淺談新能（néng）源電動汽車（chē）電機控製器

        新能源電動汽車由“大三電”和（hé）“小（xiǎo）三電”之（zhī）分（fèn），大三電包括：動力電池、電機和電機控製器（qì）；小（xiǎo）三電包括：電（diàn）動助力轉向，電動空調和電動（dòng）助力。今天我們就來談一下大三電中的電機控製器（qì）。

        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：控製動力電源與驅動電機之（zhī）間能量傳輸的裝（zhuāng）置，由（yóu）控製信號接口（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（jiāng）新能源電動（dòng）汽車動力電池的直流電轉換成驅動電機的交流（liú）電，通過通訊係統與整車控（kòng）製器進行通訊，控製車輛所需（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（shì）一個鋁盒子，一（yī）個低壓連接器，一個兩（liǎng）個孔組成的（de）高壓母線連接器，一個三個孔組成的與電機相連的三相連接（jiē）器（多合一連接器沒有三相連接器），一個或者多個透氣閥和（hé）兩個水道進出水（shuǐ）口。鋁盒子上麵（miàn），一般設計有兩個蓋板，其中一個大蓋（gài）板，一（yī）個接線蓋板，大蓋板可以將控製器完全打開，接線蓋板（bǎn），是接控製器母線連接器和三相連接器時使用。如圖（tú）示，以奧迪e-tron三合一動力總成為例：1為低（dī）壓連接器，2為高壓母（mǔ）線連（lián）接器接口，3為防水透氣（qì）閥（fá）。

        低壓連接器：包括電機控製器的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為常用，與車輛小蓄電池相（xiàng）連（lián）；CAN信號，包括整車CAN與內部CAN網絡（luò），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：

        控製器打開蓋（gài）子，就是整個電機控製器的內（nèi）部結構件和電（diàn）子組件，一（yī）些控製器，打開蓋子的時候會根據客戶的需（xū）求，在接線蓋板處放置開蓋（gài）保護開關。

        內部主要包括：三相銅排、母線銅排，銅（tóng）排支撐架，三相和母線接線支架，EMC濾波（bō）板，母線電容，控製板（bǎn），驅動板，轉接板（bǎn），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）接線支架，EMC磁環和EMC濾波板；現在更多的將（jiāng）三相銅排、母（mǔ）線銅排，銅排支撐架，三（sān）相和母線接線支（zhī）架，EMC磁環和EMC濾波板（bǎn）組成一個模組，有利於自動（dòng）化生產，即使不（bú）用自動化（huà）生（shēng）產線也能（néng）提（tí）高工人的裝配進度。

        母線（xiàn）電容，控製板，驅動板，轉接板，IGBT和放電電阻；有些電機控製器會將控（kòng）製板、驅動板、轉接板和放（fàng）電電阻做在一（yī）起，或者將轉接板與控製板做成一個板，如特斯拉（lā）Model3整個電（diàn）控隻有一塊板。黃色部分為驅動部分，相當於多個板的驅動（dòng）板，紅色部分（fèn）為控製部分，相（xiàng）當於多個板的控製板（bǎn），藍色部（bù）分為放電電阻部分，省去轉接板也能節省一些成本，現在國內以控製板和轉（zhuǎn）接板合二為一的居多。

        不同的廠家（jiā）的控製器會有不同，但基（jī）本上包括了以上所有（yǒu）部（bù）件（jiàn），隻是不同的廠家（jiā）或者型號，外形（xíng）會有不同。

        控製板分析：控製板主要包（bāo）括：電源電路、控製芯片，CAN網絡，旋變電路（lù）和各種采樣電路。

        電源電路：電源電路主（zhǔ）要將12V或者24V電轉變成DSP和部分電路所需的電（diàn）壓（yā），標誌以變壓器，電解電容，大體積瓷片電容，大體積電（diàn）感，粗走線為標（biāo）誌（zhì），一般采用的方案：英飛淩的DSP一般采用英飛淩的電（diàn）源芯片，部分采（cǎi）用英飛淩的TLF35584；TI的DSP一般采用TI的DSP所推薦的電（diàn）源芯片。

控製（zhì）芯（xīn）片常用DSP，一般為（wéi）板子上（shàng）最大的（de）芯片，還有一個會使用到FPGA和CPLD與DSP一（yī）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（dǎo）體（tǐ）的。

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

        旋（xuán）變電路：硬件解碼電（diàn）路以旋變解碼芯片為標誌，芯（xīn）片以ADI的12XX係列芯片為主，如果是軟件解碼，以小共模（mó）電感和推挽電路為標誌（zhì），容易與CAN網絡混肴，CAN網絡沒有推挽電路（lù）。

        各種采樣電路：不能直（zhí）接判斷。

        驅動板分析：驅動板上（shàng）有高壓部分和低壓部分，板子上會有明（míng）顯的隔離帶（dài），驅動部分包括：驅動電源、高壓采樣和驅（qū）動電路。

        驅動電源（yuán）：以變（biàn）壓器為標誌，不同的方案會有不（bú）同的設置方案，一般有反激電源、正激電源和半橋電源，變壓器有6個，3個，2個和1個的區（qū）別，6個變壓器，三相上下橋各有一個變壓器，各個橋臂上（shàng）下（xià）橋各一個電源，3個變壓器，每一（yī）相一個變壓器，2個變（biàn）壓器，一般會是上橋一個變壓器，下（xià）橋一個變壓器，1個（gè）變壓器是一個變壓器扮演2個，3個和6個變壓器的作（zuò）用。其中變壓器越多（duō）越有利於PCB布（bù）線。

        高壓采樣：高壓采樣電路包括多個高壓采（cǎi）樣電阻和隔離運放，高壓采樣電阻一般（bān）會采用1206或者更大封（fēng）裝，隔離運（yùn）放以安華高的C87A/BT為主。

驅動電路（lù）：驅動電路（lù）是將DSP輸出的驅動信（xìn）號經過隔離芯片將驅（qū）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、容隔離和光電隔離（lí），我們常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片（piàn）可供使用。