新能源汽车技术之驱动电动机控制系统

一、系统概述

电机控制系统主要由电机控制器、驱动电机、电子换挡操纵装置、加速踏板组成，还包括高压电线、信号线和冷却系统。其主要实现如下功能：①挡位管理的功能②扭矩解析，实现整车驱动③保证制动优先④电机转速及工作温度的测量⑤网络管理和监控的功能⑥对电机系统安全管理及系统保护的功能

1. 电机控制器

电机控制器又称智能功率模块，是电动汽车的核心控制单元，其通过硬线直接采集加速/减速信号、制动信号、挡位信号，通过CAN 总线采集动力电池状态信息，解析驾驶员意图并根据车辆的状态控制驱动电机工作，实现车辆的正常行驶。

电机控制器使用了一些传感器来检测工作状态。包括：①电流传感器：用以检测供给电机工作的实际电流( 包括母线直流电流、三相交流电流)。②电压传感器：用以检测供给电机控制器工作的实际电压( 包括高压电池电压、蓄电池电压)。③温度传感器：用以检测电机控制系统的工作温度( 包括模块温度、电机控制器温度)。

电机控制器通过CAN 线与BMS、组合仪表等进行通讯数据连接。

2. 驱动电机

将电能转换成机械能的部件，并将自身的运行状态的信息发送给电机控制器。驱动电机使用了一些传感器来提供自身的工作信息。包括：①旋转变压器：用以检测电机工作时的实际转速。②温度传感器：用以检测电机的工作温度。

3. 电子换挡操纵装置

将驾驶员挡位的切换转换为电信号传递给电机控制器。

4. 加速踏板总成

加速踏板总成由加速踏板与加速踏板位置传感器组成，加速踏板位置传感器将加速踏板踩下深度转化为电信号传递给电机控制器，以使电机控制器判断驾驶员的意图。

5. 系统功能介绍

（1）挡位及车速控制

①车辆起动后，电机控制器采集电子换挡操纵装置的信号及加速踏板的加速信号判断其挡位状态及驾驶员意图，通过CAN1线将扭矩命令传递给电机控制器。②电机控制器根据指令信号，控制输出三相电相序，实现车辆的前进、后退。控制输出功率及频率控制车速。③组合仪表通过CAN1线，接受车辆的挡位、速度及驱动电机转速信号，并在显示屏上显示，给驾驶员提供车辆运行信息。

（2）制动控制

车辆行驶过程中，当驾驶员踩制动踏板，牵动制动开关动作，电机控制器接受制动开关发出的制动信号，判断驾驶员制动意图，停止三相电输出，切断车辆动力。

（3）电子风扇控制

①电机控制器实时检测驱动电机及自身的温度。②当温度达到设定值时，控制冷却风扇继电器闭合，冷却风扇通电工作。

二、常见车型电动机控制系统

比亚迪E6双向逆变充放电式电机控制器（VTOG）是一款高度集成化的新型多功能控制器，其主要功能：电机控制与车辆控制功能、电网对车辆充电功能、车辆对电网放电功能、车辆对用电设备供电功能以及车辆充放电功能。驱动电机控制器通过采集油门、制动、档位、模式等信号控制动力输出。

VTOG安装位置和外观如下图所示。在VTOG上有低压接口、冷却液进/出水口以及高压插接件。

众泰云100S电动汽车电机控制器采用MC3336系列低压交流控制器，该类型控制器是一款应用于低压交流电动车辆的驱动器，采用了国内外一流的交流电机控制器算法，实现了对交流电机宽调速范围内转矩的精准控制。交流驱动系统可以实现更宽的电机调速范围，从而提高了车辆的行驶速度；交流电机无碳刷、全密闭、免维护，系统可靠性大大提高；交流系统能达到更高的效率，实现灵活的能量回馈控制，从而有效地提升续航里程。

北汽EV160电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器。对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态的信息通过CAN2.0网络发送给整车控制器。驱动电机控制器内含故障诊断电路。当诊断出异常时，它将会激活一个错误代码，发送给整车控制器，同时也会把存储该故障码和数据。