淺談新能（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，大三電包括：動力電池、電機和電機控製器；小三電包括：電動助力轉向，電動空調和電動助力。今天我們就來談一下（xià）大三電中的電機控製器。

        從定義上來講（jiǎng），依據GB/T18488.1-2015《電動汽（qì）車用驅動電機係統第1部分：技術條件》，電（diàn）機控製器：控製動力電源與驅動電機之間能量傳輸的（de）裝置，由控製信號接口電路、驅動電機控（kòng）製電路和（hé）驅動電路組（zǔ）成。

從功能上來講，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（tōng）過通訊係（xì）統與整（zhěng）車控製器進行通（tōng）訊，控製車輛所需的（de）速度和動力。

        從外往內（nèi）分析，第一（yī）步：從外觀看，電機控製器就是一個鋁盒子（zǐ），一個低壓連接器，一個兩個孔組成的高壓母線連接器，一個三個孔（kǒng）組成的與電機相連的三相連接器（qì）（多合一連接器沒有三相連接器），一個或者（zhě）多個透（tòu）氣閥和兩個水道進出水口。鋁盒子上麵，一般設計有兩個蓋板（bǎn），其中一個大蓋板，一個接線蓋板（bǎn），大蓋板可（kě）以將控製器完全打開，接線蓋（gài）板，是接控製器母線連接器和（hé）三（sān）相連（lián）接器時使用（yòng）。如圖示，以奧迪e-tron三合一動力總成為例：1為低壓連接器（qì），2為高（gāo）壓（yā）母線連接（jiē）器接（jiē）口，3為防水透氣閥。

        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（yǐ）24V為常用，與車輛小蓄電（diàn）池相連（lián）；CAN信號，包括整車CAN與內部CAN網絡，一（yī）般有兩路或更多（duō）；旋變信號：與電機的旋轉（zhuǎn）變壓器（qì）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（jù）不同的客戶需求進行預留。

        高壓（yā）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，我們看一下內部：

        控製器打開蓋（gài）子，就是整個（gè）電機（jī）控製器的內部結構件和電（diàn）子組（zǔ）件，一些控製器，打開蓋子的時候會根據（jù）客（kè）戶的需求，在接線蓋板處放置開蓋保護開關。

        內部（bù）主要包括：三相銅（tóng）排、母（mǔ）線銅排，銅排支撐架，三相（xiàng）和母線接線支架，EMC濾波板，母線電容，控製板，驅動板，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，銅排支撐架，三相和母線接線支架（jià），EMC磁環和EMC濾波板；現在更多的將三相銅排、母線（xiàn）銅排（pái），銅排支撐架，三相和母線接線支架，EMC磁環和EMC濾（lǜ）波板組成一個模組，有利於自動化生產，即（jí）使不用（yòng）自動化生產線也能提高（gāo）工人的（de）裝配進度。

        母線電容（róng），控製板，驅動板，轉接板（bǎn），IGBT和放電電阻；有些電機控製器會將控製板、驅（qū）動板、轉接板和放電（diàn）電阻做在一起，或（huò）者將轉接板與控製板做成一個板，如特斯拉Model3整（zhěng）個電控隻有一（yī）塊板。黃色部分為（wéi）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（yú）多個（gè）板的控製板，藍（lán）色部分為放電（diàn）電阻部分，省去轉接板也能節省一些成本，現（xiàn）在國內（nèi）以（yǐ）控製板和轉接板合二為一的居多。

        不同的廠（chǎng）家的控製器（qì）會有不（bú）同，但基本上（shàng）包括（kuò）了以上所有部件，隻是不同的廠家或者型號，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（zhě）24V電轉變成DSP和部分電路所需的電壓，標誌以變壓器，電解（jiě）電容，大體積瓷片電容，大體（tǐ）積電感，粗走線為標誌，一般采用的方案：英飛淩的（de）DSP一般（bān）采用英飛淩（líng）的電源芯片，部分采用英飛淩的TLF35584；TI的DSP一般采用（yòng）TI的DSP所推薦的電源芯片。

控製芯片常（cháng）用DSP，一般為板子上（shàng）最大的芯片，還有一個會使用（yòng）到FPGA和CPLD與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（yòng）意法半導體的。

        CAN網路：以小共模電感為標誌，這個容易與旋變電（diàn）路混肴，我們可（kě）以通過判斷附近（jìn）的IC判（pàn）斷是否為CAN網絡（luò）。

        旋變電路：硬件解碼（mǎ）電路以旋（xuán）變解碼芯片為標誌（zhì），芯片以ADI的12XX係列芯片為主，如果（guǒ）是軟件解碼，以小共模電感和（hé）推挽電路為標（biāo）誌，容易與CAN網絡混（hún）肴，CAN網絡沒有推挽（wǎn）電路。

        各種（zhǒng）采樣電路（lù）：不能直接判斷。

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

        驅動電（diàn）源：以變壓器為（wéi）標誌，不同（tóng）的方案會（huì）有不同的設置方案，一般（bān）有反（fǎn）激（jī）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，三相上下橋各有一個變壓器，各個橋臂上下橋各一個電源，3個（gè）變壓（yā）器，每一相一個變壓器，2個變壓器，一般會是上橋（qiáo）一個變壓器，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（zuò）用。其中（zhōng）變壓器越多（duō）越有利於PCB布線。

        高壓采樣：高壓采樣電路包括多個高壓采樣電阻和隔離運放，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C87A/BT為主。

驅動電路：驅動電路是將DSP輸出的驅（qū）動信號經過隔離（lí）芯片將驅動信（xìn）號帶載能力加強，驅動IGBT，並將故（gù）障信號送到（dào）DSP，隔離方式主要有磁隔離、容隔離和光電隔離，我（wǒ）們常用的為磁（cí）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（yě）有一（yī）些更大帶載能力的芯片可供使（shǐ）用。