電動汽車控制器和整車控制器

今天咱們了解一下電動汽車控制器。

一、電動機(jī)控制器

較好的汽車電動機(jī)控制器（MCU）將微電子器件和功率器件集成到同一芯片上，變成了功率集成電路（PIC），也叫“智能功率（IPM）”，其目的是進(jìn)一步減小體積，降低成本，并且改善其可靠性。

PIC包含功率模塊、控制、保護(hù)、信息傳遞及制冷等。PIC合成存在的主要問題是高電壓與低電壓器件的絕緣以及冷卻問題。不過，在今后的發(fā)展中，這種技術(shù)是最有希望應(yīng)用在電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中的，關(guān)鍵在于對器件的集成和包裝。

目前國內(nèi)電動汽車電動機(jī)控制器多數(shù)采用分立元件制作，功率集成電路形式的汽車電動機(jī)控制器技術(shù)大多掌握在國外的企業(yè)中，不過隨著中國電動汽車市場的日益成熟，國內(nèi)企業(yè)例如比亞迪已掌握這項(xiàng)技術(shù)。如圖2-44所示為電動機(jī)控制器安裝位置及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，汽車電動機(jī)控制器主要包括DSP電動機(jī)控制板、IGBT驅(qū)動器電路板、IGBT（IPM）模塊、控制電源及散熱系統(tǒng)。

圖2-44　電動機(jī)控制器安裝位置及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

DSP電動機(jī)控制器的功能為，接收整車控制器的指令并反饋信息；檢測電動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)傳感器信息；根據(jù)指令和傳感器信息產(chǎn)生逆變器開關(guān)信號。IGBT驅(qū)動電路用來接收DSP的開關(guān)信號并反饋相關(guān)信息；放大開關(guān)信號并驅(qū)動IGBT；提供電壓隔離及保護(hù)功能。

控制電源為DSP提供電源，為驅(qū)動電路提供多路相互隔離的電源。散熱系統(tǒng)為電力電子模塊散熱，為控制器組件安裝提供支撐，為控制器提供環(huán)境保護(hù)。

二、整車控制器的功能

對電動機(jī)控制器的控制功能

①根據(jù)加速踏板位置及電動機(jī)轉(zhuǎn)速確定向電動機(jī)控制器傳送的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)。

②對于固定傳動比的變速器，整車控制器按照變速器換擋手柄傳來的位置信號確定轉(zhuǎn)矩方向。

③對于兩三個傳動比的變速器，整車控制器按照變速器換擋手柄傳來

的位置信號確定轉(zhuǎn)矩方向和大小。

④當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時，整車控制器控制電動機(jī)控制器關(guān)閉逆變橋驅(qū)動電路信號，由正信號變成全負(fù)信號，并啟動再生制動和ABS摩擦制動功能，主要是控制制動效果。

2.電源管理功能

無整車控制器的電動汽車在停車時需手動斷開直流母線，如果恰好行車中人為斷開母線，將會有大的電流沖擊，同時在修理時會產(chǎn)生安全隱患。有整車控制器時，整車控制器中的軟件會對正負(fù)直流母線進(jìn)行有區(qū)別的斷電。電池箱內(nèi)布置有熔絲的檢修塞或空氣開關(guān)，只有在維修時才用手動插檢修塞或斷開空氣開關(guān)的斷電方式。直流母線斷電繼電器位置需設(shè)計(jì)在蓄電池組的輸出近端，盡可能采用減緩電流沖擊的三繼電器控制方式，除正負(fù)母線兩個繼電器外，其中一個是系統(tǒng)主電阻器繼電器。

3.自診斷功能

整車控制器可以對接入自身的傳感器、執(zhí)行器、整車控制器進(jìn)行監(jiān)測。整車控制器對檢測儀的輸出數(shù)據(jù)包括整車控制器的版本、電動機(jī)控制器的版本、防盜電子鑰匙的版本、整車控制器存儲的故障代碼、數(shù)據(jù)流。整車控制器對檢測儀輸入包括單元編碼功能、執(zhí)行元件診斷、自適應(yīng)功能。

檢測儀還要有登錄上網(wǎng)功能，以利于檢測儀的數(shù)據(jù)更新。傳感器監(jiān)測包括對電動機(jī)中冷卻液溫度、冷卻風(fēng)扇電動機(jī)繼電器線圈電路、水泵電動機(jī)繼電器線圈電路以及電動機(jī)電源的有無進(jìn)行監(jiān)控，有故障生成故障代碼，必要時點(diǎn)亮故障燈。

執(zhí)行器監(jiān)測包括繼電器是否能工作，原因在線圈還是開關(guān)，電磁閥是否能工作，并設(shè)計(jì)有進(jìn)行執(zhí)行元件診斷的程序。

4.同其他控制節(jié)點(diǎn)（ECU）的數(shù)據(jù)信息共享功能

如圖2-45所示為電動轎車控制單元結(jié)構(gòu)，整車控制器同其他控制節(jié)點(diǎn)（ECU）的數(shù)據(jù)信息共享功能如下。

圖2-45　電動轎車控制單元結(jié)構(gòu)

①接收電動機(jī)控制器節(jié)點(diǎn)傳來的電動機(jī)控制器如過溫、低電壓、過電流等故障，對故障進(jìn)行存儲，分析后認(rèn)為有必要則輸出到儀表，點(diǎn)亮儀表（ICU）動力系統(tǒng)故障燈。

②對來自電池管理系統(tǒng)（BMS）的蓄電池總電壓、電流以及各蓄電池的電壓、電池箱溫度、風(fēng)扇 繼電器工作情況、煙霧傳感器信號、內(nèi)置溫度傳感器信號、蓄電池的單塊溫度等信息進(jìn)行處理，必要時，給儀表輸出故障信號，向儀表輸出電池箱BMS分系統(tǒng)確定電池箱號及蓄電池位置號，這樣利于維修中更換蓄電池。

③整車控制器和空調(diào)ECU交換信號，控制空調(diào)的制熱和制冷。

④從漏電保護(hù)器單元接收高壓漏電信號，啟動高壓漏電自動切斷主電路開關(guān)功能。

5.防盜器功能

將編碼機(jī)械鑰匙（或感應(yīng)鑰匙）、整車控制器及電動機(jī)控制器三者聯(lián)系在一起，采用變碼送碼防盜技術(shù)。變碼送碼防盜技術(shù)主要有編碼機(jī)械鑰匙（或感應(yīng)鑰匙）和整車控制器無線通信、密碼算法A。

此外就是整車控制器和電動機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)有線通信、密碼算法B。一旦三者身份認(rèn)證通過，那么控制電動機(jī)控制器正常工作，否則電動機(jī)控制器進(jìn)入控制鎖死狀態(tài)，而不是僅僅不發(fā)轉(zhuǎn)矩信號，這樣可防止盜賊通過車輛自身動力將車盜走。

由于三者出廠時已經(jīng)通過認(rèn)證，盜賊盜走的最多是電動機(jī)控制器與整車控制器兩者，沒有鑰匙這兩個控制器不能工作，也可明顯減少盜賊盜走電動機(jī)控制器和整車控制器的想法。一旦鑰匙丟失，軟件上有可以配制新的電子鑰匙的程序。防盜控制狀態(tài)能通過檢測儀的數(shù)據(jù)流功能看到。

下面是今天的行業(yè)訊息。

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