新能源電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)控制器

1.電機(jī)控制器的基本原理

電機(jī)控制器主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)編程操作電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該電機(jī)控制器具有免維護(hù)、響應(yīng)速度快、電機(jī)控制穩(wěn)定的特點(diǎn)。

首先，接觸器控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)電路

接觸器控制電機(jī)的微動(dòng)。這條線路只有一個(gè)方向。如何改變電機(jī)的方向，只需要改變其中兩個(gè)的相序。所以這個(gè)電路只有一個(gè)接觸器，只能控制一個(gè)電機(jī)單向運(yùn)行。

L1-L2-L3三相電源進(jìn)FU熔斷器，熔斷器出KM1接觸器主觸頭，出熱繼電器至電機(jī)。我們假設(shè)這是正向旋轉(zhuǎn)，然后反向旋轉(zhuǎn)。我們這樣連接吧。我們把熔斷器三相電源并聯(lián)到KM2的主觸頭上，注意引出線。改變兩相的相序，任意兩相都可以。將其并聯(lián)至KM1接觸器。

二、雙鏈可逆控制電路

雙聯(lián)鎖可逆控制電路工作原理：按下啟動(dòng)按鈕SB2、KM1吸引保護(hù)自身，電機(jī)正轉(zhuǎn)。與按鈕SB2的常開(kāi)點(diǎn)并聯(lián)的KM1觸點(diǎn)是一個(gè)自保護(hù)觸點(diǎn)。按下啟動(dòng)按鈕SB3，斷電后KM1釋放，KM2吸合自保，電機(jī)反轉(zhuǎn)。SB1是停止按鈕。機(jī)械聯(lián)鎖由電路按鈕SB2和SB3的動(dòng)分?jǐn)嘤|點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，電氣聯(lián)鎖由交流接觸器線圈KM1和KM2中串聯(lián)的KM2和KM1輔助動(dòng)分?jǐn)嘤|點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。串聯(lián)控制電路中的FR動(dòng)態(tài)斷開(kāi)觸點(diǎn)是一個(gè)熱繼電器，當(dāng)電機(jī)因缺相而過(guò)載或過(guò)熱時(shí)，它會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)控制電路，從而保護(hù)電機(jī)。

三、電磁制動(dòng)控制電路

電源開(kāi)關(guān)QS打開(kāi)后，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM線圈通電并自鎖。電磁制動(dòng)器的YB線圈通電吸引電樞(動(dòng)鐵芯)，使動(dòng)鐵芯和靜鐵芯相互吸引。動(dòng)鐵芯克服彈簧張力，迫使制動(dòng)杠桿向上運(yùn)動(dòng)，使制動(dòng)器的閘瓦與制動(dòng)輪分離，取消電機(jī)的制動(dòng)。同時(shí)，電機(jī)通電并開(kāi)始正常運(yùn)行。當(dāng)需要停車(chē)時(shí)，按下停止按鈕SB1，接觸器KM將斷電并釋放。同時(shí)，電機(jī)的電源會(huì)被切斷，電磁制動(dòng)器的線圈也會(huì)斷電，電樞會(huì)被釋放。在彈簧拉力的作用下，閘瓦將抱緊制動(dòng)輪，電機(jī)被制動(dòng)，迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

電磁制動(dòng)器廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械中。當(dāng)重物提升到一定高度時(shí)，如果線路突然故障或斷電，電機(jī)斷電，電磁制動(dòng)線圈也斷電，閘瓦立即抱緊制動(dòng)輪，使電機(jī)迅速制動(dòng)并停止運(yùn)轉(zhuǎn)，防止重物突然墜落造成事故。

2,新能源電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)控制器

新能源電動(dòng)車(chē)分為“三”和“小三”。三大包括：動(dòng)力電池、電機(jī)、電機(jī)控制器；電包括：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)空調(diào)、電力。今天，我們來(lái)談?wù)劤跫?jí)電力公司的電機(jī)控制器。

在定義上，根據(jù)GB/T 18488.1-2015《電動(dòng)汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)第1部分：技術(shù)條件》，電機(jī)控制器是控制電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳遞的裝置，由控制信號(hào)接口電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。

從功能上講，新能源電動(dòng)汽車(chē)的控制器將新能源電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的直流電轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電機(jī)的交流電，通過(guò)通訊系統(tǒng)與車(chē)輛控制器進(jìn)行通訊，控制車(chē)輛所需的速度和功率。

從外到內(nèi)，步：從外面看，電機(jī)控制器是一個(gè)鋁盒，一個(gè)低壓接頭，一個(gè)兩孔組成的高壓母線接頭，一個(gè)三孔組成的連接電機(jī)的三相接頭(一體機(jī)接頭沒(méi)有三相接頭)，一個(gè)或多個(gè)通風(fēng)閥和兩個(gè)進(jìn)出水口。通常，有兩個(gè)蓋板

低壓連接器：包括低壓電源和電機(jī)控制器低壓信號(hào)：低壓電源，乘用車(chē)常用12V，商用車(chē)常用24V，與車(chē)輛小型蓄電池連接；CAN信號(hào)，包括整車(chē)CAN和內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)，一般有兩個(gè)或兩個(gè)以上的通道；旋轉(zhuǎn)信號(hào)：連接電機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器，負(fù)責(zé)檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)變壓器安裝在電機(jī)端；根據(jù)不同的客戶要求，保留DI和DO部分。

高壓總線連接器：連接到動(dòng)力電池。

防水閥：防止控制器內(nèi)形成水蒸氣和冷凝。

看完外觀，我們?cè)賮?lái)看看內(nèi)飾：

當(dāng)控制器打開(kāi)蓋子時(shí)，表示整個(gè)電機(jī)控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件和電子元件。有些控制器在開(kāi)蓋時(shí)，會(huì)根據(jù)客戶要求，在接線蓋板處放置開(kāi)蓋保護(hù)開(kāi)關(guān)。

內(nèi)部主要包括：三相銅母線、母線、銅母線支架、三相及母線接線支架、EMC濾波板、母線電容、控制板、驅(qū)動(dòng)板、轉(zhuǎn)接板、IGBT、電流傳感器、EMC磁環(huán)、放電電阻等。

三相銅母線、銅母線、銅母線支撐架、三相和母線連接支架、EMC磁環(huán)和EMC濾波板；現(xiàn)在更多的三相銅排、母線、銅排支撐架、三相和母線接線架、EMC磁環(huán)、EMC濾波板組成一個(gè)模塊，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)，即使沒(méi)有自動(dòng)化生產(chǎn)線也能提高工人的裝配進(jìn)度。

總線電容、控制板、驅(qū)動(dòng)板、轉(zhuǎn)接板、IGBT和放電電阻；有些電機(jī)控制器會(huì)把控制板、驅(qū)動(dòng)板、適配板和放電電阻做在一起，或者把適配板和控制板做在一塊板上。比如特斯拉Model3，整個(gè)電控只有一塊板。黃色部分是驅(qū)動(dòng)部分，相當(dāng)于多塊板的驅(qū)動(dòng)板，紅色部分是控制部分，相當(dāng)于多塊板的控制板，藍(lán)色部分是放電電阻部分。它還可以通過(guò)省略適配器板來(lái)節(jié)省一些成本。目前國(guó)內(nèi)大部分控制板和適配板合二為一。

不同廠家的控制器會(huì)有所不同，但基本上以上的部件都包含了，只是不同廠家或型號(hào)會(huì)有不同的造型。

控制板分析：控制板主要包括：電源電路、控制芯片、CAN網(wǎng)絡(luò)、分解器電路和各種采樣電路。

供電電路：供電電路主要是將12V或24V的電轉(zhuǎn)換成DSP和部分電路所需的電壓。標(biāo)志是變壓器、電解電容、大塊陶瓷電容、大塊電感、粗布線。一般采用的方案：英飛凌的DSP一般采用英飛凌的電源芯片，部分采用英飛凌的TLF35584；TI的DSP一般采用TI的DSP推薦的功率芯片。

控制芯片常用的是DSP，一般是板上的芯片，還有一種會(huì)和DSP一起用FPGA和CPLD。常用的DSP芯片是英飛凌和TI，部分低端型號(hào)也是意大利半導(dǎo)體。

CAN網(wǎng)絡(luò)：以小共模扼流圈為標(biāo)志，容易與旋變電路混淆。我們可以通過(guò)判斷附近的IC來(lái)判斷是否是CAN網(wǎng)絡(luò)。

旋轉(zhuǎn)電路：硬件解碼電路以旋轉(zhuǎn)解碼芯片為標(biāo)志，主要是ADI的12XX系列芯片。如果是軟件解碼，以小共模扼流圈和推挽電路為標(biāo)志，容易和CAN網(wǎng)絡(luò)混淆，但CAN網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有推挽電路。

各種采樣電路：無(wú)法直接判斷。

驅(qū)動(dòng)板分析：驅(qū)動(dòng)板上有高壓部分和低壓部分，板上會(huì)有明顯的隔離帶。驅(qū)動(dòng)部分包括：驅(qū)動(dòng)電源、高壓采樣和驅(qū)動(dòng)電路。

電源：以變壓器為標(biāo)志，不同的方案會(huì)有不同的設(shè)置方案，一般包括反激式電源、正激式電源和半橋式電源。有6個(gè)變壓器，3個(gè)變壓器，2個(gè)變壓器，1個(gè)變壓器，6個(gè)變壓器，每個(gè)三相上下橋一個(gè)變壓器，每個(gè)橋臂一個(gè)電源，三個(gè)變壓器，每相一個(gè)變壓器，兩個(gè)變壓器，一般上橋一個(gè)變壓器。變壓器越多，PCB布線越好。

高壓采樣：高電壓采樣

驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)隔離芯片增強(qiáng)DSP輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的承載能力，驅(qū)動(dòng)IGBT，并將故障信號(hào)發(fā)送給DSP。隔離方式主要有磁隔離、電容隔離、光電隔離，我們常用的。承載能力不一，一般后面加推挽電路，現(xiàn)在也有一些承載能力更大的芯片。