新能源汽车电机控制器(电动车驱动电机的大脑—电控)

电动车驱动电机的大脑—电控

电动汽车的驱动电机控制器是整个汽车驱动系统的控制核心，主要有三大功能：

1.? 直流电转交流电，控制电机的转速和扭矩：新能源汽车工作时，在整车驱动系统层面，驾驶动作触发整车控制器VCU下达指令，通过CAN总线传给驱动电机控制器，电机控制器会将电池输送来的直流电转化为交流电，同时控制电流的频率和大小，以此控制电机的转速和扭矩输出。

2.? 交流电转直流电，能量回收：整车在减速刹车时，电机会产生感应交流电，电机控制器可以把交流电转化为直流电，储存到电池中，增加整车的续航。

3.? 旋变和热管理等控制：在动力系统内部，控制器对电机实现调用驱动，是基于由 IGBT 导通的三个定子线圈。而电机所配的旋变会记录下转子位置，经电机控制器解码后，精确实现相应 IGBT 的导通。同时，电机和电机控制器的实时温度通过电机控制器传递给整车控制器VCU，从而控制热管理系统对电机和控制器进行冷却。

电机控制器主要由逆变器（主要部件是 IGBT 功率模块）、逆变驱动电路、控制电路、直流支撑电容、滤波器、壳体等组成，其中IGBT占整个控制器成本的40-50%。

逆变器是电机控制器的核心，其关键部件是IGBT（绝缘栅双极晶体管）功率模块，具体可以参考《电动汽车的心脏IGBT》一文，它可以将电池包提供的直流电转化成交流电，来驱动电机工作，也可以将交流电转化为直流电，进行能量回收，目前主流供应商为英飞凌、安森美、ST等国外厂商，国内目前做的比较好的有中车、斯达、士兰微等，但是跟国外厂商相比，还有一定差距。

电机控制器的硬件通常分为控制板和驱动板，也有一些厂家是二合一的集成板，上图中就是二合一的集成版，控制板主要包括主控芯片、CAN网络、采样电路、旋变电路和电源电路等组成, 可以控制功率模块按照整车控制器要求工作。

直流支撑电容可以简单理解成一个储存电荷的容器，利用其电压不能突变的特性，当有毛刺电流流入时，可以将其储存吸收掉，不会造成母线电压突变。

滤波器可以防止控制器内部的IGBT的开关产生的干扰信号，通过直流线束传导至外部，对外部造成电磁波辐射。一般为LC低通滤波，通过在母线上设置共模电感和电容，将IGBT产生的辐射储存在电感和电容中。

太平洋汽车网高压控制器的能量来源于高压电池包（高压直流电，一般300-400v），电机控制器内部，通过控制芯片，驱动电路，以及IGBT，针对不同电机采用不同的控制算法，将直流电变化为交流电，输出给电机，然后使电机能出扭矩。

1、驱动电机控制器（英文缩写：MCU）电机控制器MCU将高压直流电转为交流电，并与整车上其他模块进行信号交互，实现对驱动电机的有效控制。电机能量回收功能、逆变、互锁、通讯等，驱动电机让汽车行驶。与传统燃油车的发动机将燃料燃烧的化学能转为机械能不同，其工作效率更高，能达到85%以上，故相比传统汽车，其能量利用率更高，能够减少资源的浪费。

2、高压配电盒（英文缩写：PDU）高压配电盒是整车高压电的一个电源分配的装置，主要是分配高压电源到各个执行器驱动，类似于低压电路系统中的电器保险盒。高压保险盒PDU（PowerDistributionUnit）是由很多高压继电器，高压保险丝组成。协调驱动电机控制系统，电池管理系统，充电管理系统，DC/DC，电空调，电助力转向，制动系统等高压附件的功能转换和能量分配。高压配电单元还可以实现短路过载的快速断电保护，防漏电保护等安全保护功能。

3、DC/DC转换器在新能源汽车上，DC/DC是一个将高压直流电转为低压直流电的装置。新能源汽车上没有发动机，整车用电的来源也不再是发电机和蓄电池，而是动力电池和蓄电池。由于整车用电器的额定电压是低压，因此需要DC/DC装置来将高压直流电转为低压直流电，这样才能够保持整车用电平衡。

4、车载充电器（英文缩写：OBC）车载充电器是一个将交流电转为直流电的装置。因为动力电池是一个高压直流电源，当使用交流电进行充电的时候，交流电不能直接被电池包进行电量储存，因此需要电源转换装置OBC，将高压交流电转为高压直流电，从而给动力电池进行充电储存。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）