電動汽車的控制器和整車控制器的功能分析
2020-12-08 電子發燒友電動汽車的控制器和整車控制器的功能分析
新能源汽車網 發表於 2020-03-30 10:25:34
（文章來源：新能源汽車網）
較好的汽車電動機控制器（MCU）將微電子器件和功率器件集成到同一晶片上，變成了功率集成電路（PIC），也叫「智能功率（IPM）」，其目的是進一步減小體積，降低成本，並且改善其可靠性。
PIC包含功率模塊、控制、保護、信息傳遞及製冷等。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，在今後的發展中，這種技術是最有希望應用在電動汽車驅動系統中的，關鍵在於對器件的集成和包裝。
目前國內電動汽車電動機控制器多數採用分立元件製作，功率集成電路形式的汽車電動機控制器技術大多掌握在國外的企業中，不過隨著中國電動汽車市場的日益成熟，國內企業例如比亞迪已掌握這項技術。如圖2-44所示為電動機控制器安裝位置及內部結構，汽車電動機控制器主要包括DSP電動機控制板、IGBT驅動器電路板、IGBT（IPM）模塊、控制電源及散熱系統。
DSP電動機控制器的功能為，接收整車控制器的指令並反饋信息；檢測電動機系統內傳感器信息；根據指令和傳感器信息產生逆變器開關信號。IGBT驅動電路用來接收DSP的開關信號並反饋相關信息；放大開關信號並驅動IGBT；提供電壓隔離及保護功能。
控制電源為DSP提供電源，為驅動電路提供多路相互隔離的電源。散熱系統為電力電子模塊散熱，為控制器組件安裝提供支撐，為控制器提供環境保護。
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，將會有大的電流衝擊，同時在修理時會產生安全隱患。有整車控制器時，整車控制器中的軟體會對正負直流母線進行有區別的斷電。電池箱內布置有熔絲的檢修塞或空氣開關，只有在維修時才用手動插檢修塞或斷開空氣開關的斷電方式。直流母線斷電繼電器位置需設計在蓄電池組的輸出近端，儘可能採用減緩電流衝擊的三繼電器控制方式，除正負母線兩個繼電器外，其中一個是系統主電阻器繼電器。
整車控制器可以對接入自身的傳感器、執行器、整車控制器進行監測。整車控制器對檢測儀的輸出數據包括整車控制器的版本、電動機控制器的版本、防盜電子鑰匙的版本、整車控制器存儲的故障代碼、數據流。整車控制器對檢測儀輸入包括單元編碼功能、執行元件診斷、自適應功能。
檢測儀還要有登錄上網功能，以利於檢測儀的數據更新。傳感器監測包括對電動機中冷卻液溫度、冷卻風扇電動機繼電器線圈電路、水泵電動機繼電器線圈電路以及電動機電源的有無進行監控，有故障生成故障代碼，必要時點亮故障燈。
執行器監測包括繼電器是否能工作，原因在線圈還是開關，電磁閥是否能工作，並設計有進行執行元件診斷的程序。接收電動機控制器節點傳來的電動機控制器如過溫、低電壓、過電流等故障，對故障進行存儲，分析後認為有必要則輸出到儀表，點亮儀表（ICU）動力系統故障燈。
對來自電池管理系統（BMS）的蓄電池總電壓、電流以及各蓄電池的電壓、電池箱溫度、風扇 繼電器工作情況、煙霧傳感器信號、內置溫度傳感器信號、蓄電池的單塊溫度等信息進行處理，必要時，給儀表輸出故障信號，向儀表輸出電池箱BMS分系統確定電池箱號及蓄電池位置號，這樣利於維修中更換蓄電池。
整車控制器和空調ECU交換信號，控制空調的制熱和製冷。從漏電保護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功能。將編碼機械鑰匙（或感應鑰匙）、整車控制器及電動機控制器三者聯繫在一起，採用變碼送碼防盜技術。變碼送碼防盜技術主要有編碼機械鑰匙（或感應鑰匙）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控制器實現有線通信、密碼算法B。一旦三者身份認證通過，那麼控制電動機控制器正常工作，否則電動機控制器進入控制鎖死狀態，而不是僅僅不發轉矩信號，這樣可防止盜賊通過車輛自身動力將車盜走。
由於三者出廠時已經通過認證，盜賊盜走的最多是電動機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控制器和整車控制器的想法。一旦鑰匙丟失，軟體上有可以配製新的電子鑰匙的程序。防盜控制狀態能通過檢測儀的數據流功能看到。
（責任編輯：fqj）
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