電機(jī)控制器熱分析的案例
增程式電機(jī)控制器高效熱分析與研究
但是，增程式電機(jī)直接與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸集成連接，發(fā)動(dòng)機(jī)本身產(chǎn)生的高溫也會(huì)傳遞給電機(jī)系統(tǒng)，使其工作環(huán)境非常惡劣，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致電機(jī)控制器溫升過高損壞或者故障，因此開發(fā)增程式電機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵便是有效的熱管理設(shè)計(jì)。
本文正是針對(duì)一款增程式電機(jī)控制器的散熱需求，設(shè)計(jì)了增程式電機(jī)控制器及其高效的雙面水冷散熱器，并介紹了該增程控制器整體結(jié)構(gòu)和其散熱器冷卻結(jié)構(gòu)。
為了進(jìn)一步研究其散熱器冷卻效果，分別對(duì)該增程式電機(jī)控制器的功率模塊和薄膜電容進(jìn)行了熱仿真研究和臺(tái)架溫升測試，通過對(duì)比分析可知，本文的增程式電機(jī)控制器散熱器冷卻結(jié)構(gòu)具有良好的散熱效果，能夠滿足在發(fā)動(dòng)機(jī)周圍長時(shí)間工作的需求，對(duì)于同類型增程式控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值和借鑒意義。
1總體設(shè)計(jì)
1.1控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖1(a)為本文設(shè)計(jì)的增程式二合一發(fā)電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，電機(jī)控制器位于電機(jī)右上方，電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，電機(jī)機(jī)殼法蘭面與發(fā)動(dòng)機(jī)外殼法蘭安裝面連接固定，電機(jī)轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子輪轂與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸法蘭盤連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)增程式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的集成。
圖1(b)為本文設(shè)計(jì)的增程式電機(jī)控制器。增程式電機(jī)控制器采用平板式IGBT模塊(GD400HTX75P7S)，薄膜電容規(guī)格設(shè)計(jì)為500V/250μF(C362H257N0026A8)，其中，薄膜電容固定在箱體底部，散熱器位于薄膜電容上方，與箱體內(nèi)部進(jìn)出水口相連接。
功率IGBT模塊通過螺栓安裝在散熱器上表面，磁環(huán)濾波組件、三相輸出組件分別安裝箱體底部的兩端，并且磁環(huán)濾波組件與薄膜電容輸入銅排電氣連接，三相輸出組件通過轉(zhuǎn)接銅排與功率IGBT模塊的輸出端子電氣連接。
展開 基于ANSYS的水冷電機(jī)控制器散熱仿真分析
摘 要：
電機(jī)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(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個(gè)電容及3個(gè)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(duì)其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對(duì)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(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
隨著電子產(chǎn)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(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結(jié)構(gòu)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(duì)其進(jìn)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(duì)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(jìn)行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結(jié)構(gòu)降階處理
對(duì)5.5 k W控制器進(jìn)行3D建模，顯示控制器有1215個(gè)部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會(huì)使模擬計(jì)算量和時(shí)間增加，一般需要進(jìn)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(gè)電容及3個(gè)IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發(fā)熱不嚴(yán)重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補(bǔ)完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進(jìn)行分離，防止后期網(wǎng)格劃分時(shí)，將殼體和水道劃為整體，導(dǎo)致網(wǎng)格劃分不合適，計(jì)算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分的好壞直接關(guān)系到計(jì)算的結(jié)果和計(jì)算時(shí)間的長短，所以在進(jìn)行網(wǎng)格劃分的時(shí)候，優(yōu)先選擇曲面狀的物體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣在網(wǎng)格劃分的時(shí)候就可以保證曲面的完整性。
展開 集成式電機(jī)控制器選型設(shè)計(jì)與控制策略
表1 標(biāo)識(shí)符分配表
表2 電機(jī)控制器接收數(shù)據(jù)表
表3 電機(jī)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)1表
表4 電機(jī)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)2表
表5 常見故障問題表
7 總結(jié)
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(jī)控制器（MCU+PDU） 為例，詳細(xì)介紹集成式電機(jī)控制器的電氣原理、選型設(shè)計(jì)、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(jī)控制器 （MCU+PDU+直流變壓器（DCDC））、四合一電機(jī)控制器（MCU+PDU+DCDC+電動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器 （EHPS））、五合一電機(jī)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(shè)計(jì)方案。上文雖然只介紹了IFBT、PTC，其他用電器可以類似應(yīng)用，電容性用電器需要增加預(yù)充回路進(jìn)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(xiàng)目的開發(fā)需求，就可以在需要的電路中安裝，采集相關(guān)的信息。
-----------------------------------------------------------------
【免責(zé)聲明】版權(quán)歸原作者所有，僅用于技術(shù)分享與交流，非商業(yè)用途！對(duì)文中觀點(diǎn)判斷均保持中立，若您認(rèn)為文中來源標(biāo)注與事實(shí)不符，若有涉及版權(quán)等請(qǐng)告知，將及時(shí)修訂刪除，謝謝大家的關(guān)注！
展開 集成式電機(jī)控制器選型設(shè)計(jì)與控制策略
表1 標(biāo)識(shí)符分配表
表2 電機(jī)控制器接收數(shù)據(jù)表
表3 電機(jī)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)1表
表4 電機(jī)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)2表
表5 常見故障問題表
7 總結(jié)
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(jī)控制器（MCU+PDU） 為例，詳細(xì)介紹集成式電機(jī)控制器的電氣原理、選型設(shè)計(jì)、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(jī)控制器 （MCU+PDU+直流變壓器（DCDC））、四合一電機(jī)控制器（MCU+PDU+DCDC+電動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器 （EHPS））、五合一電機(jī)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(shè)計(jì)方案。上文雖然只介紹了IFBT、PTC，其他用電器可以類似應(yīng)用，電容性用電器需要增加預(yù)充回路進(jìn)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(xiàng)目的開發(fā)需求，就可以在需要的電路中安裝，采集相關(guān)的信息。
-----------------------------------------------------------------
【免責(zé)聲明】版權(quán)歸原作者所有，僅用于技術(shù)分享與交流，非商業(yè)用途！對(duì)文中觀點(diǎn)判斷均保持中立，若您認(rèn)為文中來源標(biāo)注與事實(shí)不符，若有涉及版權(quán)等請(qǐng)告知，將及時(shí)修訂刪除，謝謝大家的關(guān)注！
展開 
用于無刷直流電機(jī)的汽車電動(dòng)直流電機(jī)控制器的工作原理
用于無刷直流電機(jī)的汽車電動(dòng)直流電機(jī)控制器的工作原理-博揚(yáng)智能
直流電機(jī)控制器的具體細(xì)節(jié)取決于電機(jī)類型（有刷、無刷、步進(jìn)）和使用該電機(jī)的設(shè)備的功能。例如，與有刷電機(jī)的工業(yè)直流電機(jī)控制器相比，用于無刷直流(BLDC)電機(jī)的電動(dòng)汽車直流電機(jī)控制器具有不同的設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)控制器類型可以接收來自電機(jī)的反饋、檢測錯(cuò)誤并糾正它們，使值與設(shè)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(huì)影響這種情況，因?yàn)樗粫?huì)檢測到故障。您可以在不需要自動(dòng)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(shè)備的要求或復(fù)雜性，您可以實(shí)施帶或不帶反饋的控制系統(tǒng)。例如，步進(jìn)電機(jī)可以與開環(huán)控制器一起運(yùn)行。用于高性能應(yīng)用中精確定位的伺服直流電機(jī)控制器是一個(gè)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(jī)器人的電機(jī)控制器接收反饋并根據(jù)景觀條件調(diào)節(jié)速度。在非反饋系統(tǒng)的情況下，電機(jī)控制器得不到反饋。因此，機(jī)器人的速度在到達(dá)平臺(tái)時(shí)會(huì)降低。
展開 對(duì)輸入進(jìn)行脈寬調(diào)制來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的刷式直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器-SS6548D
SS6548D可通過對(duì)輸入進(jìn)行脈寬調(diào)制來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，如果將邏輯輸入設(shè)置為低電平，則芯片會(huì)進(jìn)入低功耗休眠模式，此外針對(duì)故障和短路問題提供了全面保護(hù)，包括欠壓鎖定（UVLO），過流保護(hù)(OCP)及過熱保護(hù)(OTP)其高達(dá)16A的峰值輸出電流和8A持續(xù)電流能力，結(jié)合全面的保護(hù)功能與靈活的PWM控制，可提供高效電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案。
內(nèi)置0 50?kHz PWM 控制接口，支持正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)及滑行四種工作模式，滿足精確調(diào)速需求，雙路H橋結(jié)構(gòu)，采用P+N MOS 組合的兩對(duì)低內(nèi)阻 MOSFET，實(shí)現(xiàn)高效電流驅(qū)動(dòng)并降低導(dǎo)通損耗，內(nèi)置電流限制功能。
典型電路應(yīng)用圖：
?馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片 - SS6548D的特性：
獨(dú)立的H橋驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)繞組或者其它負(fù)載
寬工作電壓范圍：6.5V～40V
RDS(ON)(HS+LS)(典型值)：45m?
驅(qū)動(dòng)能力：持續(xù)電流8A，峰值16A
PWM（脈寬調(diào)制）控制接口
集成電流調(diào)節(jié)功能
低功耗休眠模式
集成保護(hù)特性：
- VM欠壓鎖定
- 過流保護(hù) (OCP)
- 過流重啟功能
- 熱關(guān)斷 (TSD)
- 故障自恢復(fù)
SS6548D憑借其高電流輸出、低導(dǎo)通損耗及全保護(hù)集成的特性，顯著簡化了大功率直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。無論是工業(yè)設(shè)備的強(qiáng)魯棒性需求，還是消費(fèi)電子的低功耗場景，該芯片均能提供可靠高效的解決方案，歡迎咨詢工采網(wǎng)“在線客服”獲取產(chǎn)品詳細(xì)資料。
深圳率能半導(dǎo)體在電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域深耕多年，技術(shù)以及產(chǎn)品方面已經(jīng)很完善，如果想了解更多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)資料，歡迎致電聯(lián)系：133 9280 5792(微信同號(hào))
展開 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IN／IN數(shù)字控制接口的雙通道H橋電流控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器-SS8844T
雙通道H橋驅(qū)動(dòng)器（用于電機(jī)控制）結(jié)構(gòu)組成：其核心是兩個(gè)獨(dú)立的H橋電路。每個(gè)H橋由四個(gè)開關(guān)元件（通常是MOSFET）構(gòu)成，分為上、下橋臂。電機(jī)連接在兩個(gè)橋臂的中點(diǎn)之間。雙通道設(shè)計(jì)意味著可以獨(dú)立控制兩個(gè)直流電機(jī)。
工作原理：
正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)：通過控制對(duì)角線上的一對(duì)開關(guān)管導(dǎo)通（如左上+右下），另一對(duì)關(guān)閉，來改變流過電機(jī)的電流方向，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
調(diào)速：采用PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)，通過快速開關(guān)MOSFET來改變電機(jī)兩端的平均電壓，從而無級(jí)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
制動(dòng)：將電機(jī)的兩端短接（如同側(cè)的上橋臂和下橋臂同時(shí)導(dǎo)通），利用電機(jī)的反電動(dòng)勢產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使其快速停止。
自由停止：關(guān)閉所有開關(guān)管，電機(jī)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(qū)動(dòng)芯片，提供四個(gè)可獨(dú)立控制的1/2H橋啟動(dòng)器；可被用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)DC電機(jī)、一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、四個(gè)螺線管或者其它負(fù)載；針對(duì)每個(gè)通道的輸出驅(qū)動(dòng)器通道由在一個(gè)1/2H橋配置中進(jìn)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(nèi)置3.3V基準(zhǔn)電壓；連續(xù)輸出電流2.5A；峰值電可達(dá)4.0A；導(dǎo)通阻抗0.35Ω；具備四個(gè)獨(dú)立控制的1/2H橋啟動(dòng)器，可驅(qū)動(dòng)多種負(fù)載，如兩個(gè)DC電機(jī)、一個(gè)步進(jìn)電機(jī)或四個(gè)螺線管等。每個(gè)通道的輸出驅(qū)動(dòng)器通道采用N通道功率MOSFET組成，確保高效穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)性能。
輸入可以用PWM控制，例如，控制DC電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)使用PWM控制電感繞組時(shí)，輸出斬波電流，電機(jī)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(guān)斷的，通過寄生二極管來續(xù)流。
展開 ODESC V4.2 BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器/控制器 ￥5
ODESC V4.2 BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器/控制器
ODESC V4.2 無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器/控制器，帶連接器和 50W 功率電阻器，用于制動(dòng)。在 FreeCAD 中繪制。
Simcenter Amesim電機(jī)仿真：電機(jī)熱分析應(yīng)用
端蓋內(nèi)部空間的換熱對(duì)溫升會(huì)產(chǎn)生重要影響，因此不可忽略。端蓋內(nèi)部空間和電機(jī)的旋轉(zhuǎn)以及固定部件都有熱交換，尤其是端部繞組。對(duì)于轉(zhuǎn)子端面而言，空氣與轉(zhuǎn)子的相對(duì)速度以半徑1/2處的對(duì)應(yīng)速度為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于定子端面而言，由于空氣會(huì)被轉(zhuǎn)子帶動(dòng)，這里以轉(zhuǎn)子外緣處的空氣流速為基準(zhǔn)，進(jìn)行適當(dāng)修正后用于計(jì)算。修正系數(shù)的取值取決于轉(zhuǎn)子端面的外形，如有無溝槽等，以及端部繞組的幾何設(shè)計(jì)。因此如果需要得到精確的修正系數(shù)，推薦采用CFD軟件對(duì)特定端部外形進(jìn)行詳細(xì)分析。
圖4 端部對(duì)流換熱模型
該電機(jī)的冷卻回路由殼體內(nèi)的三條冷卻水道構(gòu)成，因此殼體的在熱模型上以冷卻水道為界被劃分為內(nèi)部殼體和外部殼體。內(nèi)部殼體與定子軛存在熱交換，外部殼體與空氣存在熱交換，同時(shí)兩者都與端蓋存在熱交換。結(jié)構(gòu)上，三條水道為串聯(lián)關(guān)系，因此在建立熱模型時(shí)將它們用一個(gè)換熱模塊表示，該模塊參數(shù)包含了三條水道的總長度。
圖5 電機(jī)水道實(shí)物圖（左）及其模型（右）
3. 仿真計(jì)算
通過建立電機(jī)的等效熱路模型，根據(jù)使用工況可以計(jì)算出所有關(guān)鍵部位（18個(gè)熱節(jié)點(diǎn)）的溫度變化過程。從而幫助設(shè)計(jì)人員掌握關(guān)鍵部位可能出現(xiàn)的溫度極值，進(jìn)而一方面為確定使用過程中的最大許用邊界提供參考依據(jù)，另一方面為電機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供參考基準(zhǔn)。
圖6 電機(jī)各部位的溫度變換過程
圖7 電機(jī)各部位的溫度極值
在Simcenter Amesim中的控件面板上，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)照熱路原理圖查看任何時(shí)刻電機(jī)內(nèi)部的溫度分布情況，如下圖所示。
展開 電機(jī)控制器技術(shù)及趨勢-新能源
1.3 電機(jī)控制器基本原理
電機(jī)控制器基本功能：通過逆變橋調(diào)制輸出正玄波來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，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(diào)回路供電、電除霜回路供電等等；
IGBT驅(qū)動(dòng)回路：接收控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)IGBT并反饋狀態(tài)，提供電壓隔離以及保護(hù)；
輔助電源：為控制電路提供電源，為驅(qū)動(dòng)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(jī)系統(tǒng)傳感器信息，根據(jù)指令傳輸電機(jī)控制信號(hào)；
結(jié)構(gòu)與散熱系統(tǒng)：為電機(jī)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(hù)。
電機(jī)控制器熱設(shè)計(jì)
整車實(shí)際運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，工況比較惡劣，對(duì)熱設(shè)計(jì)提出很高要求：
仿真試驗(yàn)需要多層次：
系統(tǒng)級(jí)（主要側(cè)重于控制器系統(tǒng)級(jí)的熱包括水道設(shè)計(jì)合理性以及控制級(jí)內(nèi)部環(huán)溫仿真，系統(tǒng)級(jí)仿真包括模塊級(jí)的模型）
模塊級(jí)（關(guān)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(jí) （仿真單板環(huán)境溫度、單板上關(guān)鍵零件散熱，目的是為了精確單板某個(gè)關(guān)鍵器件的散熱，比如單板放了一些關(guān)鍵電阻。
展開 2021國產(chǎn)電機(jī)控制器行業(yè)TOP10 ￥500
圖片來源：中車時(shí)代
汽車行業(yè)飛速發(fā)展，汽車電動(dòng)化快速普及，新能源汽車最核心的技術(shù)“三電”，即電機(jī)、電控、電池。電機(jī)控制器是用來控制電動(dòng)車電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、進(jìn)退、速度、停止以及其它電子器件的核心控制器件。
電機(jī)控制器核心技術(shù)在于功率模塊，而在幾年前功率模塊一直制約國內(nèi)電機(jī)控制器的發(fā)展。但是進(jìn)年來，國內(nèi)大力發(fā)展功率半導(dǎo)體模塊，自主功率半導(dǎo)體逐步替代進(jìn)口，例如比亞迪、中車時(shí)代、斯達(dá)半導(dǎo)體生產(chǎn)的IGBT模塊均已裝車量產(chǎn)，不僅功率半導(dǎo)體，電流傳感器、電容器技術(shù)也有著飛躍式提升。電機(jī)控制器也實(shí)現(xiàn)了整體國產(chǎn)化。
根據(jù)蓋世汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示，2021年8月純電動(dòng)車銷量18萬，同比2020年8月增長139%，2021年1-8月純電動(dòng)車銷量達(dá)117萬輛，已超越2020年全年銷量，同比2020年1-8月增長212%。
結(jié)合蓋世汽車動(dòng)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(chǎn)規(guī)模、研發(fā)實(shí)力、營業(yè)收入、發(fā)展歷程、成長前景、裝機(jī)量等進(jìn)行綜合考量，推出2021國產(chǎn)電機(jī)控制器行業(yè)TOP10，供行業(yè)參考。
弗迪動(dòng)力近日發(fā)布全球首款量產(chǎn)八合一電動(dòng)力總成，該系統(tǒng)深度融合驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)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(shí)現(xiàn)軟、硬件端云深度融合。
該系統(tǒng)實(shí)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(qū)、后驅(qū)和四驅(qū)架構(gòu)，助力整車布置。
展開 
解析丨電機(jī)功率控制器
【免責(zé)聲明】文章為作者個(gè)人觀點(diǎn)
新能源汽車電機(jī)控制器
圖12
本文我們對(duì)單電機(jī)控制器內(nèi)部布置進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖13所示是一款標(biāo)準(zhǔn)單電機(jī)控制器內(nèi)部元件布置圖，產(chǎn)品主要分為三個(gè)回路：第一個(gè)回路是高壓主回路，如圖10所示，接線端子通過格蘭頭，通過端子座支撐穿過母線電流傳感器，經(jīng)過直流母排，流過薄膜電容濾波，再經(jīng)過IGBT逆變后由導(dǎo)電銅排經(jīng)過三相電流傳感器從格蘭頭輸出。第二個(gè)回路是低壓控制回路，VCU指令經(jīng)過圖中控制線束接插件到達(dá)控制電路板，經(jīng)過主控芯片處理后控制電機(jī)控制器對(duì)整車需求進(jìn)行響應(yīng)，最終轉(zhuǎn)換成實(shí)際電流、電壓、頻率輸出，并實(shí)時(shí)與VCU進(jìn)行通訊，把響應(yīng)情況和電機(jī)控制器目前狀態(tài)反饋給VCU。第三個(gè)回路就是水路，整車的冷卻防凍液通過圖中冷卻水管接頭進(jìn)入主殼體的散熱水道，經(jīng)過內(nèi)部熱量交換后再從另一冷卻水管接頭流出，一般流經(jīng)電機(jī)后回到整車的換熱器，換熱器經(jīng)過風(fēng)扇冷卻后，冷卻水再流向電機(jī)控制器，就這樣不斷循環(huán)，帶走電機(jī)控制器內(nèi)部（主要是IGBT）產(chǎn)生的熱量。下面對(duì)如圖13所示部分結(jié)構(gòu)零件關(guān)鍵技術(shù)及目前行業(yè)方向進(jìn)行簡單介紹：
圖13
如圖13中所示電機(jī)控制器主殼體材料在手工樣機(jī)階段主要是AL6061或是AL6063,然后通過CNC機(jī)加得到；工程樣機(jī)后基本采用高壓鑄造工藝，材料主要是ADC12或是A380。內(nèi)部水道行業(yè)主流除了HP-Drive模塊自帶Pin針?biāo)劳猓蠖疾捎脷んw自帶水道另做水冷蓋板通過摩擦焊工藝焊接成一體。當(dāng)然也有一部分企業(yè)采用如圖13中所示水冷蓋板壓水冷密封圈或是打膠密封形成水道，此工藝如果密封材料選型不當(dāng)或是蓋板壓力不夠的情況下存在漏水的風(fēng)險(xiǎn)。
展開 新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器解析
驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車三大核心系統(tǒng)之一，是車輛行駛的主要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)，直接影響車輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和用戶駕乘感受。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(MCU)構(gòu)成，通過高低壓線束、冷卻管路與整車其他系統(tǒng)連接。
-----------------------------------------------------------------
【免責(zé)聲明】版權(quán)歸原作者所有，僅用于技術(shù)分享與交流，非商業(yè)用途！對(duì)文中觀點(diǎn)判斷均保持中立，若您認(rèn)為文中來源標(biāo)注與事實(shí)不符，若有涉及版權(quán)等請(qǐng)告知，將及時(shí)修訂刪除，謝謝大家的關(guān)注！
展開 電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器功能安全架構(gòu)研究
作為純電動(dòng)汽車核心動(dòng)力部件，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器其功能安全的正確實(shí)施顯得尤為重要。本文將從純電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的安全目標(biāo)出發(fā)，詳細(xì)闡述針對(duì)不同微處理器結(jié)構(gòu)如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)層面的功能安全。
1 電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器安全完整性等級(jí)分析
1.1 安全目標(biāo)及安全完整性等級(jí)ASIL
產(chǎn)品安全性開發(fā)的最終目的是為了符合安全目標(biāo)。安全目標(biāo)是系統(tǒng)最高層面的安全要求，是危害分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（HARA）的結(jié)果。基于HARA分析可以得出針對(duì)安全目標(biāo)的汽車安全完整性等級(jí)（ASIL）。根據(jù)文獻(xiàn)可知，ASIL等級(jí)的確定需要針對(duì)危害事件綜合考慮嚴(yán)重度（S）、暴露概率（E）和可控性（C）的因素，如表1所示，其中D代表最高等級(jí)，A代表最低等級(jí)，QM表示質(zhì)量管理。
對(duì)于S，E，C指標(biāo)，文獻(xiàn)中均有明確定義，本文不再贅述。需要說明的是，一個(gè)安全目標(biāo)可能與多種危害相關(guān)，而多個(gè)安全目標(biāo)也可能與某種單一的危害有關(guān)。對(duì)于一個(gè)電子電氣系統(tǒng)，可能存在多個(gè)安全目標(biāo)；而對(duì)于一個(gè)安全目標(biāo)，在不同暴露場景下對(duì)應(yīng)的ASIL等級(jí)可能不同，通常選擇最高的ASIL等級(jí)進(jìn)行開發(fā)。
文獻(xiàn)介紹了ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的HARA分析方法。基于該方法，可對(duì)純電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器進(jìn)行如下分析：控制系統(tǒng)的功能是“提供所需要的轉(zhuǎn)矩”，對(duì)其進(jìn)行危害與可操作性分析（HOZAP）的關(guān)鍵詞可定義為“轉(zhuǎn)矩”，HOZAP分析的目的是用于識(shí)別控制系統(tǒng)功能的失效。表2示出對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的HOZAP分析。
限于篇幅，本文僅以“非預(yù)期的轉(zhuǎn)矩增加”的功能失效行為為例進(jìn)行分析，則在整車層面產(chǎn)生的潛在危害是“非預(yù)期的車輛加速”。對(duì)于該危害，從不同的場景分析S，E，C等級(jí)。
展開 