新能源汽车电机控制器的功能是什么

【太平洋汽车网】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：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】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：太平洋汽车网问答叫兽）

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

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】其中还有一个最主要的部件就是电控系统，电控系统由电池管理系统和控制系统构成，管理电池组和控制电池的能量输出以及调节电动机的转速等，是连接新能源电池和电机的重要中间载体

一、电机电控的重要性新能源汽车作为传统燃油汽车的替代品，其主要电气系统即为在传统汽车“三小电”（空调、转向、制动）基础上延伸产生的电动动力总成系统“三大电”——电池、电机、电控。其中，电机、电控系统作为传统发动机（变速箱）功能的替代，其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。

同时，新能源汽车电机、电控系统面临的工况相对复杂：需要能够频繁起停、加减速，低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，具有大变速范围；混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。此外，电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。因此，电动汽车驱动系统在负载要求、技术性能和工作环境上有特殊要求：

其一，驱动电机要有更高的能量密度，实现轻量化、低成本，适应有限的车内空间，同时要具有能量回馈能力，降低整车能耗；第二，驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩，以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能；第三，电控系统要有高控制精度、高动态响应速率，并同时提供高安全性和可靠性。

（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）