新能源汽車電機控制

1. 電機控制器是什麼，對新能源汽車的性能有什麼影響

顧名思義，電機控制器就是用來控制電機的。如果把新能源汽車中的電驅系統看作是一台計算機，那麼電機控制器就是它的「CPU」。它主要負責將直流電轉化為頻率可調的交流電，從而驅動電機。因此它能力、效率的高低會影響電驅系統能力、效率的高低。
目前電動車車企大多採用傳統硅基IGBT功率模塊作為電機電控的核心部件，但傳統硅基IGBT由於它自身特性，天生會存在一定的問題。傳統硅基IGBT電壓范圍窄、通過的電流不夠大。而通過的電流不夠大，就會使得電機無法100%的發揮其真正的實力，從而影響動力系統最大功率和扭矩的輸出。
相比而言，碳化硅功率模塊就彌補了這兩方面的不足。蔚來就是使用的碳化硅功率模塊，電壓范圍更寬，能通過更大的電流。所以蔚來ET7動力系統才能夠實現更大功率、扭矩的輸出。網路裡面也有詳細介紹。

2. 新能源汽車驅動電機控制系統的組成是什麼

電機控制系統主要由電機控制器、驅動電機、電子換擋操縱裝置、加速踏板組成，還包括高壓電線、信號線和冷卻系統。

新能源汽車電機驅動系統包括電力電子變換器以及相應的控制器。電力電子變換器由固態器件組成，主要作用是將大量能量從電源傳遞給電機輸入端。

控制器通常由微控制器或數字信號處理器和相關的小信號電子電路組成，其主要作用是處理信息以及產生電力變換器半導體開關器件所需的切換信號。電機驅動系統主要部件、儲能裝置以及電機之間的關系。

新能源汽車電機驅動系統框圖功率變換器包括直流變換器和交流變換器，直流變換器用於驅動直流電機，直流變換器用於驅動交流電機。功率變換器是由大功率、快速響應的半導體器件組成。電機驅動系統的電力電子電路中的固態器件的作用是作為通或斷的電子開關將恆定電壓變換為可變頻、可變壓的電源。

所有的功率器件都有一個控制輸入門極（或柵極或基極）功率器件根據控制器輸出的控制信號導通或者關斷。在過去的20多年，功率半導體技術迅猛發展，使得直流和交流電機驅動系統朝著小型、高效和可靠的方向快速發展。在純電動汽車及混合動力汽車電機驅動系統中，最常用的功率器件是IGBT。IGBT的電壓、電流范圍以及開關頻率完全滿足電驅動系統的要求。

DC/DC及DC/AC變換器的作用新能源汽車驅動系統控制器管理和處理系統信息以控制電驅動系統的功率流向。控制器根據駕駛員的輸入指令進行動作，同時要遵循電機的控制演算法。經過幾十年的發展，各種電機都有很多種控制演算法。在這些控制演算法中，有些是用於高性能驅動系統的，另外一些是用於要求較低的調速驅動系統。

電力牽引用的電驅動系統需要響應快、效率高，因此其被歸類為高性能驅動系統的范疇。這些電機驅動系統控制演算法是計算密集型的，需要快速的處理器及相當多的反饋信號介面。現在的處理器基本都是數字信號處理器，取代了原來的模擬信號處理器。

與模擬信號處理器相比，數字信號處理器不僅可以降低漂移和誤差，同時短時間內處理復雜演算法的能力方面性能也有了較大的提高。控制器實際上是一個嵌入式系統，其中微處理器、數字信號處理器通過外圍介面電子模塊進行信號處理。

（圖/文/攝： 問答叫獸） Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鵬汽車P7 @2019

3. 新能源汽車電機控制器的功能是什麼

第一，控制電機正反轉、啟動停止、轉速。
第二，將動力電池包高壓直流電逆變成三相交流電供電機使用。

4. 新能源汽車電機控制器的作用是什麼

電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，並將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。

從定義上來講，依據GB/T18488.1-2015《電動汽車用驅動電機系統第1部分：技術條件》，電機控制器：控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號介面電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。

從功能上來講，新能源電動汽車控制器將新能源電動汽車動力電池的直流電轉換成驅動電機的交流電，通過通訊系統與整車控制器進行通訊，控制車輛所需的速度和動力。

從外往內分析，第一步：從外觀看，電機控制器就是一個鋁盒子，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連接器（多合一連接器沒有三相連接器），一個或者多個透氣閥和兩個水道進出水口。鋁盒子上面，一般設計有兩個蓋板，其中一個大蓋板，一個接線蓋板，大蓋板可以將控制器完全打開，接線蓋板，是接控制器母線連接器和三相連接器時使用。以奧迪e-tron三合一動力總成為例：1為低壓連接器，2為高壓母線連接器介面，3為防水透氣閥。

低壓連接器：包括電機控制器的低壓電源和低壓信號：低壓電源，乘用車以12V為常用，商用車以24V為常用，與車輛小蓄電池相連；CAN信號，包括整車CAN與內部CAN網路，一般有兩路或更多；旋變信號：與電機的旋轉變壓器相連接，負責檢測電機的轉速，旋轉變壓器裝在電機端；部分DI和DO，根據不同的客戶需求進行預留。

高壓母線連接器：與動力電池相連。

防水透氣閥：防止控制器內形成水汽和結露等。

內部主要包括：三相銅排、母線銅排，銅排支撐架，三相和母線接線支架，EMC濾波板，母線電容，控制板，驅動板，轉接板，IGBT，電流感測器，EMC磁環和放電電阻等。

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；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配進度。

母線電容，控制板，驅動板，轉接板，IGBT和放電電阻；有些電機控制器會將控制板、驅動板、轉接板和放電電阻做在一起，或者將轉接板與控制板做成一個板，如特斯拉Model3整個電控只有一塊板。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 小鵬汽車P7 Model Y AION V 理想ONE 蔚來EC6 Model X @2019

5. 新能源汽車電機控制系統的作用

新能源汽車電機控制系統作為新能源汽車中連接電池與電機的電能轉換單元，是電機驅動及控制系統的核心，主要包含IGBT功率半導體模塊及其關聯電路等硬體部分以及電機控制演算法及邏輯保護等軟體部分。

一、技術電池技術、電機驅動及其控制技術、能量管理技術以及電動汽車整車技術為電動汽車四大關鍵技術。電控系統用於控制電池、電機等組件，其功能包括：電池管理，發動機、電動機能量管理等。電控系統由ECU 等控制系統、感測器等感應系統、駕駛員意圖識別等子系統組成。電控系統的材料成本佔比不高，但需要經過多次試驗才能掌握關鍵演算法，尤其是混合動力汽車涉及油、電混合的控制策略，技術壁壘較高。

電機控制器作為新能源汽車中連接電池與電機的電能轉換單元，是電機驅動及控制系統的核心，主要包含IGBT功率半導體模塊及其關聯電路等硬體部分以及電機控制演算法及邏輯保護等軟體部分。

電機驅動控制系統（包括驅動電機和電機控制器）是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構，控制和驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標。

一般來講，電機控制器的主要由如下幾部分組成：

1、電子控制模塊（）包括硬體電路和相應的控制軟體。硬體電路主要包括微處理器及其最小系統、對電機電流，電壓，轉速，溫度等狀態的監測電路、各種硬體保護電路，以及與整車控制器、電池管理系統等外部控制單元數據交互的通信電路。控制軟體根據不同類型電機的特點實現相應的控制演算法。

2、驅動器（Driver）將微控制器對電機的控制信號轉換為驅動功率變換器的驅動信號，並實現功率信號和控制信號的隔離。

3、功率變換模塊（PowerConverter ）對電機電流進行控制。電動汽車經常使用的功率器件有大功率晶體管、門極可關斷晶閘管、功率場效應管、絕緣柵雙極晶體管以及智能功率模塊等。

目前，電動汽車電機控制器多採用三相全橋電壓型逆變電路拓撲，部分產品前置雙向DC/DC變換器，以增大電機端輸入交流電壓，提升高轉速下的輸出功率，降低電機設計與生產成本。傳統控制器中直流支撐電容器體積龐大、耐高溫性能較差。為減小直流支撐電容器體積甚至取消直流支撐電容器，新型變換器電路拓撲和控制方法成為電動汽車應用研究的新熱點，但尚處於實踐探索階段。目前電動汽車用變流器的研發重點仍然多集中在電力電子集成方面。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 問界M5 傳祺GS8 AION V 瑪奇朵DHT PHEV 拿鐵DHT 高合HiPhi X @2019

6. 新能源汽車電機控制器的功能是什麼

電機控制器是連接電機與電池的神經中樞，用來調校整車各項性能，足夠智能的電控不僅能保障車輛的基本安全及精準操控，還能讓電池和電機發揮出充足的實力。

一、技術電池技術、電機驅動及其控制技術、能量管理技術以及電動汽車整車技術為電動汽車四大關鍵技術。電控系統用於控制電池、電機等組件，其功能包括：電池管理，發動機、電動機能量管理等。電控系統由ECU等控制系統、感測器等感應系統、駕駛員意圖識別等子系統組成。電控系統的材料成本佔比不高，但需要經過多次試驗才能掌握關鍵演算法，尤其是混合動力汽車涉及油、電混合的控制策略，技術壁壘較高。

電機控制器作為新能源汽車中連接電池與電機的電能轉換單元，是電機驅動及控制系統的核心，主要包含IGBT功率半導體模塊及其關聯電路等硬體部分以及電機控制演算法及邏輯保護等軟體部分。

電機驅動控制系統（包括驅動電機和電機控制器）是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構，控制和驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標。

一般來講，電機控制器的主要由如下幾部分組成：

1、電子控制模塊（）包括硬體電路和相應的控制軟體。硬體電路主要包括微處理器及其最小系統、對電機電流，電壓，轉速，溫度等狀態的監測電路、各種硬體保護電路，以及與整車控制器、電池管理系統等外部控制單元數據交互的通信電路。控制軟體根據不同類型電機的特點實現相應的控制演算法。

2、驅動器（Driver）將微控制器對電機的控制信號轉換為驅動功率變換器的驅動信號，並實現功率信號和控制信號的隔離。

3、功率變換模塊（PowerConverter）對電機電流進行控制。電動汽車經常使用的功率器件有大功率晶體管、門極可關斷晶閘管、功率場效應管、絕緣柵雙極晶體管以及智能功率模塊等。

目前，電動汽車電機控制器多採用三相全橋電壓型逆變電路拓撲，部分產品前置雙向DC/DC變換器，以增大電機端輸入交流電壓，提升高轉速下的輸出功率，降低電機設計與生產成本。傳統控制器中直流支撐電容器體積龐大、耐高溫性能較差。為減小直流支撐電容器體積甚至取消直流支撐電容器，新型變換器電路拓撲和控制方法成為電動汽車應用研究的新熱點，但尚處於實踐探索階段。目前電動汽車用變流器的研發重點仍然多集中在電力電子集成方面。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 蔚來ES8 蔚來ES6 問界M5 蔚來EC6 小鵬汽車P7 傳祺GS8 @2019

7. 新能源汽車驅動電機的功能是什麼

驅動電機系統是新能源車三大核心部件之一。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構，其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標，它是電動汽車的重要部件。

一、新能源汽車驅動電機綜述

1.驅動電機的定義驅動電機（drive motor）是將電能轉換成機械能為車輛行駛提供驅動力的電氣裝置，該裝置也可具備機械能轉化成電能的功能。驅動電機系統主要由驅動電機、驅動電機控制器及它們工作必須的輔助裝置組合而成，其中電機主要由定子、轉子、機殼、連接器、旋轉變壓器等零部件裝配而成。

2.主要參數新能源汽車電機核心指標包括：效率、功率密度、轉矩密度，其中效率包括最高效率以及高效區。

（1）持續轉矩：車用驅動電機系統在額定電壓、額定轉速條件下，規定的SI工作制下的最大、長期工作的轉矩。

（2）最高工作轉速：相應於電動汽車最高行駛車速的電機轉速，車用驅動電機系統在額定電壓條件下，在該轉速時應能以額定功率運行。

（3）峰值功率車用驅動電機系統在額定電壓、額定轉速條件下，在一定的持續時間內能輸出的最大功率。對於純電動商務車用驅動電機系統，持續時間規定為60s；對於純電動乘用車和混合動力車用驅動電機系統，持續時間規定為30s。

3.新能源汽車對驅動電機的基本要求

（1）新能源汽車電機要求結構緊湊、尺寸小、功率密度高、轉矩密度高。

整車布置空間有限，尤其是乘用車，因此對電機系統（電機和控制器）要求結構緊湊，尺寸小。如果要達到上述目的，必須提高電機系統的功率密度和轉矩密度。

（2）新能源汽車電機的可靠性要求高。

整車運行環境惡劣，比如整車的振動、電池電壓劇烈的波動，這些都是新能源汽車電機面臨的惡劣環境。而作為整車，必須考慮到人身安全。因此，以上兩個特點使得對新能源汽車可靠性提出更高要求。

（3）新能源汽車電機要求效率高、高效區廣、重量輕。

整車上電池容量有限，又要盡可能提高續航里程，這就要求整車的電機系統效率要高，高效區必須廣，這樣才能提高整車的續航里程。此外，電機系統的重量必須要輕，這也是提高整車續航的方法之一。

（4）新能源汽車電機要求低噪音、低振動，滿足消費者對車輛舒適性的追求。

（圖/文/攝： 問答叫獸） Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鵬汽車P7 @2019

8. 新能源汽車電機控制系統有哪些功能

電機控制器的作用就是控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置。

9. 新能源汽車電機控制器的功能

電動汽車電機控制器的作用，電機控制器是控制電機驅動整車行駛的控制單元，屬於電動汽車核心零部件。電機控制器具有CAN通訊功能、過流保護、過載保護、欠壓保護、過壓保護、缺相保護、能量回饋、限功率、高壓互鎖、故障上報等功能。電機控制器技術目前比較成熟，它具有集成度高、功率密度高、壽命長、輸出穩定等特點。

一、電動汽車電機控制器的作用——功能介紹
電機控制器具備IGBT結溫估算、變載頻和過調制技術，系統效率高、動力強、可靠性高，具有CAN喚醒和休眠功能，降低電機控制器靜態功耗，避免蓄電池饋電。電機控制器具備制動回饋功能，當整車剎車制動時，電機控制器通過制動回饋將電能存在動力電池中，提高續航里程。放流坡功能是為了避免有坡道起步時，當制動踏板向油門踏板切換的過程中車輛後溜，當發現車輛後溜時，電機控制器進入防溜坡轉態，控制器自動調整轉矩輸出客服車輛因重力引起的後溜。
電機控制器還具備定速巡航功能，在不踩油門踏板的情況下，電機控制器可輸出力矩自動按照VCU設定車速，保持車輛以固定的速度行駛，以節省駕駛員體力，提高駕駛體驗。怠速功能，實現汽車的蠕行功能，根據電機轉速合理的輸出扭矩，使得電機轉速維持在一個較小的轉速區間。防抖功能，可以根據客戶的需求增加整車防抖功能，保證車輛的舒適性。主動放電功能，整車停止運行且電池與電機控制器斷開以後，電機控制器器應具備將母線電容上電荷釋放的功能，實木線電壓降低至人體安全電壓。UDS協議，UDS主要用於整車的生產製造及售後維修，基於UDS協議，通過診斷儀可以准確的判斷故障原因，提高維修效率。
二、電動汽車電機控制器的作用——使用環境
電機控制器工作溫度范圍：-40~85℃，其中65℃以上就會進行限制功率輸出。濕度要求，繼承控制器在相對濕度不超過95%的情況下能正常工作，應在其表面溫度低於露點的情況下，及電機控制器在表面產生冷凝也能安全工作，在海拔3000米以下可以正常工作，其中防塵防水等級IP67。
三、電動汽車電機控制器的作用——電機控制器常見參數
電機控制器輸入電壓有336V的平台，也有540VDC的電壓平台。除了電壓還有而定輸出電流、峰值輸出電流、峰值運行時間、變載頻范圍、控制器最高效率、最高輸出頻率、冷卻液進水口溫度等。
四、總結
電機控制器的穩定性決定了整車操穩性、動力性、可靠性、安全性，所以在控制器的選型設計時一定要考慮安裝空間合理性、輸出功率充足性、電流曲線合理性、制動能量回饋平滑性。

10. 新能源汽車的電機控制器的作用是什麼

電機控制器是連接電機與電池的神經中樞，用來調校整車各項性能，足夠智能的電控不僅能保障車輛的基本安全及精準操控，還能讓電池和電機發揮出充足的實力。

電控效率的提升，能顯著提升純電動汽車的整車經濟性。

電控，廣義上電控有整車控制器、電機控制器與電池管理系統。

本文介紹電機控制的的工作原理及優化方案。

01 電機控制器電機控制器是連接電機與電池的神經中樞，用來調校整車各項性能，足夠智能的電控不僅能保障車輛的基本安全及精準操控，還能讓電池和電機發揮出充足的實力。

02 電機控制器的工作過程電機控制器單元的核心，便是對驅動電機的控制。動力單元的提供者--動力電池所提供的是直流電，而驅動電機所需要的，則是三項交流電。因此，電控單元所要實現的，便是在電力電子技術上稱之為逆變的一個過程，即將動力電池端的直流電轉換成電機輸入側的交流電。

為實現逆變過程，電控單元需要直流母線電容，IGBT等組件來配合一起工作。當電流從動力電池端輸出之後，首先需要經過直流母線電容用以消除諧波分量，之後，通過控制IGBT的開關以及其他控制單元的配合，直流電被最終逆變成交流電，並最終作為動力電機的輸入電流。如前文所述，通過控制動力電機三項輸入電流的頻率以及配合動力電機上轉速感測器與溫度感測器的反饋值，電控單元最終實現對電機的控制。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 小鵬汽車P7 Model Y AION V 理想ONE 蔚來EC6 Model X @2019