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一、控制器技能

电(dian)池技(ji)(ji)能(neng)、电(dian)机(ji)驱(qu)动(dong)(dong)及其操(cao)控(kong)(kong)技(ji)(ji)能(neng)、能(neng)量办理(li)技(ji)(ji)能(neng)以及电(dian)动(dong)(dong)轿车整车技(ji)(ji)能(neng)为电(dian)动(dong)(dong)轿车四(si)大关(guan)键(jian)技(ji)(ji)能(neng)。电(dian)控(kong)(kong)体(ti)(ti)系用于操(cao)控(kong)(kong)电(dian)池、电(dian)机(ji)等组件，其功(gong)用包含：电(dian)池办理(li)，发动(dong)(dong)机(ji)、电(dian)动(dong)(dong)机(ji)能(neng)量办理(li)等。电(dian)控(kong)(kong)体(ti)(ti)系由ECU 等操(cao)控(kong)(kong)体(ti)(ti)系、传感(gan)器(qi)等感(gan)应体(ti)(ti)系、驾(jia)驶员目的辨认等子体(ti)(ti)系组成。电(dian)控(kong)(kong)体(ti)(ti)系的资料本(ben)钱占比不(bu)高(gao)，但需求通过屡(lv)次实验才干掌握关(guan)键(jian)算法，尤其是混合动(dong)(dong)力轿车触及油、电(dian)混合的操(cao)控(kong)(kong)战(zhan)略，技(ji)(ji)能(neng)壁垒(lei)较高(gao)。

电机(ji)操控(kong)器作(zuo)为新能源(yuan)轿车中连接电池与(yu)电机(ji)的电能改换单元，是电机(ji)驱动及(ji)操控(kong)体系的中心(xin)，首(shou)要(yao)包含IGBT功率半导体模块及(ji)其相(xiang)关电路等(deng)硬件部分以及(ji)电机(ji)操控(kong)算(suan)法及(ji)逻辑维护等(deng)软件部分。

电机(ji)驱(qu)动(dong)操控体系(xi)（包含驱(qu)动(dong)电机(ji)和电机(ji)操控器）是(shi)新能(neng)源(yuan)轿车(che)(che)车(che)(che)辆行(xing)使(shi)中(zhong)的(de)首(shou)要(yao)执行(xing)结构，操控和驱(qu)动(dong)特性决定了(le)轿车(che)(che)行(xing)进的(de)首(shou)要(yao)功用指标。

一般来讲，电机操控器的首要由如下几部分组成：

1、电子操控模块（ElectronicController）包含(han)硬件电(dian)(dian)(dian)路和相(xiang)应的操(cao)控(kong)软件。硬件电(dian)(dian)(dian)路首要包含(han)微处理(li)器及其最小体(ti)(ti)系(xi)、对电(dian)(dian)(dian)机电(dian)(dian)(dian)流，电(dian)(dian)(dian)压(ya)，转速，温度等状况的监测电(dian)(dian)(dian)路、各种(zhong)硬件维护电(dian)(dian)(dian)路，以及与整(zheng)车操(cao)控(kong)器、电(dian)(dian)(dian)池(chi)办理(li)体(ti)(ti)系(xi)等外(wai)部操(cao)控(kong)单元数据(ju)交互(hu)的通讯电(dian)(dian)(dian)路。操(cao)控(kong)软件依(yi)据(ju)不同类型电(dian)(dian)(dian)机的特色完成相(xiang)应的操(cao)控(kong)算(suan)法。

2、驱动器（Driver）将微操控器对(dui)电机(ji)的(de)操控信(xin)号(hao)改(gai)换(huan)为驱(qu)动(dong)功(gong)率改(gai)换(huan)器的(de)驱(qu)动(dong)信(xin)号(hao)，并完成功(gong)率信(xin)号(hao)和操控信(xin)号(hao)的(de)阻(zu)隔。

3、功率改换模块（PowerConverter ）对电机电流进行操(cao)控(kong)。电动轿车常常运用的功(gong)率器材有大功(gong)率晶(jing)体(ti)(ti)管(guan)、门极可关断晶(jing)闸管(guan)、功(gong)率场效应(ying)管(guan)、绝(jue)缘栅(zha)双极晶(jing)体(ti)(ti)管(guan)以及智(zhi)能(neng)功(gong)率模块等。

图表 1  电(dian)机操控器外观结构

现在(zai)(zai)，电(dian)(dian)(dian)(dian)动(dong)轿车电(dian)(dian)(dian)(dian)机操(cao)(cao)控器(qi)多(duo)选(xuan)用(yong)三相全桥电(dian)(dian)(dian)(dian)压型逆(ni)变电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)拓(tuo)扑，部(bu)分(fen)产品前置双向DC/DC改(gai)(gai)换器(qi)，以增大电(dian)(dian)(dian)(dian)机端输(shu)入沟通电(dian)(dian)(dian)(dian)压，提高高转速下的输(shu)出功率，降低(di)电(dian)(dian)(dian)(dian)机规划(hua)与生产本钱。传统操(cao)(cao)控器(qi)中直流(liu)支(zhi)撑(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)体积巨大、耐高温功用(yong)较(jiao)差。为减小直流(liu)支(zhi)撑(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)体积乃至撤销(xiao)直流(liu)支(zhi)撑(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)，新式改(gai)(gai)换器(qi)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)拓(tuo)扑和操(cao)(cao)控办法成为电(dian)(dian)(dian)(dian)动(dong)轿车应用(yong)研究的新热点，但尚处于实践探(tan)究阶段(duan)。现在(zai)(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)动(dong)轿车用(yong)变流(liu)器(qi)的研制重点依(yi)然多(duo)集中在(zai)(zai)电(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)子集成方面。

归纳技能(neng)和(he)市场趋势(shi)剖析，未来(lai)，车用驱动(dong)电机体系(xi)的三个技能(neng)发展方(fang)向是(shi)永磁化、数(shu)字化和(he)集成化。

1、永磁(ci)化(hua)指永磁(ci)电机具有功率密度和转矩密度高(gao)、效率高(gao)、便于维护(hu)的长处。现在电机永磁(ci)化(hua)趋势正凸显(xian)，一览众咨(zi)询数据(ju)显(xian)示(shi)，永磁(ci)同步电机在我国新能源轿车中(zhong)的运(yun)用占(zhan)比(bi)已超越 90%。

2、数(shu)(shu)(shu)字化(hua)(hua)(hua)包含(han)驱(qu)动操(cao)控的数(shu)(shu)(shu)字化(hua)(hua)(hua)、驱(qu)动到数(shu)(shu)(shu)控体系接口的数(shu)(shu)(shu)字化(hua)(hua)(hua)和丈量(liang)单元数(shu)(shu)(shu)字化(hua)(hua)(hua)。用(yong)软件最大程度地替(ti)代硬件，具有维护、毛病监控、自确诊(zhen)等(deng)其他功用(yong)。

3、集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)化(hua)首要体(ti)现在两个方(fang)面(mian)：1）电机(ji)方(fang)面(mian)：电机(ji)与发动机(ji)总(zong)成(cheng)(cheng)、电机(ji)与变速(su)箱(xiang)总(zong)成(cheng)(cheng)的(de)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)化(hua)；2）操控(kong)(kong)器(qi)方(fang)面(mian)：电力电子(zi)总(zong)成(cheng)(cheng)（功率器(qi)材、驱动、操控(kong)(kong)、传感器(qi)、电源等(deng)）的(de)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)化(hua)。未来把(ba)电机(ji)、减(jian)速(su)机(ji)、操控(kong)(kong)器(qi)一体(ti)化(hua)，是一种趋势，不只减(jian)小了体(ti)积，更使得(de)产品愈加标准化(hua)。

1、控制器损坏的几个种类

控制器(qi)损坏一(yi)般有以下几种形式：

（1）控制器内(nei)(nei)部(bu)(bu)电源电路(lu)损坏：一(yi)般是控制器内(nei)(nei)部(bu)(bu)短(duan)路(lu)、断路(lu)或接(jie)触不良(liang)；外围控制器引线(xian)某处短(duan)路(lu)、断路(lu)或接(jie)触不良(liang)；

（2）功率元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件(jian)损坏(huai)：电(dian)(dian)机损坏(huai)、功率元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件(jian)本身质量差或等(deng)(deng)级(ji)(ji)不(bu)足(zu)、功率元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件(jian)因安装或震动(dong)导致(zhi)接触不(bu)良(liang)、电(dian)(dian)机过载(zai)、功率元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)驱动(dong)电(dian)(dian)路等(deng)(deng)级(ji)(ji)不(bu)足(zu)、功率元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件(jian)参(can)数设(she)计不(bu)当；

（3）线(xian)(xian)路连接(jie)接(jie)触不(bu)良：对线(xian)(xian)材(cai)保护不(bu)到位、连接(jie)线(xian)(xian)磨损(sun)、接(jie)插件松动。

2、控制器故障如何检修

检修方法：控制器内部一般采(cai)用(yong)(yong)三端集成(cheng)稳(wen)压(ya)电(dian)(dian)路，常用(yong)(yong)7805、7806、7812、7815等规(gui)格的稳(wen)压(ya)电(dian)(dian)路，它们的输(shu)出电(dian)(dian)压(ya)分别(bie)是5V、6V、12V、15V。将(jiang)万(wan)用(yong)(yong)表(biao)设置在直(zhi)流电(dian)(dian)压(ya)+20V（DC）档(dang)位，将(jiang)万(wan)用(yong)(yong)表(biao)黑表(biao)笔(bi)和红表(biao)笔(bi)分别(bie)靠在转(zhuan)把的黑线和红线上(shang)，观察万(wan)用(yong)(yong)表(biao)读(du)数是否与标称电(dian)(dian)压(ya)相符，他们的上(shang)下(xia)电(dian)(dian)压(ya)差不(bu)应超过0.2V。

3、控制器稳压器电压测量异常的判断

如(ru)果(guo)稳(wen)压器(qi)输(shu)入的电压正常而输(shu)出没电压，说(shuo)(shuo)明控制器(qi)本身(shen)故障；如(ru)果(guo)输(shu)出电压低(di)且电流(liu)大，脱开(kai)负(fu)载(zai)后恢复正常，说(shuo)(shuo)明负(fu)载(zai)异常；如(ru)输(shu)出电压小(xiao)且电流(liu)小(xiao)，说(shuo)(shuo)明稳(wen)压器(qi)内阻大。

4、控制器锯齿波发生器故障的检修方法

当(dang)振荡器定时组件RC或芯片内的(de)振荡器异常(chang)(chang)不(bu)能形成锯(ju)齿(chi)波脉冲时，信号放大电(dian)路无(wu)激励脉冲输出，会(hui)导致电(dian)机不(bu)转(zhuan)(zhuan)；如果产生的(de)锯(ju)齿(chi)波频率异常(chang)(chang)，会(hui)导致电(dian)机转(zhuan)(zhuan)速不(bu)正常(chang)(chang)。

故障检(jian)修：可通过(guo)示波(bo)器测量(liang)定时电(dian)容C两端的(de)波(bo)形是否(fou)正常(chang)，即可确认锯齿波(bo)脉(mai)冲发生(sheng)电(dian)路是否(fou)正常(chang)。

5、控制器PWM调制器故障检修

当芯片或其外部(bu)输(shu)入的(de)电压异常(chang)使PWM脉冲不正常(chang)，不仅会产(chan)生电机(ji)不转(zhuan)的(de)故障，还会发生电机(ji)转(zhuan)速不正常(chang)的(de)故障。

故障检修：用示波器检测PWM调制(zhi)器，如果有正常(chang)锯(ju)齿形波脉冲和(he)直流控制(zhi)器电(dian)压输入，不(bu)(bu)能(neng)输出正常(chang)的PWM脉冲，就可判断其不(bu)(bu)正常(chang)。

6、控制器功率放大器故障检修

当(dang)场(chang)效应管、IGBT损坏后，会引起(qi)熔断(duan)器(qi)过电(dian)(dian)流熔断(duan)，产生整车无电(dian)(dian)，同时取(qu)样电(dian)(dian)阻熔断(duan)，电(dian)(dian)机不转。还会使(shi)为电(dian)(dian)机提(ti)供的(de)驱动电(dian)(dian)流达(da)到最大(da)，容易产生飞车事故(gu)。

故障检(jian)修(xiu)方(fang)法(fa)：场效应管、IGBT是否损坏可(ke)用(yong)(yong)数字万用(yong)(yong)表的(de)(de)二(er)极管档或指(zhi)针式万用(yong)(yong)表的(de)(de)R*1档在(zai)线测量(liang)。

7、控制器驱动电路故障的检修

驱动(dong)电路异常不(bu)(bu)仅会导致场效(xiao)应管、IGBT不(bu)(bu)能工(gong)作(zuo)，产生(sheng)电机(ji)不(bu)(bu)转故障，也会导致场效(xiao)应管、IGBT因激励不(bu)(bu)足而损坏。

8、控制器调速电路故障的检修

检修(xiu)时必(bi)须确认(ren)转(zhuan)把(ba)未处于空(kong)挡位置，这很重要。正(zheng)常(chang)(chang)情况下(xia)旋转(zhuan)转(zhuan)把(ba)器(qi)件它应(ying)该能输出(chu)1~4V（正(zheng)把(ba)）或4~1V（反(fan)把(ba)）的调(diao)速电(dian)压。如果输出(chu)电(dian)压不(bu)正(zheng)常(chang)(chang)，在确认(ren)转(zhuan)把(ba)的供电(dian)和接地线正(zheng)常(chang)(chang)后(hou)，则(ze)说明转(zhuan)把(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)速信号输出(chu)异(yi)常(chang)，使(shi)PWM调(diao)制器(qi)(qi)输出(chu)的调(diao)宽脉(mai)冲占空比异(yi)常(chang)时(shi)，会(hui)产(chan)生车速不能调(diao)整；如果(guo)PWM调(diao)制器(qi)(qi)无调(diao)宽脉(mai)冲输出(chu)时(shi)，会(hui)出(chu)现电(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(yi)常(chang)或制动器(qi)信号(hao)放(fang)大电路异(yi)常(chang)，会导致PWM调制器(qi)没有脉冲输出，产生电机不转；而(er)闸把异(yi)常(chang)时，将无法为PWM调制器(qi)提供制动信号(hao)，发(fa)生制动功(gong)能失效。

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