（chéng）DSP和部分電路所需的電壓，標誌以變壓器，電解電容（róng），大（dà）體積瓷（cí）片電容，大（dà）體積電感，粗走線為標誌，一般采用的方案：英飛淩（líng）的DSP一般采用（yòng）英飛（fēi）淩的電源芯片，部分采用英飛淩的（de）TLF35584；TI的DSP一般采用TI的DSP所推薦（jiàn）的電源芯片。

控製芯片常（cháng）用（yòng）DSP，一般為板子上最大的芯片，還有一（yī）個會使（shǐ）用到FPGA和CPLD與DSP一起使用，常用（yòng）DSP芯片（piàn）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（diàn）感為標誌，這個（gè）容易與旋變電路混肴，我們可以通過（guò）判斷附近的（de）IC判斷（duàn）是否為CAN網絡。

        旋變（biàn）電路（lù）：硬件解碼電路以旋變解（jiě）碼芯片為標誌，芯片以ADI的12XX係列芯片為主，如（rú）果是軟件解碼，以小共模電感和推挽電路（lù）為標誌，容（róng）易與（yǔ）CAN網絡混（hún）肴（yáo），CAN網絡沒有推挽電路。

        各種采樣電路：不能直接判斷。

        驅動板分析：驅動板上有（yǒu）高壓部分和低壓部分，板子上會有明顯的隔離帶，驅（qū）動（dòng）部分（fèn）包括：驅動電源、高壓采樣和（hé）驅動電（diàn）路。

        驅動電源（yuán）：以（yǐ）變壓器為標誌，不同的方案會有不同（tóng）的設置（zhì）方案，一般有反激電源、正激電源和半橋（qiáo）電源，變壓器（qì）有6個（gè），3個，2個和1個的區別，6個變（biàn）壓器，三相上下橋各有一個變壓器（qì），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，2個變壓器，一般（bān）會是上（shàng）橋一個變壓器（qì），下橋一個（gè）變壓器，1個變壓器（qì）是一個（gè）變壓器扮演2個，3個（gè）和6個變壓器（qì）的作用。其（qí）中變壓器（qì）越多越有利於PCB布線。

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

驅動電路：驅動電（diàn）路（lù）是將DSP輸出的驅動（dòng）信號經過隔離芯片將驅（qū）動信號帶載能力加強（qiáng），驅動IGBT，並將故障信號送（sòng）到DSP，隔（gé）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（dài）載能力各不相同，一般（bān）後麵加推挽電路，現在也有一些（xiē）更大帶載能力的芯（xīn）片可供使用（yòng）。