華為電機控制器的案例
集成式電機控制器選型設計與控制策略
表1 標識符分配表
表2 電機控制器接收數(shù)據(jù)表
表3 電機控制器發(fā)送數(shù)據(jù)1表
表4 電機控制器發(fā)送數(shù)據(jù)2表
表5 常見故障問題表
7 總結
根據(jù)新能源汽車的最新發(fā)展趨勢，集成方案必定蓬勃發(fā)展，全文以較簡單的二合一電機控制器（MCU+PDU） 為例，詳細介紹集成式電機控制器的電氣原理、選型設計、控制方式，具體說明集成系統(tǒng)的工作原理和通信策略，以一帶多，無論是三合一電機控制器 （MCU+PDU+直流變壓器（DCDC））、四合一電機控制器（MCU+PDU+DCDC+電動轉向控制器 （EHPS））、五合一電機控制器 （MCU+PDU+EHPS+高壓氣泵控制器 （ACM）） 等多重合一控制器，都可以借鑒本文的設計方案。上文雖然只介紹了IFBT、PTC，其他用電器可以類似應用，電容性用電器需要增加預充回路進行控制，電感性用電器直接用接觸器控制就行。傳感器種類很多，只用根據(jù)具體項目的開發(fā)需求，就可以在需要的電路中安裝，采集相關的信息。
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【免責聲明】版權歸原作者所有，僅用于技術分享與交流，非商業(yè)用途！對文中觀點判斷均保持中立，若您認為文中來源標注與事實不符，若有涉及版權等請告知，將及時修訂刪除，謝謝大家的關注！
展開 集成式電機控制器選型設計與控制策略
表1 標識符分配表
表2 電機控制器接收數(shù)據(jù)表
表3 電機控制器發(fā)送數(shù)據(jù)1表
表4 電機控制器發(fā)送數(shù)據(jù)2表
表5 常見故障問題表
7 總結
根據(jù)新能源汽車的最新發(fā)展趨勢，集成方案必定蓬勃發(fā)展，全文以較簡單的二合一電機控制器（MCU+PDU） 為例，詳細介紹集成式電機控制器的電氣原理、選型設計、控制方式，具體說明集成系統(tǒng)的工作原理和通信策略，以一帶多，無論是三合一電機控制器 （MCU+PDU+直流變壓器（DCDC））、四合一電機控制器（MCU+PDU+DCDC+電動轉向控制器 （EHPS））、五合一電機控制器 （MCU+PDU+EHPS+高壓氣泵控制器 （ACM）） 等多重合一控制器，都可以借鑒本文的設計方案。上文雖然只介紹了IFBT、PTC，其他用電器可以類似應用，電容性用電器需要增加預充回路進行控制，電感性用電器直接用接觸器控制就行。傳感器種類很多，只用根據(jù)具體項目的開發(fā)需求，就可以在需要的電路中安裝，采集相關的信息。
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展開 用于無刷直流電機的汽車電動直流電機控制器的工作原理
用于無刷直流電機的汽車電動直流電機控制器的工作原理-博揚智能
直流電機控制器的具體細節(jié)取決于電機類型（有刷、無刷、步進）和使用該電機的設備的功能。例如，與有刷電機的工業(yè)直流電機控制器相比，用于無刷直流(BLDC)電機的電動汽車直流電機控制器具有不同的設計和工作原理。
控制器分為數(shù)字和模擬版本。數(shù)字直流電機控制器與其模擬變體之間的主要區(qū)別在于前者包括基于微控制器(MCU)的硬件和固件。
一些直流電機控制器類型可以接收來自電機的反饋、檢測錯誤并糾正它們，使值與設定值一致。它們被稱為閉環(huán)或反饋控制器。
或者，即使發(fā)生故障，開環(huán)或非反饋控制器也不會影響這種情況，因為它不會檢測到故障。您可以在不需要自動控制的簡單系統(tǒng)中找到此類控制器。
開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)是控制理論的基本概念。根據(jù)電子設備的要求或復雜性，您可以實施帶或不帶反饋的控制系統(tǒng)。例如，步進電機可以與開環(huán)控制器一起運行。用于高性能應用中精確定位的伺服直流電機控制器是一個閉環(huán)系統(tǒng)。
圖中顯示了閉環(huán)和開環(huán)控制系統(tǒng)的示例。在第一種情況下，機器人的電機控制器接收反饋并根據(jù)景觀條件調節(jié)速度。在非反饋系統(tǒng)的情況下，電機控制器得不到反饋。因此，機器人的速度在到達平臺時會降低。
展開 對輸入進行脈寬調制來控制電機轉速的刷式直流電機驅動器-SS6548D
刷式直流電機驅動器由定子、轉子和電刷三部分組成。定子產生固定磁場，轉子攜帶電流在磁場中受力旋轉，電刷則負責將直流電源引入轉子繞組，實現(xiàn)電流換向。當電流通過轉子繞組時，會在磁場中受到安培力的作用，從而驅動轉子旋轉。
刷式直流電機驅動器的結構相對簡單，但具有較高的效率和可靠性。其中，電刷是實現(xiàn)電流換向的關鍵部件，通常由碳材料制成，具有良好的導電性和耐磨性。此外，直流有刷電機還具有啟動轉矩大、調速范圍廣等優(yōu)點，使其在各種應用場合中具有廣泛的適用性。
在刷式直流電機驅動器運行過程中，電流需要不斷換向以保持轉子的連續(xù)旋轉。這一過程是通過電刷與換向器的配合來實現(xiàn)的。換向器通常由多個銅片組成，與轉子繞組相連。當轉子旋轉到一定位置時，電刷會接觸到下一個銅片，從而實現(xiàn)電流的換向。這種設計使得直流有刷電機能夠平穩(wěn)、高效地運行。
工采電子代理的SS6548D是一款刷式直流電機驅動器，專為工業(yè)及消費電子設計的40V/16?A大電流直流有刷電機驅動芯片，采用帶散熱盤的DFN5*5封裝，支持40V電壓應用，內置電流調節(jié)將電機電流限制到預定較大值，H橋由兩路邏輯輸入控制, 內置低導通內阻的P+N溝道MOSFET；適用于健身器材，智能化辦公，智能家具，按摩椅，工業(yè)設備及其它機電一體化電機。
能夠在寬電壓范圍（6.5?V?~?40?V）內提供持續(xù)8?A、峰值16?A的電流輸出，并通過低導通電阻（典型 45?mΩ）實現(xiàn)高效能驅動,支持PWM調速（0-50kHz）和低功耗休眠模式（待機電流僅1μA）適用于對功率密度和系統(tǒng)可靠性要求較高的場合。
展開 
ODESC V4.2 BLDC 電機驅動器/控制器 ￥5
ODESC V4.2 BLDC 電機驅動器/控制器
ODESC V4.2 無刷直流電機驅動器/控制器，帶連接器和 50W 功率電阻器，用于制動。在 FreeCAD 中繪制。
行業(yè)標準IN／IN數(shù)字控制接口的雙通道H橋電流控制電機驅動器-SS8844T
雙通道H橋驅動器（用于電機控制）結構組成：其核心是兩個獨立的H橋電路。每個H橋由四個開關元件（通常是MOSFET）構成，分為上、下橋臂。電機連接在兩個橋臂的中點之間。雙通道設計意味著可以獨立控制兩個直流電機。
工作原理：
正轉/反轉：通過控制對角線上的一對開關管導通（如左上+右下），另一對關閉，來改變流過電機的電流方向，從而實現(xiàn)電機的正反轉。
調速：采用PWM（脈沖寬度調制）技術，通過快速開關MOSFET來改變電機兩端的平均電壓，從而無級調節(jié)電機轉速。
制動：將電機的兩端短接（如同側的上橋臂和下橋臂同時導通），利用電機的反電動勢產生制動力矩，使其快速停止。
自由停止：關閉所有開關管，電機依靠慣性滑行至停止。
由工采網(wǎng)代理的SS8844T是一款四通道1/2H橋驅動芯片，提供四個可獨立控制的1/2H橋啟動器；可被用于驅動兩個DC電機、一個步進電機、四個螺線管或者其它負載；針對每個通道的輸出驅動器通道由在一個1/2H橋配置中進行配置的N通道功率MOSFET組成。
該芯片采用PWM控制方式，工作電壓范圍：8V～40V；內置3.3V基準電壓；連續(xù)輸出電流2.5A；峰值電可達4.0A；導通阻抗0.35Ω；具備四個獨立控制的1/2H橋啟動器，可驅動多種負載，如兩個DC電機、一個步進電機或四個螺線管等。每個通道的輸出驅動器通道采用N通道功率MOSFET組成，確保高效穩(wěn)定的驅動性能。
輸入可以用PWM控制，例如，控制DC電機的轉速。當使用PWM控制電感繞組時，輸出斬波電流，電機的感性決定了其需要持續(xù)的電流，稱之為循環(huán)電流。H橋可以工作于2種不同的模式來處理這循環(huán)電流，fast-decay或slow-decay。在fast-decay模式中，H橋是關斷的，通過寄生二極管來續(xù)流。
展開 2021國產電機控制器行業(yè)TOP10 ￥500
圖片來源：中車時代
汽車行業(yè)飛速發(fā)展，汽車電動化快速普及，新能源汽車最核心的技術“三電”，即電機、電控、電池。電機控制器是用來控制電動車電機的啟動、運行、進退、速度、停止以及其它電子器件的核心控制器件。
電機控制器核心技術在于功率模塊，而在幾年前功率模塊一直制約國內電機控制器的發(fā)展。但是進年來，國內大力發(fā)展功率半導體模塊，自主功率半導體逐步替代進口，例如比亞迪、中車時代、斯達半導體生產的IGBT模塊均已裝車量產，不僅功率半導體，電流傳感器、電容器技術也有著飛躍式提升。電機控制器也實現(xiàn)了整體國產化。
根據(jù)蓋世汽車產銷數(shù)據(jù)顯示，2021年8月純電動車銷量18萬，同比2020年8月增長139%，2021年1-8月純電動車銷量達117萬輛，已超越2020年全年銷量，同比2020年1-8月增長212%。
結合蓋世汽車動力總成數(shù)據(jù)庫及配套企業(yè)庫數(shù)據(jù)，從企業(yè)的資產規(guī)模、研發(fā)實力、營業(yè)收入、發(fā)展歷程、成長前景、裝機量等進行綜合考量，推出2021國產電機控制器行業(yè)TOP10，供行業(yè)參考。
弗迪動力近日發(fā)布全球首款量產八合一電動力總成，該系統(tǒng)深度融合驅動電機、電機控制器、減速器、車載充電器、直流變換器、配電箱、整車控制器、電池管理器八大部件，實現(xiàn)軟、硬件端云深度融合。
該系統(tǒng)實現(xiàn)外部高壓濾波器共用、外部接口濾波電路共用、高壓采樣共用等多部件共用，系統(tǒng)DC、OBC深度集成、配電深度集成、變壓器和電感集成、VCU/BMC/MCU芯片集成，可節(jié)省一路H橋和變壓器，節(jié)省大量高壓線束，磁模塊體積縮小40%，整體體積降低16%，重量降低10%，滿足前驅、后驅和四驅架構，助力整車布置。
展開 基于ANSYS的水冷電機控制器散熱仿真分析
摘 要：
電機控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關系到電機的輸出。以控制器中的8個電容及3個IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對其進行溫度仿真分析,分析對比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實際產品的設計生產提供支撐。
關鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
隨著電子產品小型化的發(fā)展，控制器的尺寸隨著元器件的小型化逐漸減小，但元器件的熱功率密度越來越大，其運行時會產生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結構空間的散熱，保證其不超過耐熱極限[1,2]。水的比熱容是空氣的4倍，選用水冷板對其進行散熱處理，可以提高散熱效率[3,4]。以5.5 k W控制器為例，對其主要發(fā)熱器件電容及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵極型晶體管）進行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結構降階處理
對5.5 k W控制器進行3D建模，顯示控制器有1215個部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會使模擬計算量和時間增加，一般需要進行模型降階處理[5]。
圖1 控制器模型
保留控制器的主要發(fā)熱器件為8個電容及3個IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發(fā)熱不嚴重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進行分離，防止后期網(wǎng)格劃分時，將殼體和水道劃為整體，導致網(wǎng)格劃分不合適，計算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網(wǎng)格設置
網(wǎng)格劃分的好壞直接關系到計算的結果和計算時間的長短，所以在進行網(wǎng)格劃分的時候，優(yōu)先選擇曲面狀的物體進行網(wǎng)格劃分，這樣在網(wǎng)格劃分的時候就可以保證曲面的完整性。
展開 電機控制器技術及趨勢-新能源
1.3 電機控制器基本原理
電機控制器基本功能：通過逆變橋調制輸出正玄波來驅動電機，多合一的控制器包括
配電回路：為集成控制器各部分提供配電，如TM接觸器、熔斷器、電空調回路供電、電除霜回路供電等等；
IGBT驅動回路：接收控制信號，驅動IGBT并反饋狀態(tài)，提供電壓隔離以及保護；
輔助電源：為控制電路提供電源，為驅動電路提供隔離電源；
DSP電路：接收整車控制指令，并提供反饋信息，檢測電機系統(tǒng)傳感器信息，根據(jù)指令傳輸電機控制信號；
結構與散熱系統(tǒng)：為電機控制器提供散熱，提供控制器安裝支持，提供控制器安全防護。
電機控制器熱設計
整車實際運行環(huán)境復雜，工況比較惡劣，對熱設計提出很高要求：
仿真試驗需要多層次：
系統(tǒng)級（主要側重于控制器系統(tǒng)級的熱包括水道設計合理性以及控制級內部環(huán)溫仿真，系統(tǒng)級仿真包括模塊級的模型）
模塊級（關鍵部件模型電容，銅牌的仿真，通過密度、熱流密度從而仿真電容的溫度）
單板級 （仿真單板環(huán)境溫度、單板上關鍵零件散熱，目的是為了精確單板某個關鍵器件的散熱，比如單板放了一些關鍵電阻。
展開 立即訂閱 | 白皮書-通過測試校準電機控制器
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方法一：點擊 通過測試校準電機控制器 白皮書，立刻查看/下載。
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在電動動力系統(tǒng)中，工程師可以通過改變計算機中的各種變量來優(yōu)化動力系統(tǒng)的性能。但現(xiàn)實是復雜的，工程師需要為最佳的變量集進行許多測試，因此將耗費大量的時間和人力。
在這份白皮書里，我們將討論如何通過測試，加速控制器，從而加快開發(fā)速度，盡早將產品推向市場，實現(xiàn)創(chuàng)收。
通過測試校準電機控制器 內容介紹：
電機控制器背景
在電動動力系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)一個能夠知道電機扭矩如何對逆變器做出反應的控制器，需要對動力系統(tǒng)的所有部分進行定性和數(shù)學建模。然后，這個模型將被實施到硬件中，并通過傳感器輸入來反饋當前的運行狀態(tài)。為了準確地建立一個模型，工程師需要在產品整個運行過程中所經歷的所有條件下對動力系統(tǒng)進行測試，優(yōu)化控制策略將因而需要數(shù)百次的測試和大量的時間才能實現(xiàn)。
控制器實施方面的挑戰(zhàn)
在開發(fā)控制裝置時，傳感器的低數(shù)量和不精確性為工程師帶來了問題。工程師們可能會發(fā)現(xiàn)，當他們描述控制的特征時，其在實驗室工況下運行良好但用于生產的傳感器時，他們會發(fā)現(xiàn)錯誤和其他問題。這就產生了另一組需要運行的測試和校準，以有效地實施一個強大的控制。
展開 解析丨電機功率控制器
【免責聲明】文章為作者個人觀點
新能源汽車電機控制器
一、電機控制器原理介紹
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(fā)揮出充足的實力。
如圖1所示為一款多合一電機控制器和單電機控制器外形圖。
圖1
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，則是三相交流電。因此，電控單元所要實現(xiàn)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(xiàn)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后，首先需要經過直流母線電容用以消除諧波分量，之后，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，并最終作為驅動電機的輸入電流。通過控制動力電機三相輸入電流的頻率以及配合動力電機上轉速傳感器與溫度傳感器的反饋值，電控單元最終實現(xiàn)對電機的控制。
圖2是一個典型的電機控制器系統(tǒng)電氣圖，其中主要分兩部分，一部分是高壓部分，主要實現(xiàn)高壓直流轉換成高壓三相交流；另一部分是低壓控制部分，包括所有通訊、電流傳感器檢測、電壓檢測，驅動電路、電機溫度和位置檢測、低壓電源及保護電路等等。
圖2
二、電機控制器硬件部分介紹
電機控制器硬件部分根據(jù)高低壓隔離原則基本會分成2個部分，一部分是主控板，主控板上主要布置電機控制器的低壓部分，以電機控制器主控芯片為核心分別布置了CAN通訊電路，低壓輸入濾波電路、保護電路、主控部分電源、驅動電路電源、旋變解碼電路、溫度采樣電路、過流、短路保護電路、過壓保護電路等，如圖3所示。
展開 新能源汽車驅動電機及控制器解析
驅動電機系統(tǒng)是電動汽車三大核心系統(tǒng)之一，是車輛行駛的主要驅動系統(tǒng)，其特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經濟性和用戶駕乘感受。驅動電機系統(tǒng)由驅動電機、驅動電機控制器(MCU)構成，通過高低壓線束、冷卻管路與整車其他系統(tǒng)連接。
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展開 電動汽車驅動電機控制器結構與功能
【免責聲明】文章為作者個人觀點，不代表EDC電驅未來立場。如因作品內容、版權等存在問題，請于本文布30日內聯(lián)系EDC電驅未來進行刪除或洽談版權使用事宜。
變頻器控制電機運行最常用的兩種方式
當變頻器主電路接好電源線之后，要控制電動機的運行，還需要給有關端子接上外圍接控制電路，并且將變頻器的啟動方式參數(shù)設為外部操作模式。
變頻器控制電動機運轉，常見的有兩種方式，分別是開關控制方式和繼電器控制方式：
一、開關控制的正轉控制電路
開關控制的轉控制電路如下圖所示，它是依靠手動操作變頻器STF端子外接開關SA，來對電動機進行正轉控制。
開關控制方式
電路工作原理說明如下:
1、啟動準備：按下按鈕SB2，接觸器KM線圈得電，KM常開輔助觸點和主觸點均閉合，常開輔助觸點閉合鎖定KM線圈得電自鎖，KM主觸點閉合為變頻器接通主電源。
2、正轉控制：按下變頻器STF端子外接開關SA，STF、SD端子接通，相當于STF端子輸、輸入正轉控制信號，變頻器U、V、W端子輸出正轉電源電壓，驅動電動機正向運轉。調節(jié)端子外 電位器R，變頻器輸出電源頻率會發(fā)生改變，電動機轉速也隨之變化。
3、變頻器異常保護：若變頻器運行期間出現(xiàn)異常或故障，變頻器B、C端子間內部等效的常閉開關斷開，接觸器KM線圈失電，KM主觸點斷開，切斷變頻器輸入電源，對變頻器進行保護。
4、停轉控制：在變頻器正常工作時，將開關SA斷開，STF、 SD端子斷開，變頻器停止輸出電源，電動機停轉。
若要切斷變頻器輸入主電源，可按下按鈕SB1，接觸器KM線圈失電，KM主觸點斷開，變頻器輸入電源被切斷。
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