3.2.2新能源汽车电机控制器结构及工作原理课件讲解

新能源汽车电机控制器结构及工作原理新能源汽车电机控制器功用

新能源汽车的驱动电机系统主要由驱动电动机DM和电机控制器MCU组成，驱动电机系统通过高低压线束、冷却管路与整车其它系统进行连接。

电机控制器是驱动电机系统的控制中心，又称智能功率模块，通常简称为MCU。主要功能是控制电机的旋转速度、旋转方向以及再生能量回收。

在驱动行驶时，动力电池的高压直流电输送至电机控制器，电机控制器将直流电转换为交流电输送给驱动电机。新能源汽车电机控制器功用在再生能量阶段，通过车轮的旋转带动电机转动。此时电动机转为发电机的功能，由电机控制器将电机产生的交流电转为直流电，然后向动力电池充电。新能源汽车电机控制器功用此外，电机控制器的另一个重要的功能就是通信和保护。

电机控制器要对电流传感器、电压传感器、温度传感器等输入信号进行处理，并将驱动电机系统的运行状态通过CAN总线发送给整车控制器，实时进行状态和故障检测，保护驱动电机系统及整车安全可靠运行。永磁同步电机控制器新能源汽车电机控制器功用

电机控制器以IGBT模块为核心，主要由控制板、冷却水道、UVW高压插件、直流高压插件、IGBT模块及驱动板、超级电容、放电电阻、电流传感器、壳体水道等组成。新能源汽车电机控制器结构超级电容是一种以电场形式储存能量的无源器件。在需要电机起动时，电容能够把储存的能量释出至电路。接通高压电路时给电容充电，在电机起动时保持电压的稳定。当断开高压电路时，通过电阻给电容放电，放电电阻通常和电容器并联，电源电压波动时，电容器会随之充放电。新能源汽车电机控制器结构超级电容当控制器带动的电机或其他感性负载在停机的时候，可采用能耗制动的方式来实现快速停车。当供电停止后，控制器的逆变电路就反向导通，把这些剩余电能反馈到变频器的直流母线上来，母线上的电压会因此而升高，当升高到一定值的时候，电阻就投入运行，使这部分电能通过电阻发热的方式消耗掉，同时维持母线上的电压保持一个正常值。放电电路故障，有可能会导致高压断电。新能源汽车电机控制器结构超级电容与整车控制器进行通信，监测直流母线电流，控制IGBT模块工作状态，监控高压线束的绝缘和工作连接情况并反馈。同时，IGBT模块的温度信号、旋变传感器信号经过处理后反馈给电机控制单元。

控制器内部设有故障诊断电路，当诊断出系统异常时会激活一个错误代码，发送给整车控制器，同时也会存储该故障码和数据。新能源汽车电机控制器结构控制主板IGBT又称为绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管（GTR）和绝缘栅型场效应管（MOSFET）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，是电机控制器电压变换与传输的核心器件。新能源汽车电机控制器结构IGBT模块旋转变压器是一种电磁式传感器，又称作同步分解器，简称旋变。用来测量驱动电机的转轴角位移和角速度。传感器线圈由励磁绕组、余弦绕组和正弦绕组3个线圈组成，固定在壳体上，信号齿圈固定在转子上，随转子以统旋转。新能源汽车电机控制器结构旋转变压器旋转变压器转子旋转变压器定子新能源汽车电机控制器结构高压电源输入正常(一般绝缘性能大于20MΩ);低压12V电源供电正常(电压范围11~14V);与整车控制器通信正常;电容充放电正常;旋变传感器信号正常;三相交流输出电路正常，电机及电机控制器温度正常，开盖保持开关信号正常。驱动电机系统工作必须满足的条件：高压电控总成，又称“四合一”，集成双向交流逆变式电机控制器模块、车载充电器模块、DC-DC变换器模块和高压配电模块，另内部还装有漏电传感器。高压电控总成上层下层丰田普锐斯带转换器的逆变器总成新能源汽车电机控制器工作原理

电机控制器与驱动电机配套使用，由于动力电池是以直流方式供电，而驱动电机是永磁同步交流电机。当驱动电机驱动车辆行驶时，电机控制器需将动力电池的直流电转换为交流电（DC-AC逆变）供给驱动电机。当驱动电机作为发电机，回收能量时，电机控制器则需将交流电转换为直流电（AC-DC整流），为动力电池充电。与此同时，电机控制器通过电流传感器、电压传感器及温度传感器实时监测自己与驱动电机的工作状态，确保电驱系统处于稳定的工作状态。新能源汽车电机控制器工作原理当电机驱动车辆前行或倒退时，动力电池通过PDU将高压直流电流向电机控制器，电机控制器将动力电池的高压直流电逆变为三相交流电，供给驱动电机，驱动车辆。在车辆驱动过程中，电机控制器主要起逆变作用，由六个IGBT模块实现。驱动模式VCU通过控制不同IGBT模块导通，就可以给电机不同定子绕组供电，如此连续不断的导通变化，在驱动电机绕组中形成连续的旋转磁场。此外，改变IGBT的触发信号频率和时间，就能改变驱动电机定子绕组电流的相位和幅值，以适应驱动电机的驱动需要。IGBT3和IGBT5导通IGBT1和IGBT6导通IGBT2和IGBT4导通新能源汽车电机控制器工作