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一、控制器技能

电(dian)池(chi)技(ji)能、电(dian)机(ji)(ji)驱(qu)动及其(qi)操(cao)控(kong)技(ji)能、能量(liang)(liang)办理技(ji)能以及电(dian)动轿(jiao)车整(zheng)车技(ji)能为电(dian)动轿(jiao)车四大关键(jian)技(ji)能。电(dian)控(kong)体(ti)(ti)系(xi)(xi)用(yong)于(yu)操(cao)控(kong)电(dian)池(chi)、电(dian)机(ji)(ji)等(deng)组(zu)件，其(qi)功用(yong)包(bao)含(han)：电(dian)池(chi)办理，发动机(ji)(ji)、电(dian)动机(ji)(ji)能量(liang)(liang)办理等(deng)。电(dian)控(kong)体(ti)(ti)系(xi)(xi)由ECU 等(deng)操(cao)控(kong)体(ti)(ti)系(xi)(xi)、传感器等(deng)感应体(ti)(ti)系(xi)(xi)、驾驶员目(mu)的辨认等(deng)子体(ti)(ti)系(xi)(xi)组(zu)成(cheng)。电(dian)控(kong)体(ti)(ti)系(xi)(xi)的资料本钱占比不高，但需求通(tong)过(guo)屡次实(shi)验(yan)才(cai)干掌握关键(jian)算法(fa)，尤其(qi)是混合动力轿(jiao)车触及油、电(dian)混合的操(cao)控(kong)战略，技(ji)能壁(bi)垒(lei)较(jiao)高。

电(dian)机(ji)操控器作为新能源(yuan)轿车中连接电(dian)池(chi)与电(dian)机(ji)的电(dian)能改换单元，是电(dian)机(ji)驱动及(ji)操控体系(xi)的中心，首要包含IGBT功率半导体模块及(ji)其(qi)相(xiang)关电(dian)路等(deng)硬件部(bu)分(fen)以及(ji)电(dian)机(ji)操控算法(fa)及(ji)逻辑(ji)维护等(deng)软件部(bu)分(fen)。

电(dian)机(ji)驱动操(cao)控体系（包含驱动电(dian)机(ji)和电(dian)机(ji)操(cao)控器(qi)）是(shi)新能源轿车车辆行(xing)使中(zhong)的首(shou)要(yao)执行(xing)结构，操(cao)控和驱动特(te)性决定了轿车行(xing)进的首(shou)要(yao)功用指标。

一般来讲，电机操(cao)控(kong)器(qi)的首要由如(ru)下几(ji)部分组成：

1、电子操控模块（ElectronicController）包含硬(ying)件(jian)电路(lu)和(he)相(xiang)应的操控(kong)(kong)软件(jian)。硬(ying)件(jian)电路(lu)首要(yao)包含微处理(li)(li)器及(ji)其最小(xiao)体系、对电机电流，电压(ya)，转速，温度等状况的监测电路(lu)、各(ge)种硬(ying)件(jian)维(wei)护电路(lu)，以及(ji)与整车操控(kong)(kong)器、电池办理(li)(li)体系等外部(bu)操控(kong)(kong)单元数据交互的通讯(xun)电路(lu)。操控(kong)(kong)软件(jian)依据不同类型电机的特色(se)完成(cheng)相(xiang)应的操控(kong)(kong)算(suan)法。

2、驱动器（Driver）将(jiang)微(wei)操控器(qi)对电机的(de)操控信(xin)号(hao)改(gai)换为驱(qu)动功率(lv)改(gai)换器(qi)的(de)驱(qu)动信(xin)号(hao)，并完成功率(lv)信(xin)号(hao)和操控信(xin)号(hao)的(de)阻隔。

3、功率改换模块（PowerConverter ）对电(dian)机电(dian)流进行操控(kong)。电(dian)动轿(jiao)车(che)常常运用(yong)的功(gong)率器(qi)材有大功(gong)率晶体管、门极可(ke)关(guan)断晶闸管、功(gong)率场效应管、绝缘栅双极晶体管以及智能功(gong)率模(mo)块等。

图(tu)表 1  电(dian)机操控器(qi)外观结构

现在(zai)，电(dian)(dian)(dian)(dian)动轿车(che)电(dian)(dian)(dian)(dian)机(ji)操控(kong)器(qi)多(duo)选用三(san)相全桥电(dian)(dian)(dian)(dian)压型逆(ni)变(bian)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)拓(tuo)扑，部分产品前(qian)置双向DC/DC改(gai)换(huan)器(qi)，以增(zeng)大电(dian)(dian)(dian)(dian)机(ji)端输入沟通(tong)电(dian)(dian)(dian)(dian)压，提高高转速下的输出功率，降低电(dian)(dian)(dian)(dian)机(ji)规划与生产本钱(qian)。传统操控(kong)器(qi)中(zhong)直(zhi)流支撑电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)体积巨大、耐高温功用较差。为(wei)减小(xiao)直(zhi)流支撑电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)体积乃至撤销直(zhi)流支撑电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)，新式(shi)改(gai)换(huan)器(qi)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)拓(tuo)扑和操控(kong)办法成为(wei)电(dian)(dian)(dian)(dian)动轿车(che)应(ying)用研究的新热点，但尚处于实践(jian)探究阶段。现在(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)动轿车(che)用变(bian)流器(qi)的研制(zhi)重点依然(ran)多(duo)集中(zhong)在(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)力电(dian)(dian)(dian)(dian)子集成方面。

归纳(na)技能和市场趋(qu)势剖析(xi)，未(wei)来，车(che)用驱动(dong)电机体系的(de)三个(ge)技能发展方向是永磁化、数字化和集(ji)成化。

1、永(yong)(yong)(yong)磁(ci)化指永(yong)(yong)(yong)磁(ci)电(dian)机具有功率密(mi)(mi)度(du)和转矩密(mi)(mi)度(du)高、效率高、便于维护(hu)的(de)长处(chu)。现在电(dian)机永(yong)(yong)(yong)磁(ci)化趋(qu)势正(zheng)凸显(xian)，一(yi)览众咨(zi)询(xun)数据显(xian)示，永(yong)(yong)(yong)磁(ci)同(tong)步电(dian)机在我(wo)国(guo)新能源轿车中的(de)运用占(zhan)比已超越 90%。

2、数(shu)字(zi)化(hua)包(bao)含驱(qu)动操控的数(shu)字(zi)化(hua)、驱(qu)动到(dao)数(shu)控体(ti)系接口的数(shu)字(zi)化(hua)和丈量单元数(shu)字(zi)化(hua)。用软(ruan)件最大程度地替代硬(ying)件，具有(you)维护、毛病(bing)监控、自确诊等其他功用。

3、集(ji)成(cheng)化(hua)(hua)首要(yao)体现在两个方(fang)面：1）电(dian)(dian)机(ji)(ji)方(fang)面：电(dian)(dian)机(ji)(ji)与发动(dong)(dong)机(ji)(ji)总成(cheng)、电(dian)(dian)机(ji)(ji)与变速箱总成(cheng)的集(ji)成(cheng)化(hua)(hua)；2）操控器方(fang)面：电(dian)(dian)力电(dian)(dian)子(zi)总成(cheng)（功率器材、驱动(dong)(dong)、操控、传感器、电(dian)(dian)源等）的集(ji)成(cheng)化(hua)(hua)。未来把电(dian)(dian)机(ji)(ji)、减速机(ji)(ji)、操控器一体化(hua)(hua)，是一种趋势，不只减小了体积，更(geng)使得产品愈(yu)加标准化(hua)(hua)。

1、控制器损坏的几个种类

控制器损坏一般有以下几种形(xing)式：

（1）控(kong)制(zhi)器(qi)内部(bu)电源电路损坏(huai)：一般(ban)是控(kong)制(zhi)器(qi)内部(bu)短路、断路或接触不良；外围(wei)控(kong)制(zhi)器(qi)引线某处短路、断路或接触不良；

（2）功(gong)(gong)(gong)率(lv)元器件(jian)(jian)损(sun)坏(huai)：电(dian)机(ji)损(sun)坏(huai)、功(gong)(gong)(gong)率(lv)元器件(jian)(jian)本身质量差或(huo)等级不(bu)(bu)足、功(gong)(gong)(gong)率(lv)元器件(jian)(jian)因安(an)装或(huo)震动导(dao)致接触不(bu)(bu)良、电(dian)机(ji)过(guo)载、功(gong)(gong)(gong)率(lv)元件(jian)(jian)驱动电(dian)路等级不(bu)(bu)足、功(gong)(gong)(gong)率(lv)元器件(jian)(jian)参数(shu)设计不(bu)(bu)当；

（3）线(xian)路连(lian)接(jie)接(jie)触不(bu)良(liang)：对线(xian)材保(bao)护不(bu)到(dao)位、连(lian)接(jie)线(xian)磨损(sun)、接(jie)插件松动。

2、控制器故障如何检修

检修方(fang)法：控制器(qi)内部(bu)一(yi)般采用(yong)三端集成稳压(ya)(ya)(ya)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)，常用(yong)7805、7806、7812、7815等规格的稳压(ya)(ya)(ya)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)，它们的输出电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)分别(bie)是(shi)5V、6V、12V、15V。将万用(yong)表(biao)设置在直流电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)+20V（DC）档位，将万用(yong)表(biao)黑表(biao)笔和红表(biao)笔分别(bie)靠在转把的黑线(xian)和红线(xian)上(shang)，观察(cha)万用(yong)表(biao)读(du)数是(shi)否与(yu)标称电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)相符，他们的上(shang)下(xia)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)差不(bu)应超(chao)过0.2V。

3、控制器稳压器电压测量异常的判断

如果稳压器(qi)(qi)输(shu)(shu)入的电压正常(chang)而输(shu)(shu)出(chu)没电压，说明(ming)控(kong)制器(qi)(qi)本(ben)身故障；如果输(shu)(shu)出(chu)电压低且电流大(da)，脱开(kai)负载(zai)后恢复正常(chang)，说明(ming)负载(zai)异(yi)常(chang)；如输(shu)(shu)出(chu)电压小且电流小，说明(ming)稳压器(qi)(qi)内阻大(da)。

4、控制器锯齿波发生器故障的检修方法

当振(zhen)荡器定(ding)时组件RC或芯(xin)片内的振(zhen)荡器异(yi)(yi)常不能形成(cheng)锯齿(chi)波脉冲时，信号(hao)放(fang)大电(dian)路无激励脉冲输(shu)出，会(hui)(hui)导致电(dian)机不转；如(ru)果产生的锯齿(chi)波频率(lv)异(yi)(yi)常，会(hui)(hui)导致电(dian)机转速不正常。

故(gu)障检修：可(ke)通过示波(bo)器测量定时电容(rong)C两端的波(bo)形是否正常(chang)(chang)，即可(ke)确认锯齿波(bo)脉冲发生电路是否正常(chang)(chang)。

5、控制器PWM调制器故障检修

当芯(xin)片或其外部输入的(de)电压(ya)异常(chang)使PWM脉冲不正(zheng)常(chang)，不仅会(hui)产生电机(ji)不转的(de)故障(zhang)(zhang)，还会(hui)发生电机(ji)转速不正(zheng)常(chang)的(de)故障(zhang)(zhang)。

 故(gu)障检修：用示波器检测PWM调(diao)制(zhi)器，如果有正(zheng)常(chang)锯齿形波脉(mai)冲(chong)(chong)和直流(liu)控(kong)制(zhi)器电压输入，不(bu)能输出正(zheng)常(chang)的(de)PWM脉(mai)冲(chong)(chong)，就(jiu)可判断其(qi)不(bu)正(zheng)常(chang)。

6、控制器功率放大器故障检修

当场效应管、IGBT损坏后，会(hui)引起熔断器过(guo)电(dian)流(liu)(liu)熔断，产(chan)生(sheng)(sheng)整车无电(dian)，同时取样电(dian)阻(zu)熔断，电(dian)机不(bu)转。还(hai)会(hui)使(shi)为电(dian)机提供的(de)驱动电(dian)流(liu)(liu)达到最(zui)大(da)，容(rong)易产(chan)生(sheng)(sheng)飞(fei)车事(shi)故。

故障检修方法：场效应管、IGBT是(shi)否损坏(huai)可用(yong)数字万(wan)用(yong)表(biao)的(de)二极管档或指针式万(wan)用(yong)表(biao)的(de)R*1档在线(xian)测量。

7、控制器驱动电路故障的检修

驱动(dong)电路(lu)异常(chang)不(bu)仅会导致场效应管、IGBT不(bu)能工作，产(chan)生电机不(bu)转故(gu)障，也会导致场效应管、IGBT因(yin)激励(li)不(bu)足而损坏。

8、控制器调速电路故障的检修

检修时必(bi)须确(que)认转把(ba)(ba)未处于空挡位置，这很重要。正常(chang)(chang)情况下旋转转把(ba)(ba)器件它应(ying)该(gai)能输出1~4V（正把(ba)(ba)）或4~1V（反把(ba)(ba)）的调速电压(ya)。如果输出电压(ya)不正常(chang)(chang)，在确(que)认转把(ba)(ba)的供(gong)电和接地线(xian)正常(chang)(chang)后(hou)，则说(shuo)明转把(ba)(ba)异(yi)常(chang)(chang)。

9、控制器调速电路故障的表现

当转(zhuan)把(ba)调(diao)(diao)速(su)信号输出(chu)异常(chang)，使PWM调(diao)(diao)制器输出(chu)的调(diao)(diao)宽脉(mai)冲占空比异常(chang)时(shi)，会(hui)产(chan)生车速(su)不能调(diao)(diao)整；如(ru)果PWM调(diao)(diao)制器无(wu)调(diao)(diao)宽脉(mai)冲输出(chu)时(shi)，会(hui)出(chu)现(xian)电(dian)机不转(zhuan)的故障。

10、控制器制动电路故障的表现

当闸把异常(chang)或制(zhi)动(dong)器(qi)信号放(fang)大电(dian)路(lu)异常(chang)，会导致PWM调制(zhi)器(qi)没有脉冲输出，产生电(dian)机不(bu)转；而(er)闸把异常(chang)时，将无法为PWM调制(zhi)器(qi)提供制(zhi)动(dong)信号，发生制(zhi)动(dong)功能失效。

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