新能源汽车的电机控制器的作用是什么

【太平洋汽车网】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：太平洋汽车网问答叫兽）

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。

【太平洋汽车网】新能源汽车电控的作用是控制电机输出扭矩，使车辆行驶，整个电控系统与燃油车的发动机和发动机控制器相当。控制器的能量来源于高压电池组（高压直流，一般300-400v），电机控制器内部通过控制芯片、驱动电路和IGBT等，对不同电机采用不同的控制算法，将直流电转换成交流电，然后输出给电机，再使电机产生扭矩。

新能源汽车电控系统的组成电控技术不是因新能源汽车而出现的，在传统燃油车上，电子控制系统（ECU）也同样重要，它直接负责车辆的信号接收、分析以及作出指令判断。而这项技术在应用到了新能源汽车上后，整车电子控制系统需要承担的责任也将更加复杂，而所谓的电气化架构也因为电控系统的模块增多而成为一家车企核心的技术手段。

做为整台车的总控制台，高效、稳定以及提高车辆综合性能，是电控系统在新能源汽车中承担的重要责任。相比于传统燃油车，汽车在转向电气化后增加了电池组、驱动电机、变速箱（减速器）、动能回收系统等等，而如果再加上自动驾驶和增程式系统的话，电控系统所要承担的责任就更多了，所以在传统燃油车上使用的“单一电子控制器”目前也变成了“车辆中央电子控制器”，从名称上也能够看出电控对于新能源汽车的重要意义。

如果说电机和电池技术决定了一台电动车的硬件价值，那电控则直接决定了车辆的软件处理能力，并且也将帮助电机和电池发挥出最大的硬件潜能。觉得可以用一句话来形容电控的重要性：如果一辆优秀的新能源汽车并非全部来源于电控的好坏，那么一辆糟糕的新能源汽车的原罪可能就是因为电控。

目前一台状态并不算好的新能源车应该包括了续航能力差，最高时速低，驱动系统反应慢等问题，而这其中任何一个状况都和电控系统有着必然的联系。以续航这件事来说，当把所有问题怪罪于车辆电池好坏和容量大小的时候，往往忽视了电控在其中扮演的重要角色。

新能源汽车上的电子控制系统又会被在细分为多个子系统，包括电机控制单元，电池控制单元，动能回收系统以及整车高低压转换系统等等。目前市场中新能源汽车被分为了插电式混合动力、纯电动以及燃料电池系统，三类车型在电池与电机方面属于共性的核心技术，而电控系统则会因为驱动方式的不同而不同，当然其中包含的子系统也有所不同。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】新能源汽车电控系统的主要作用是控制电机输出扭矩，使车辆行驶，整个电控系统与燃油车的发动机和发动机控制器相当。控制器的能量来源于高压电池组（高压直流，一般300-400v），电机控制器内部通过控制芯片、驱动电路和IGBT等，对不同电机采用不同的控制算法，将直流电转换成交流电，然后输出给电机，再使电机产生扭矩。

满格电新能源汽修2021-10-2517：32关注电控系统，如单纯指电机控制器，其主要作用是控制电机输出扭矩，使车辆行驶，整个电控系统与燃油车的发动机和发动机控制器相当。

控制器的能量来源于高压电池组（高压直流，一般300-400v），电机控制器内部通过控制芯片、驱动电路和IGBT等，对不同电机采用不同的控制算法，将直流电转换成交流电，然后输出给电机，再使电机产生扭矩。

系统框图如下：IGBT的作用是什么？

IGBT主要用于能量转换和传输，广泛应用于新能源汽车、智能电网、航空航天和通讯等领域。

IGBT的全名为：绝缘栅双极晶体管，是一种在新能源汽车上应用极为广泛的半导体。半导体是什么？良好的金属的导电性叫做导体、塑料、陶瓷、木材的导电性差，称为绝缘体。在导体和绝缘体之间，半导体是导电性能。

IGBT是一种由控制电路控制、是否导电的半导体。例如控制电路指示为通，那么IGBT就是导体，电流通过，如果控制电路指示为断，则IGBT就是绝缘体，电流断开。IGBT可以很容易地将输入的直流电流转换为交流电，只需通过脉宽调制即可转换为频率。充电桩从电网中接出的电流是标准的220伏交流电，而特斯拉电动汽车的电池充电则要求用直流电充电，这就要求IGBT将交流电变成直流电，并把电压提高到电动车需要的400伏的电压上，才能给7000节18650电池充电。IGBT的性能直接决定了电动车的充电效率和充电速度。

IGBT导通时，可承受数十至数百安培的电流，而断开时，可承受数百至数千伏的电压，而IGBT在大电流电压下，也可有极高的开关速度，每秒可达一万次。所以IGBT的好与坏，就直接决定了电动车的加速速度，最高速度是多少，电耗高低，能不能秒级起跑，能不能平滑变速，能不能稳定地停车，性能全靠IGBT。

IGBT是能量转换和传输的核心器件，其它电动汽车如高铁也大量使用IGBT，一辆高速铁路上要用近200个IGBT芯片，IGBT很贵，一块进口三菱的IGBT芯片IGBT很贵，IGBT控制芯片价值15万左右。用大约150块IGBT芯片的特斯拉Model3上，除了电池之外，这也是最昂贵的部件，占总成本的20%以上。

IGBT市场基本上被国外的英飞凌、三菱等公司垄断，中国有自主知识产权，做的比较好的是比亚迪。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】主控制器作为新能源车辆的大脑，在监测和保护各系统的同时也肩负着对各个指令的请求与发送。各控制器之间相互独立又相互制约。相互独立是说不同控制器的功用各有侧重独立运作；相互制约是指各控制器间存在主副关系，在特定情况下主控制器可以向副控制器发送指令使其禁用某些功能。

新能源车为什么能够行驶，光靠驾驶员发出操作意图、动力电池组提供能量、主电机提供动力是远远不够的，还需要一颗的聪明的“大脑”，使各系统能够彼此协作，满足整车动力性、经济性和安全性的目标，它就是“整车控制器”。

图

1：纯电动新能源车系统工作原理图整车控制器具有以下几方面的功能：

1、对新能源车行驶控制的功能新能源车的主电机会根据驾驶员操作意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下油门（加速踏板）或制动踏板时，主电机就会输出一定的驱动功率或再生制动功率。开度越大，输出功率越大。在这个过程中，整车控制器就是将驾驶员的操作意图翻译成了各系统能够执行的指令，实现车辆的正常行驶。

2、车辆网络化管理新能源车上有着大量的电子控制单元和传感器，彼此之间交换着数据，如：气囊高度阀传感器就会将气囊高度转化为电信号发送给整车控制器，如果高度低于预设值，整车控制器就会给相应的气囊电磁阀发出充气指令。这些数据通过CAN总线发送到整车控制器这个信息控制中心。

3、制动能量回收控制新能源车的电动机具有制动能量回收的功能，利用制动能量发电，发出的电反充给动力电池组。在这一过程中，整车控制器根据制动踏板的开度，以及动力电池的SoC值来判断是否能够进行制动能量回收，如果可以，则向电机控制器发出制动能量回收指令，否则通过制动器消耗车辆动能。

4、整车能量管理和优化在新能源车中，动力电池组除了给主动机供电外，还要给各类电动附件供电，为了获得最大里程，整车控制器负责整车的能量管理，当SoC值较低时，整车控制器对某些电动附件发出指令，降功率运行以增加续驶里程。

5、车辆状态监测和显示整车控制器会对车辆的状态进行实时检测，将各子系统的信息发送给仪表板显示出来。包括：电机转速、车速、电池电量、故障信息等。

6、外接充电管理实现外部充电桩与动力电池组的连接，监控充电过程。在不同充电阶段可以实现对充电电流的控制，遇紧急情况时，也可以自动切断充电电流。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

一、电机控制器的概述根据GB/T 18488.1-2001《电动汽车用电机及其控制器技术条件》对电机控制器的定义，电机控制器就是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。

电机、驱动器和电机控制器作为电动汽车的主要部件，在电动汽车整车系统中起着非常重要的作用，其相关领域的研究具有重要的理论意义和现实意义。

二、电机控制器的原理电机控制器作为整个制动系统的控制中心，它由逆变器和控制器两部分组成。逆变器接收电池输送过来的直流电电能，逆变成三相交流电给汽车电机提供电源。控制器接受电机转速等信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，控制器控制变频器频率的升降，从而达到加速或者减速的目的。

三、电机控制器的分类：

1、直流电机驱动系统电机控制器一般采用脉宽调制（PWM）斩波控制方式，

2、交流感应电机驱动系统电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速 方式实现电机调速，采用矢量控制或直 接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应。

3、交流永磁电机驱动系统包括正弦波永磁同步电机驱动系统和梯形波无刷直流电机驱动系统，其中正弦波永磁同步电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相 交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速；梯形波无刷直流 电机控制通常采用“弱磁调速”方式实现电机的控制。由于正弦波永磁同步电机驱动系统低速转矩脉动小且高速恒功率区调速更稳定，

4、开关磁阻电机驱动系统开关磁阻电机驱动系统的电机控制一般采 用模糊滑模控制方法。

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