淺（qiǎn）談新能源電（diàn）動汽車電機控製器

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

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

從功能上來講，新能源（yuán）電動汽車控製器將新能（néng）源電動汽車動力電池的直流電轉換成驅動電機的交流電，通過通訊係統與整車控製器進行通訊，控製車輛所需（xū）的速度和動力。

        從外往內分析，第一（yī）步（bù）：從外觀看，電機控製器就是一個（gè）鋁盒子，一（yī）個（gè）低壓連接器，一（yī）個兩（liǎng）個孔組成的高（gāo）壓母線連接器，一個三（sān）個孔組成的與電機相連的三相（xiàng）連接器（多合一連接（jiē）器沒有三相連接器），一個或（huò）者多個透氣閥和兩個水（shuǐ）道（dào）進（jìn）出水（shuǐ）口。鋁盒子上麵，一般設計有（yǒu）兩個蓋板，其中一個大蓋板，一個接（jiē）線蓋板，大蓋板可以將控製器完全打開，接線蓋板，是接控製器（qì）母線連（lián）接器和三（sān）相連接器時使用。如圖示，以奧迪e-tron三合（hé）一動力總成為例：1為低壓連接（jiē）器，2為高壓母線連接器接口，3為防（fáng）水透氣閥。

        低壓連接（jiē）器：包括電機控製器的低壓電源和低壓信（xìn）號：低壓電源，乘用（yòng）車以12V為常用，商用車以24V為常用，與車輛小蓄電池相連；CAN信號，包括整車CAN與內部CAN網（wǎng）絡，一（yī）般（bān）有兩路或更（gèng）多；旋變（biàn）信號：與電機（jī）的旋轉變壓器相連（lián）接（jiē），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（fáng）水透氣閥：防止控製器（qì）內形成水汽和（hé）結露等。

        看完（wán）了（le）外部，我們看一下（xià）內部：

        控製器打開（kāi）蓋子（zǐ），就是整個電機控（kòng）製器的內部結構件和電子組件，一（yī）些控製器，打開蓋子的時候（hòu）會根據客戶的需求，在接線蓋（gài）板處放置開蓋保護開關。

        內部主要包（bāo）括：三相銅（tóng）排、母（mǔ）線銅排，銅排支撐架，三相和母線接線支架，EMC濾（lǜ）波板，母線電容，控製板（bǎn），驅動板（bǎn），轉接板，IGBT，電（diàn）流傳感器，EMC磁環和放電電阻等（děng）。

        三相銅排、母線銅排（pái），銅排支撐架，三相和母線接線（xiàn）支架（jià），EMC磁環和EMC濾波板；現在更多（duō）的將三相銅（tóng）排、母（mǔ）線銅排，銅排支（zhī）撐架，三相和母線接線支架，EMC磁環和EMC濾波板組成一個模組，有利於自動化生（shēng）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（bǎn），驅動板，轉接板，IGBT和放電電阻；有些電機控製器會將控製（zhì）板、驅動板、轉（zhuǎn）接板和放電電阻（zǔ）做在一起，或者將（jiāng）轉接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，相當於（yú）多個板的驅動板，紅色部分為（wéi）控製部分，相當於多個板的控製板，藍色部（bù）分為放電電阻（zǔ）部分，省去（qù）轉接板也能（néng）節（jiē）省一些成本，現（xiàn）在國內以控製板和轉接板合（hé）二為一的居多。

        不同的廠（chǎng）家的控製器（qì）會有不同，但基本上包括了以上所有部件，隻是不同的廠（chǎng）家或者型號，外形（xíng）會有不（bú）同。

        控製板分析：控製板主要包括：電源電路、控製芯片（piàn），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和部分電路所需的電壓，標誌以變壓器，電解電容，大體積（jī）瓷片電容，大（dà）體積電感，粗走線為標（biāo）誌，一般采用（yòng）的方案：英飛淩的DSP一般采用英飛淩的電（diàn）源芯片（piàn），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，一般為板子上最大的芯片，還有一個（gè）會使用到FPGA和（hé）CPLD與DSP一起使用，常用DSP芯（xīn）片為（wéi）英飛淩和TI的，部分低端車（chē）型也是用意法半導體的。

        CAN網路：以小共模電感為標誌，這個（gè）容易與旋變電路混肴（yáo），我們（men）可以通過判斷附近的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（biāo）誌，芯片以ADI的12XX係列芯片為主，如果是軟件解碼，以小共模電感和推挽電路（lù）為標誌，容易（yì）與CAN網絡混肴，CAN網絡沒有推挽（wǎn）電路。

        各種采樣電路：不能直接判斷（duàn）。

        驅動（dòng）板分析：驅（qū）動板上有高壓（yā）部分和低壓（yā）部分，板子上會有（yǒu）明顯的隔離帶，驅動部分包括：驅動電源、高壓采（cǎi）樣和驅（qū）動電路。

        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，一般有反激電源、正（zhèng）激（jī）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（xiàng）上下橋各有一個（gè）變壓器，各個（gè）橋臂（bì）上（shàng）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）會是上橋一（yī）個變壓器，下橋一個變壓器，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。其中變壓器越（yuè）多越有利於PCB布（bù）線。

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

驅動電（diàn）路：驅（qū）動電（diàn）路是將DSP輸出的驅動信號（hào）經過隔離芯（xīn）片將驅（qū）動信號帶載（zǎi）能力加強，驅動（dòng）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（diàn）隔離，我們常用的為磁（cí）隔離（lí）和容隔離。帶（dài）載能力各不相同，一（yī）般後麵（miàn）加推挽電路，現在也有一些更大帶載能力的（de）芯片可供使用。