淺談新能源電動（dòng）汽車電機控製器（qì）

        新能（néng）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（diàn）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（yī）下大三（sān）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（xì）統第1部分：技術條件（jiàn）》，電機（jī）控製器：控製動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控製信號接口電路、驅動電機控製電路和驅動電路組成。

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

        從外往內分（fèn）析，第一步：從外觀看（kàn），電機控製器就是一個（gè）鋁盒子，一個低壓連接器，一個兩個孔組成的高壓母線連接器，一個三個孔組成的與電機相連的三相（xiàng）連接器（多合一連接器沒有三相連接器），一個或者多個（gè）透氣閥和兩個水道進出水（shuǐ）口（kǒu）。鋁盒子上麵，一般設計有兩個蓋板，其中一個大蓋板，一個接線蓋板，大蓋板可以將控製器完全打開，接線蓋板，是接控製器（qì）母線連接（jiē）器和三相連接器時使（shǐ）用。如（rú）圖示，以奧迪e-tron三合一動力總成為例：1為低（dī）壓連接器，2為（wéi）高（gāo）壓母線連接器接口，3為防水透氣閥。

        低壓連接器（qì）：包括電機（jī）控製器的（de）低壓電源和低壓信號：低壓（yā）電源，乘（chéng）用車以12V為常用，商（shāng）用車以24V為常用（yòng），與（yǔ）車（chē）輛小蓄電（diàn）池相連；CAN信號，包括整（zhěng）車CAN與內部CAN網絡，一般有（yǒu）兩路或更多；旋變信（xìn）號：與（yǔ）電機的旋轉變壓器相連接，負責檢測（cè）電機的轉速（sù），旋轉變壓（yā）器裝在（zài）電機端；部分DI和DO，根（gēn）據不同（tóng）的客戶（hù）需求進行預留。

        高（gāo）壓母線連接器：與（yǔ）動力（lì）電池相連。

        防水透氣閥：防止（zhǐ）控製器（qì）內形（xíng）成水汽（qì）和結露等。

        看完了外部，我們看一下內部：

        控製器打開蓋子（zǐ），就（jiù）是整個電（diàn）機控製器的內部結構件（jiàn）和電子組（zǔ）件（jiàn），一些控製器，打（dǎ）開蓋子的（de）時（shí）候會（huì）根據客戶的需求，在接線（xiàn）蓋板處放置開蓋保護開關（guān）。

        內部（bù）主（zhǔ）要包括：三相銅排、母線銅排，銅排支撐架，三相和母線接線支架（jià），EMC濾波（bō）板，母線電（diàn）容，控製（zhì）板，驅動板，轉接板，IGBT，電流傳感器，EMC磁環（huán）和放電電阻等。

        三相（xiàng）銅排、母線（xiàn）銅（tóng）排，銅排支撐架，三（sān）相和母線接（jiē）線支架，EMC磁環（huán）和EMC濾波板；現在更多的將三相銅排、母線銅排，銅排支撐架，三相和母線接線支架，EMC磁環和EMC濾波板組成一個模組，有利於自動化生產，即使不用自動化生產線也能提高工人的裝（zhuāng）配進度。

        母線電容，控製板，驅動板，轉接板，IGBT和放電電阻；有些電機控製器會將控製板、驅動板、轉接板和放電電阻做在一起，或者將轉（zhuǎn）接板與控製（zhì）板做成一個板（bǎn），如特斯拉Model3整個電控隻有一塊板。黃色部分為驅動部分，相當於多個（gè）板的驅（qū）動板，紅色部分為控製部分，相當於多個（gè）板（bǎn）的控製板，藍色部分為放電電阻（zǔ）部分，省去（qù）轉接板也（yě）能節省一些成本，現在國內以控製板和轉接板合二為（wéi）一的（de）居多。

        不同的廠家的控製（zhì）器會有不同，但基（jī）本上包括了以上（shàng）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（bǎn）主要包括：電源電路、控（kòng）製芯片，CAN網絡，旋變電路和各種采樣電路。

        電源電路：電源電路主要將12V或者24V電轉變成（chéng）DSP和（hé）部分電路所需的電壓，標誌以變壓器，電（diàn）解電容，大體積瓷片電容，大體積電感，粗走線為標誌，一般采用的方案：英飛淩的DSP一（yī）般采用英飛淩（líng）的電源芯片（piàn），部分（fèn）采用英飛（fēi）淩的TLF35584；TI的DSP一般采（cǎi）用TI的DSP所推薦的（de）電（diàn）源芯片。

控（kòng）製芯片常用DSP，一（yī）般為板子上最大的芯（xīn）片，還有一個（gè）會使用到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（duān）車型也（yě）是用意（yì）法半導體的。

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

        旋變電路：硬件解（jiě）碼電（diàn）路以旋（xuán）變解（jiě）碼芯（xīn）片為標誌，芯片以ADI的12XX係列（liè）芯片為主，如果是軟件解碼，以小共模電感和推挽（wǎn）電路為標誌，容易與CAN網（wǎng）絡混肴，CAN網絡沒（méi）有推（tuī）挽電路。

        各（gè）種采樣電路：不能直接判斷。

        驅（qū）動板分析：驅動板上有高壓部分和低壓部（bù）分（fèn），板子上會有明顯的隔離帶，驅動部分包括：驅動電（diàn）源、高壓采（cǎi）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（bān）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個的區別，6個變壓器（qì），三相上下橋各有一個變壓器，各（gè）個橋臂上（shàng）下橋各一個電源，3個變壓器，每一相一（yī）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（gè）變（biàn）壓器（qì）是一個變壓器扮演2個，3個和6個變壓器的作用。其中變壓器越多越（yuè）有利於PCB布線。

        高壓采樣：高（gāo）壓采樣電路包括多個（gè）高壓采樣（yàng）電阻和（hé）隔離運放，高壓采樣電阻一般會采用1206或者更大封（fēng）裝，隔離運放以安華高的（de）C87A/BT為（wéi）主。

驅動電路：驅動電路是將DSP輸出的驅動（dòng）信號經過隔離芯片（piàn）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、容隔離和光電隔離，我們常用的為磁隔離和容隔（gé）離。帶載能力各（gè）不相同，一般後（hòu）麵加推挽電路（lù），現在也有一些更大帶載（zǎi）能力的芯片（piàn）可（kě）供使用。