新能源电动汽车由“大三电”和“小三电”之分,大三电包括:动力电池、电机和电机控制器;小三电包括:电动助力转向,电动空调和电动助力。今天我们就来谈一下大三电中的电机控制器。
从定义上来讲,依据GB/T18488.1-2015《电动汽车用驱动电机系统第1部分:技术条件》,电机控制器:控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置,由控制信号接口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。
从功能上来讲,新能源电动汽车控制器将新能源电动汽车动力电池的直流电转换成驱动电机的交流电,通过通讯系统与整车控制器进行通讯,控制车辆所需的速度和动力。
从外往内分析,第一步:从外观看,电机控制器就是一个铝盒子,一个低压连接器,一个两个孔组成的高压母线连接器,一个三个孔组成的与电机相连的三相连接器(多合一连接器没有三相连接器),一个或者多个透气阀和两个水道进出水口。铝盒子上面,一般设计有两个盖板,其中一个大盖板,一个接线盖板,大盖板可以将控制器完全打开,接线盖板,是接控制器母线连接器和三相连接器时使用。如图示,以奥迪e-tron三合一动力总成为例:1为低压连接器,2为高压母线连接器接口,3为防水透气阀。
低压连接器:包括电机控制器的低压电源和低压信号:低压电源,乘用车以12V为常用,商用车以24V为常用,与车辆小蓄电池相连;CAN信号,包括整车CAN与内部CAN网络,一般有两路或更多;旋变信号:与电机的旋转变压器相连接,负责检测电机的转速,旋转变压器装在电机端;部分DI和DO,根据不同的客户需求进行预留。
高压母线连接器:与动力电池相连。
防水透气阀:防止控制器内形成水汽和结露等。
看完了外部,我们看一下内部:
控制器打开盖子,就是整个电机控制器的内部结构件和电子组件,一些控制器,打开盖子的时候会根据客户的需求,在接线盖板处放置开盖保护开关。
内部主要包括:三相铜排、母线铜排,铜排支撑架,三相和母线接线支架,EMC滤波板,母线电容,控制板,驱动板,转接板,IGBT,电流传感器,EMC磁环和放电电阻等。
三相铜排、母线铜排,铜排支撑架,三相和母线接线支架,EMC磁环和EMC滤波板;现在更多的将三相铜排、母线铜排,铜排支撑架,三相和母线接线支架,EMC磁环和EMC滤波板组成一个模组,有利于自动化生产,即使不用自动化生产线也能提高工人的装配进度。
母线电容,控制板,驱动板,转接板,IGBT和放电电阻;有些电机控制器会将控制板、驱动板、转接板和放电电阻做在一起,或者将转接板与控制板做成一个板,如特斯拉Model3整个电控只有一块板。黄色部分为驱动部分,相当于多个板的驱动板,红色部分为控制部分,相当于多个板的控制板,蓝色部分为放电电阻部分,省去转接板也能节省一些成本,现在国内以控制板和转接板合二为一的居多。
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