电机控制器（电机控制器简介）

/ 简介 /
简略地讲电机控制器是由周边器件和主芯片（或单片机）组成。周边器件是一些功能器件，如执行、采样等，它们是电阻、传感器、桥式开关电路，以及辅助单片机或专用集成电路完成控制过程的器件；单片机也称微控制器，是在一块集成片上把存贮器、有变换信号语言的译码器、锯齿波发生器和脉宽调制功能电路以及能使开关电路功率管导通或截止、通过方波控制功率管的的导通时间以控制电机转速的驱动电路、输入输出端口等集成在一起，而构成的计算机片。这就是电动车的智能控制器。
控制器的设计品质、特性、所采用的微处理器的功能、功率开关器件电路及周边器件布局等，直接关系到整车的性能和运行状态，也影响控制器本身性能和效率。不同品质的控制器，用在同一辆车上，配用同一组相同充放电状态的电池，有时也会在续驶能力上显示出较大差别。
电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。
在电动车辆中，电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力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电池中。它是电动车辆的关键零部件之一。
/ 电动机控制器3大模块 /
1、电子控制模块（ElectronicController）：是包括硬件电路和相应的控制软件的统称。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）：可以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，并隔离功率信号和控制信号。
3、功率变换模块（PowerConverter ）：起到对电机电流进行控制的作用。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。
电动机在驱动汽车工作过程中，电动机控制器在促使电动机工作。电机控制器是由逆变器和控制器两部分组成。其中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，其次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。
/ 电机控制器的保护功能 /
保护功能是对控制器中换相功率管、电源免过放电，以及电动机在运行中，因为某种故障或误操作而导致的可能引起的损伤等故障出现时，电路根据反馈信号采取的保护措施。电动车基本的保护功能和扩展功能如下：
1、制动断电
当制动时，内部开关被闭合或被断开，而改变了原来的开关状态。这个变化形成信号传送到控制电路中，电路根据预设程序发出指令，立即切断基极驱动电流，使功率截止，停止供电。因而，既保护了功率管本身，又保护了电动机，也防止了电源的浪费。
2、欠压保护
这里指的是电源的电压。当放电最后阶段，在负载状态下，电源电压已经接近“放电终止电压”，控制器面板（或仪表显示盘）即显示电量不足，引起驾驶员的注意，计划自己的行程。当电源电压已经达到放终时，电压取样电阻将分流信息馈入比较器，保护电路即按预先设定的程序发出指令，切断电流以保护电子器件和电源。
3、过流保护
电流超限对电机和电路一系列元器件都可能造成损伤，甚至烧毁，这是绝对应当避免的。控制电路中，必须具备这种过电流的保护功能，在过流时经过一定的延时即切断电流。
4、过载保护
过载保护和过电流保护是相同的，载重超限必然引起电流超限。
5、欠速保护
仍然属于过流保护范畴，是为不具备0速起步功能的无刷控制系统而设置。
/ 控制器有以下一些特点 /
1. 主控制器采用先进的横置立式安装方法，为控制器的散热提供了自然的垂直对流空气，散热效果更明显。
2. 高达IP54（防尘放水）的防护等级使控制器的安装没有了限制
3. 特有消除共振频率的四点减震结构，使控制器免受长期震动带来的可靠性问题
4. 内部直流母线部分采用全叠层结构，使母排（母排就是指供电系统中,电柜中总制开关与各分路电路中的开关的连接铜排或铝排.表面有做绝缘处理.主要作用是做导线用）的总杂散电感控制在几个nH左右，除了改善EMI特性外，进一步提高了电源的利用率。注：EMI是一种滤波器，通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路，其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备，而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。
5. 控制信号接口、电机传感器信号接口、通信及调试接口独立引出，使整车线束方便布置，进一步降低干扰
6. 完善的IO接口，可配置不同的应用，CAN总线控制和线束控制两种方式均可。
/ 汽车电机控制器技术发展趋势 /
1、高安全性,这个是基本要求，集成功能越来越多,安全要求越高。
2、高功率密度化，外形体积随分装向小型化发展。
3、高压化是基本趋势。
4、EMC等级越来越高。
说明：文章观点仅供分享交流，不代表汽车电子联盟的立场，转载请注明出处，如涉及版权等问题，请您私信公众号，我们将及时沟通处理。