電機控制器功能

01

驅動時，將高壓直流電，通過IGBT功率模塊，轉換成三相交流電，驅動電機輸出動力給減速器；發電時，將電機線圈端產生的三相交流電通過IGBT模塊，轉變成高壓直流電，給電池充電。

驅動電機器（控制模塊），根據從安裝到變頻器和驅動電機的每個傳感器發送的信息和狀態，并通過CAN通訊將狀態信息發送給每個模塊。驅動電機控制模塊，根據逆變器和通過VCU接收到的驅動電機的狀態，將控制信號傳輸到逆變器中的功率晶體管。各傳感器信息輸入到驅動電機控制模塊如圖11和表1所示。

電機控制器結構

02

電機控制器位于驅動驅動電機的頂部。動力蓄電池直流母線通過固定螺栓與電機控制器連接。電機控制器將動力蓄電池提供的直流電轉換成交流電以驅動驅動電機。將在減速期間由驅動電機產生的交流電轉換成直流電，以對動力蓄電池充電。

電機控制器通過控制直流頻率將直流電轉換為交流電。電機控制器集成了一個三相橋式電路，該電路使用功率晶體管在直流電和交流電之間進行轉換。電機控制器與驅動電機三相動力線以固定螺母連接，三相動力線短，而且布置在機殼內，具有良好的屏蔽性（圖12）。

如圖13所示，電機控制器集成了電容器和放電電阻。當連接動力蓄電池接觸器時，電容器可防止浪涌電流暫時流動，并消除功率晶體管的開關噪聲。當主電源關閉（正常關閉）時，高壓電路中的剩余電能將通過負載電阻放電，來確保高壓電路的安全性。

電機控制器工作原理

03

電機控制器通過矢量控制的方式控制電機輸出扭矩。通過控制IGBT開關管的順序實現電機正轉、反轉和制動能量回收功能。驅動控制系統工作原理如圖14所示。

（1）驅動時（圖15）

高壓直流電，通過IGBT功率模塊，轉換成三相交流電，驅動電機輸出動力給減速器；減速器將電機輸出轉速扭矩降速增扭后傳遞到驅動軸以驅動整車運動。

（2）發電時（圖16）

將車輪傳遞到減速器的轉速扭矩，增速降扭后傳遞到驅動電機，驅動電機將電機線圈端產生的三相交流電通過IGBT模塊，轉變成高壓直流電，給動力蓄電池充電。

IGBT功率晶體管

04

電機控制器具有內置的驅動電機控制模塊，驅動電機控制模塊控制和監視電驅動系統。IGBT功率模塊由一個三相橋式電路組成，在IGBT中使用6個功率晶體管和6個二極管(圖17)。

功率晶體管是一種用于控制大功率電子電路的半導體元件由于連接并阻擋了大量電流，會產生大量熱量。因此使用冷卻劑進行冷卻，以減小因過熱引起的部件損壞和功率損失。功率晶體管根據來自柵極驅動器的驅動信號進行操作，并從動力蓄電池向定子線圈供電或阻止其供電。當驅動驅動電機控制模塊向柵極驅動器輸出驅動信號時，驅動電壓從柵極驅動器輸入到功率晶體管以將其導通。驅動電路通過IGBT功率晶體管的導通，動力蓄電池電流被提供給驅動電機的定子線圈(圖18)。

(1)驅動時(圖19)

①當驅動電機控制模塊向柵極驅動器輸出驅動信號時，驅動電壓從柵極驅動器輸入到功率晶體管以將其導通。當功率晶體管導通時，來自動力蓄電池的電流從上游流向下游。

②通過間歇性地打開/關閉功率晶體管以控制電流頻率，在定子線圈中會產生交流電。

③通過更改6個功率晶體管的組合，將交流電傳送到驅動電機各相的定子線圈。

④通過執行功率晶體管的占空比控制，在定子線圈中產生接近正弦波交流電的交流電。

(2)發電時(圖20)①交流電是由驅動電機的旋轉產生的。②通過將交流電向逆變器中的二極管傳送，進行三相全波整流，并將交流電轉換為直流電。③電動機轉換后的直流電輸入到動力蓄電池以對動力蓄電池充電。

(3)電流控制（圖21)

根據駕駛條件和駕駛員操作計算出的要求扭矩，確定輸出電流指令值，并控制功率晶體管占空比，以達到指令值。

①如果增加功率晶體管導通的時間，則輸出電流會增加，這使得旋轉磁場更強，從而增加了驅動電機轉矩。

②如果減小功率晶體管導通的時間，則輸出電流會減小，這會使旋轉磁場變弱，從而減小驅動電機轉矩。

(4)轉速控制通過更改功率晶體管的通/斷開關頻率來控制驅動電機的轉速，從而改變占空比的頻率。

降低頻率時，驅動電機轉速降低，而增加頻率時，驅動電機轉速提高。

①轉速：增加(圖22)。當功率晶體管的通/斷開關頻率增加時，交流頻率增加，這增加了驅動電機的轉速。

②轉速：降低(圖23)。當功率晶體管的通/斷開關頻率降低時，交流頻率降低，這就降低了驅動電機的轉速。

來源：網絡