新能源汽车电机控制

1. 电机控制器是什么，对新能源汽车的性能有什么影响

顾名思义，电机控制器就是用来控制电机的。如果把新能源汽车中的电驱系统看作是一台计算机，那么电机控制器就是它的“CPU”。它主要负责将直流电转化为频率可调的交流电，从而驱动电机。因此它能力、效率的高低会影响电驱系统能力、效率的高低。
目前电动车车企大多采用传统硅基IGBT功率模块作为电机电控的核心部件，但传统硅基IGBT由于它自身特性，天生会存在一定的问题。传统硅基IGBT电压范围窄、通过的电流不够大。而通过的电流不够大，就会使得电机无法100%的发挥其真正的实力，从而影响动力系统最大功率和扭矩的输出。
相比而言，碳化硅功率模块就弥补了这两方面的不足。蔚来就是使用的碳化硅功率模块，电压范围更宽，能通过更大的电流。所以蔚来ET7动力系统才能够实现更大功率、扭矩的输出。网络里面也有详细介绍。

2. 新能源汽车驱动电机控制系统的组成是什么

电机控制系统主要由电机控制器、驱动电机、电子换挡操纵装置、加速踏板组成，还包括高压电线、信号线和冷却系统。

新能源汽车电机驱动系统包括电力电子变换器以及相应的控制器。电力电子变换器由固态器件组成，主要作用是将大量能量从电源传递给电机输入端。

控制器通常由微控制器或数字信号处理器和相关的小信号电子电路组成，其主要作用是处理信息以及产生电力变换器半导体开关器件所需的切换信号。电机驱动系统主要部件、储能装置以及电机之间的关系。

新能源汽车电机驱动系统框图功率变换器包括直流变换器和交流变换器，直流变换器用于驱动直流电机，直流变换器用于驱动交流电机。功率变换器是由大功率、快速响应的半导体器件组成。电机驱动系统的电力电子电路中的固态器件的作用是作为通或断的电子开关将恒定电压变换为可变频、可变压的电源。

所有的功率器件都有一个控制输入门极（或栅极或基极）功率器件根据控制器输出的控制信号导通或者关断。在过去的20多年，功率半导体技术迅猛发展，使得直流和交流电机驱动系统朝着小型、高效和可靠的方向快速发展。在纯电动汽车及混合动力汽车电机驱动系统中，最常用的功率器件是IGBT。IGBT的电压、电流范围以及开关频率完全满足电驱动系统的要求。

DC/DC及DC/AC变换器的作用新能源汽车驱动系统控制器管理和处理系统信息以控制电驱动系统的功率流向。控制器根据驾驶员的输入指令进行动作，同时要遵循电机的控制算法。经过几十年的发展，各种电机都有很多种控制算法。在这些控制算法中，有些是用于高性能驱动系统的，另外一些是用于要求较低的调速驱动系统。

电力牵引用的电驱动系统需要响应快、效率高，因此其被归类为高性能驱动系统的范畴。这些电机驱动系统控制算法是计算密集型的，需要快速的处理器及相当多的反馈信号接口。现在的处理器基本都是数字信号处理器，取代了原来的模拟信号处理器。

与模拟信号处理器相比，数字信号处理器不仅可以降低漂移和误差，同时短时间内处理复杂算法的能力方面性能也有了较大的提高。控制器实际上是一个嵌入式系统，其中微处理器、数字信号处理器通过外围接口电子模块进行信号处理。

（图/文/摄： 问答叫兽） Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鹏汽车P7 @2019

3. 新能源汽车电机控制器的功能是什么

第一，控制电机正反转、启动停止、转速。
第二，将动力电池包高压直流电逆变成三相交流电供电机使用。

4. 新能源汽车电机控制器的作用是什么

电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力蓄电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力蓄电池中。

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。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。

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。

（图/文/摄： 问答叫兽） 小鹏汽车P7 Model Y AION V 理想ONE 蔚来EC6 Model X @2019

5. 新能源汽车电机控制系统的作用

新能源汽车电机控制系统作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元，是电机驱动及控制系统的核心，主要包含IGBT功率半导体模块及其关联电路等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。

一、技术电池技术、电机驱动及其控制技术、能量管理技术以及电动汽车整车技术为电动汽车四大关键技术。电控系统用于控制电池、电机等组件，其功能包括：电池管理，发动机、电动机能量管理等。电控系统由ECU 等控制系统、传感器等感应系统、驾驶员意图识别等子系统组成。电控系统的材料成本占比不高，但需要经过多次试验才能掌握关键算法，尤其是混合动力汽车涉及油、电混合的控制策略，技术壁垒较高。

电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元，是电机驱动及控制系统的核心，主要包含IGBT功率半导体模块及其关联电路等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。

电机驱动控制系统（包括驱动电机和电机控制器）是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，控制和驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。

一般来讲，电机控制器的主要由如下几部分组成：

1、电子控制模块（）包括硬件电路和相应的控制软件。硬件电路主要包括微处理器及其最小系统、对电机电流，电压，转速，温度等状态的监测电路、各种硬件保护电路，以及与整车控制器、电池管理系统等外部控制单元数据交互的通信电路。控制软件根据不同类型电机的特点实现相应的控制算法。

2、驱动器（Driver）将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率变换器的驱动信号，并实现功率信号和控制信号的隔离。

3、功率变换模块（PowerConverter ）对电机电流进行控制。电动汽车经常使用的功率器件有大功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管以及智能功率模块等。

目前，电动汽车电机控制器多采用三相全桥电压型逆变电路拓扑，部分产品前置双向DC/DC变换器，以增大电机端输入交流电压，提升高转速下的输出功率，降低电机设计与生产成本。传统控制器中直流支撑电容器体积庞大、耐高温性能较差。为减小直流支撑电容器体积甚至取消直流支撑电容器，新型变换器电路拓扑和控制方法成为电动汽车应用研究的新热点，但尚处于实践探索阶段。目前电动汽车用变流器的研发重点仍然多集中在电力电子集成方面。

（图/文/摄： 问答叫兽） 问界M5 传祺GS8 AION V 玛奇朵DHT PHEV 拿铁DHT 高合HiPhi X @2019

6. 新能源汽车电机控制器的功能是什么

电机控制器是连接电机与电池的神经中枢，用来调校整车各项性能，足够智能的电控不仅能保障车辆的基本安全及精准操控，还能让电池和电机发挥出充足的实力。

一、技术电池技术、电机驱动及其控制技术、能量管理技术以及电动汽车整车技术为电动汽车四大关键技术。电控系统用于控制电池、电机等组件，其功能包括：电池管理，发动机、电动机能量管理等。电控系统由ECU等控制系统、传感器等感应系统、驾驶员意图识别等子系统组成。电控系统的材料成本占比不高，但需要经过多次试验才能掌握关键算法，尤其是混合动力汽车涉及油、电混合的控制策略，技术壁垒较高。

电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元，是电机驱动及控制系统的核心，主要包含IGBT功率半导体模块及其关联电路等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。

电机驱动控制系统（包括驱动电机和电机控制器）是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，控制和驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。

一般来讲，电机控制器的主要由如下几部分组成：

1、电子控制模块（）包括硬件电路和相应的控制软件。硬件电路主要包括微处理器及其最小系统、对电机电流，电压，转速，温度等状态的监测电路、各种硬件保护电路，以及与整车控制器、电池管理系统等外部控制单元数据交互的通信电路。控制软件根据不同类型电机的特点实现相应的控制算法。

2、驱动器（Driver）将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率变换器的驱动信号，并实现功率信号和控制信号的隔离。

3、功率变换模块（PowerConverter）对电机电流进行控制。电动汽车经常使用的功率器件有大功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管以及智能功率模块等。

目前，电动汽车电机控制器多采用三相全桥电压型逆变电路拓扑，部分产品前置双向DC/DC变换器，以增大电机端输入交流电压，提升高转速下的输出功率，降低电机设计与生产成本。传统控制器中直流支撑电容器体积庞大、耐高温性能较差。为减小直流支撑电容器体积甚至取消直流支撑电容器，新型变换器电路拓扑和控制方法成为电动汽车应用研究的新热点，但尚处于实践探索阶段。目前电动汽车用变流器的研发重点仍然多集中在电力电子集成方面。

（图/文/摄： 问答叫兽） 蔚来ES8 蔚来ES6 问界M5 蔚来EC6 小鹏汽车P7 传祺GS8 @2019

7. 新能源汽车驱动电机的功能是什么

驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。

一、新能源汽车驱动电机综述

1.驱动电机的定义驱动电机（drive motor）是将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置，该装置也可具备机械能转化成电能的功能。驱动电机系统主要由驱动电机、驱动电机控制器及它们工作必须的辅助装置组合而成，其中电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配而成。

2.主要参数新能源汽车电机核心指标包括：效率、功率密度、转矩密度，其中效率包括最高效率以及高效区。

（1）持续转矩：车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下，规定的SI工作制下的最大、长期工作的转矩。

（2）最高工作转速：相应于电动汽车最高行驶车速的电机转速，车用驱动电机系统在额定电压条件下，在该转速时应能以额定功率运行。

（3）峰值功率车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下，在一定的持续时间内能输出的最大功率。对于纯电动商务车用驱动电机系统，持续时间规定为60s；对于纯电动乘用车和混合动力车用驱动电机系统，持续时间规定为30s。

3.新能源汽车对驱动电机的基本要求

（1）新能源汽车电机要求结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高。

整车布置空间有限，尤其是乘用车，因此对电机系统（电机和控制器）要求结构紧凑，尺寸小。如果要达到上述目的，必须提高电机系统的功率密度和转矩密度。

（2）新能源汽车电机的可靠性要求高。

整车运行环境恶劣，比如整车的振动、电池电压剧烈的波动，这些都是新能源汽车电机面临的恶劣环境。而作为整车，必须考虑到人身安全。因此，以上两个特点使得对新能源汽车可靠性提出更高要求。

（3）新能源汽车电机要求效率高、高效区广、重量轻。

整车上电池容量有限，又要尽可能提高续航里程，这就要求整车的电机系统效率要高，高效区必须广，这样才能提高整车的续航里程。此外，电机系统的重量必须要轻，这也是提高整车续航的方法之一。

（4）新能源汽车电机要求低噪音、低振动，满足消费者对车辆舒适性的追求。

（图/文/摄： 问答叫兽） Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鹏汽车P7 @2019

8. 新能源汽车电机控制系统有哪些功能

电机控制器的作用就是控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置。

9. 新能源汽车电机控制器的功能

电动汽车电机控制器的作用，电机控制器是控制电机驱动整车行驶的控制单元，属于电动汽车核心零部件。电机控制器具有CAN通讯功能、过流保护、过载保护、欠压保护、过压保护、缺相保护、能量回馈、限功率、高压互锁、故障上报等功能。电机控制器技术目前比较成熟，它具有集成度高、功率密度高、寿命长、输出稳定等特点。

一、电动汽车电机控制器的作用——功能介绍
电机控制器具备IGBT结温估算、变载频和过调制技术，系统效率高、动力强、可靠性高，具有CAN唤醒和休眠功能，降低电机控制器静态功耗，避免蓄电池馈电。电机控制器具备制动回馈功能，当整车刹车制动时，电机控制器通过制动回馈将电能存在动力电池中，提高续航里程。放流坡功能是为了避免有坡道起步时，当制动踏板向油门踏板切换的过程中车辆后溜，当发现车辆后溜时，电机控制器进入防溜坡转态，控制器自动调整转矩输出客服车辆因重力引起的后溜。
电机控制器还具备定速巡航功能，在不踩油门踏板的情况下，电机控制器可输出力矩自动按照VCU设定车速，保持车辆以固定的速度行驶，以节省驾驶员体力，提高驾驶体验。怠速功能，实现汽车的蠕行功能，根据电机转速合理的输出扭矩，使得电机转速维持在一个较小的转速区间。防抖功能，可以根据客户的需求增加整车防抖功能，保证车辆的舒适性。主动放电功能，整车停止运行且电池与电机控制器断开以后，电机控制器器应具备将母线电容上电荷释放的功能，实木线电压降低至人体安全电压。UDS协议，UDS主要用于整车的生产制造及售后维修，基于UDS协议，通过诊断仪可以准确的判断故障原因，提高维修效率。
二、电动汽车电机控制器的作用——使用环境
电机控制器工作温度范围：-40~85℃，其中65℃以上就会进行限制功率输出。湿度要求，继承控制器在相对湿度不超过95%的情况下能正常工作，应在其表面温度低于露点的情况下，及电机控制器在表面产生冷凝也能安全工作，在海拔3000米以下可以正常工作，其中防尘防水等级IP67。
三、电动汽车电机控制器的作用——电机控制器常见参数
电机控制器输入电压有336V的平台，也有540VDC的电压平台。除了电压还有而定输出电流、峰值输出电流、峰值运行时间、变载频范围、控制器最高效率、最高输出频率、冷却液进水口温度等。
四、总结
电机控制器的稳定性决定了整车操稳性、动力性、可靠性、安全性，所以在控制器的选型设计时一定要考虑安装空间合理性、输出功率充足性、电流曲线合理性、制动能量回馈平滑性。

10. 新能源汽车的电机控制器的作用是什么

电机控制器是连接电机与电池的神经中枢，用来调校整车各项性能，足够智能的电控不仅能保障车辆的基本安全及精准操控，还能让电池和电机发挥出充足的实力。

电控效率的提升，能显著提升纯电动汽车的整车经济性。

电控，广义上电控有整车控制器、电机控制器与电池管理系统。

本文介绍电机控制的的工作原理及优化方案。

01 电机控制器电机控制器是连接电机与电池的神经中枢，用来调校整车各项性能，足够智能的电控不仅能保障车辆的基本安全及精准操控，还能让电池和电机发挥出充足的实力。

02 电机控制器的工作过程电机控制器单元的核心，便是对驱动电机的控制。动力单元的提供者--动力电池所提供的是直流电，而驱动电机所需要的，则是三项交流电。因此，电控单元所要实现的，便是在电力电子技术上称之为逆变的一个过程，即将动力电池端的直流电转换成电机输入侧的交流电。

为实现逆变过程，电控单元需要直流母线电容，IGBT等组件来配合一起工作。当电流从动力电池端输出之后，首先需要经过直流母线电容用以消除谐波分量，之后，通过控制IGBT的开关以及其他控制单元的配合，直流电被最终逆变成交流电，并最终作为动力电机的输入电流。如前文所述，通过控制动力电机三项输入电流的频率以及配合动力电机上转速传感器与温度传感器的反馈值，电控单元最终实现对电机的控制。

（图/文/摄： 问答叫兽） 小鹏汽车P7 Model Y AION V 理想ONE 蔚来EC6 Model X @2019