淺談新（xīn）能（néng）源電動汽車電機控製器

        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（lì）電池、電機和電（diàn）機（jī）控製器；小三（sān）電包括：電動助力轉向，電動空調和電動助（zhù）力。今天我們（men）就（jiù）來談一下大三（sān）電中（zhōng）的（de）電機控製（zhì）器。

        從定義上來講，依據（jù）GB/T18488.1-2015《電動汽車（chē）用驅動電機係統第1部分：技術條件》，電機控製器：控製動力電源與驅動電（diàn）機之間能量傳輸的裝置，由（yóu）控製信號（hào）接口電路、驅動電機控製電路和驅（qū）動電路組成。

從功能上來講（jiǎng），新能源電動汽車控製器將新（xīn）能（néng）源電動汽車（chē）動力電池的直流電轉換成驅動電（diàn）機的（de）交流電，通過通訊係統與整車控製（zhì）器進行（háng）通訊（xùn），控製車輛所需的速度和動力。

        從外往內分析，第一（yī）步（bù）：從外觀看（kàn），電機控製器就是一個鋁盒子，一個低壓連接器（qì），一個兩（liǎng）個孔組成的高壓（yā）母線連接（jiē）器，一個三個孔組成（chéng）的與電機（jī）相連的（de）三相（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水口。鋁盒子上麵，一般設計有兩個蓋（gài）板，其中一個大蓋板，一個接線蓋板，大（dà）蓋板可以（yǐ）將控製器完全打開，接線蓋板，是接控（kòng）製器母線連接器和三相（xiàng）連接器時（shí）使用。如圖示，以奧迪e-tron三合一動力（lì）總成為例：1為低壓連接器，2為（wéi）高壓母線連接器接（jiē）口，3為防水透氣閥。

        低壓連接器：包括電機控製（zhì）器的低壓電源和低壓信號：低壓（yā）電源，乘用車（chē）以12V為常用，商用車（chē）以24V為常用，與車輛小蓄電池相連；CAN信號（hào），包括整車CAN與（yǔ）內部CAN網絡，一般有（yǒu）兩路或更多；旋變信號（hào）：與電機的（de）旋轉變壓器相（xiàng）連接（jiē），負責（zé）檢測電機的轉速，旋轉變壓器裝在電機端；部（bù）分DI和DO，根據不同的客（kè）戶需求進行預留。

        高壓母線連接器：與動力電池相連。

        防水透氣閥：防止控製器內形成水汽和結露等。

        看完了外部（bù），我們看一下（xià）內部：

        控製器打開蓋子，就是整個電機控製器的內部（bù）結（jié）構件和電子組件，一些（xiē）控製（zhì）器，打開蓋子的時候會根據客戶的需（xū）求，在接線蓋板處放（fàng）置開蓋（gài）保護開關。

        內部主要包（bāo）括（kuò）：三相銅排、母線銅排，銅排支撐架，三相（xiàng）和母線接線支架（jià），EMC濾波板，母線電（diàn）容，控製（zhì）板（bǎn），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，銅排支撐架，三相和母線（xiàn）接線（xiàn）支架，EMC磁環（huán）和EMC濾波板；現在更（gèng）多的將三相銅排、母線銅排，銅排支撐架，三相和母線接線支架，EMC磁環和EMC濾波板組成一個模（mó）組，有利於自動化生產，即使不用（yòng）自動化生產線也能（néng）提高工人的裝配進度。

        母線電容，控製板，驅動板，轉接板，IGBT和放電電阻；有些電機控製器（qì）會將控製板、驅（qū）動（dòng）板、轉接板和放電電阻做在一起（qǐ），或（huò）者將轉接板與控製板做（zuò）成一個板，如特斯拉Model3整個電控隻有一（yī）塊板。黃色部分為驅動部分，相當於多個板的驅動板，紅色部分為控製部分，相當於多個板的控製（zhì）板，藍色部分為放電（diàn）電阻部分，省去轉接（jiē）板也能節省一些（xiē）成本，現在國內以控（kòng）製板和轉接板合二為一的居多。

        不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（yǒu）不同。

        控製板分析：控製（zhì）板主要包括：電源電路、控製芯片，CAN網絡，旋（xuán）變（biàn）電路和各種采樣電路（lù）。

        電源電路：電源（yuán）電路主要將12V或者24V電轉變成DSP和部（bù）分電路所需的電壓，標誌以變壓器，電解電（diàn）容，大體積瓷片電容，大體積電感，粗走線為（wéi）標誌，一般采用（yòng）的（de）方案：英飛淩的DSP一般采用英飛淩的電源芯片（piàn），部分采用（yòng）英飛淩的TLF35584；TI的（de）DSP一般采用（yòng）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（yǔ）DSP一起使用，常用DSP芯片為英飛淩和TI的，部分低端車型也是用意法半導體的。

        CAN網路（lù）：以小共模（mó）電感為標誌，這個容易與旋變電路混肴，我們可以通（tōng）過判斷附近的IC判斷是否為CAN網絡（luò）。

        旋變電路：硬（yìng）件解碼電路（lù）以旋變解碼芯片為標誌，芯片以ADI的12XX係列芯片（piàn）為主，如果是軟件解碼，以（yǐ）小共模電感和推挽（wǎn）電路（lù）為標誌，容（róng）易與CAN網（wǎng）絡混肴，CAN網絡沒有推挽電路（lù）。

        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壓部（bù）分，板子上會有明顯的隔離帶，驅動（dòng）部分包括：驅動電源、高壓采樣和驅動（dòng）電路。

        驅動電源：以變壓器為標誌，不同的方案會有不同的設置方案，一般有（yǒu）反激電源、正激電源和半橋電源，變壓器有6個，3個，2個和（hé）1個的區別，6個變壓器（qì），三相上下橋各有一個變壓器，各個橋臂上下（xià）橋各一（yī）個電（diàn）源，3個變壓（yā）器，每一相一（yī）個變壓器，2個變壓器，一般會是上（shàng）橋一個變壓器，下橋一個（gè）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（yā）器的作用。其中變壓器越多越有利於PCB布線。

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

驅動電路（lù）：驅動電路是將DSP輸出的驅動信號（hào）經（jīng）過隔離芯片將驅動信號帶載能力加強，驅動IGBT，並將故障信號送到DSP，隔離方式主要有磁隔離、容隔離和光（guāng）電隔離，我們常用的為磁隔離和容隔離。帶載能（néng）力各不相同，一般後麵加推挽電路（lù），現在也（yě）有（yǒu）一些更大（dà）帶載（zǎi）能力的芯（xīn）片可（kě）供使（shǐ）用。