电机控制器用来驱动电动汽车上的主电机,一般是接收整车控制器的信号,控制汽车主电动机的启动、运行、调速、停止,它和整车控制器一起就像是电动车的 大脑,是电动车上的重要部件。
电动汽车上除了驱动车轮运行的主驱电机外,还会有一些配套的辅件,例如转向油泵电机、打气泵电机、DC/DC、高压配电盒以及绝缘检测等。在带有这些配套辅件的电动汽车上,除了主驱电机控制器外,还需配备转向 DC/AC、打气 DC/AC、DC/DC、高压配电盒和绝缘检测仪等辅件控制器。
目前用到的方案通常有两种:
第一种主驱电机控制器和各辅件控制器分离
独立主驱控制器
*独立辅驱控制器
第二种是一体化的多合一控制器,即将主驱电机控制器、 高压配电, DCDC、空压机电机控制器、转向电机控制器集为一体的集成控制器, 也称之为五合一控制器。
外观与端口定义
旋变端口定义
低压控制端口定义
英威腾主辅驱集成控制器,即将主驱电机控制器、高压配电,DCDC、 空压机电机控制器、转向电机控制器集为一体的集成控制器,也称之为五合一控制器。
高压配电(PDU)
高压配电将接触器、保险丝等集成在一起,形成一个紧凑完整的独立模组,相 对分立器件用线缆搭建体积更小,装配更方便,性能更稳定
包含预充回路,主正回路,高压附件回路,充电回路,各回路器件:接触器, 保险丝,铜排,线缆等。可完成对高压主回路(电机控制器)及高压辅助回路(空压机、DC/DC 、电动转向控制器、空调压缩机、PTC)等的配电及保护;且预留上 装用熔断器,以备上装高压取电。
主驱电机控制器 MCU
为整车驱动提供动力的控制模块。电机控制器将直流高压电,转换为三相交流 电供给驱动电机,电机经变速箱输出力矩,驱动车辆行驶;(主驱电机)
转向油泵控制器 DCAC(SDCAC)
为整车转向提供助力的控制模块。转向泵控制器(DC-AC 逆变器)将直流高压电,转换为三相交流电供给转向泵电机,电机带动转向油泵工作,产生油压,继而达到助力转向的功能。
气泵 DCAC 模块(BDCAC)
为整车制动提供助力的控制模块。气泵控制器(DC-AC 逆变器)将直流高压电, 转换为三相交流电供给气泵电机,电机带动气泵工作,产生压缩空气,继而达到助力制动的功能。
DCDC 模块
将高压直流电转为低压直流电,给车辆低压蓄电池充电并且为整车低压用电器 提供稳定低压电源。
原理
网络拓扑
系统框架
主驱接触器(K1、K2)
(1)行车状态主驱接触器吸合条件:
①上电使能信号
②on 档信号
③start 档信号。当 3 个信号同时有效时,执行主驱接触器吸合流程,
①②信号同时存在时,维持 K2 吸合 状态。
①、③信号为 CAN 信号由 HCU 发出,②为硬线信号。
(2)充电状态判断:条件为 A+信号是否有效,有效时 K2 不允许吸合。(3)K2 断开条件:
无①或②以及控制器内部判断。
(4)K2 吸合后,向 HCU 反馈吸合状态报文。
主驱接触器
上装接触器(K3、K4)
(1)上装接触器吸合条件:
①K2 吸合信号
②上装启动信号
③上装使能信号
①②③同时有效的情况下,执行上装接触器吸合流程,
①②③信号同时存在时,维持 K4 吸合状态。
②③信号为硬线信号由上装运动控制器发出
(2)K4 断开条件:
无②③以及在 K2 正常断开的情况下,也要断开上装接触器。
(3)K4 吸合后,向上装运动控制器反馈吸合状态(装有时)。
上装接触器
辅驱接触器(K5)
1)行车状态:
K2 吸合后,五合一控制器控制 K5 吸合。
2)充电状态:五合一控制器收到 HCU 发的 DCDC 使能报文以及 A+有效信号,五合 一控制器控制 K5 吸合。
DC/AC 油泵:
a.CAN 使能控制,以额定转速工作。
b.采用双源转向泵。
c.具体双源控制逻辑以软件策略为准。
DC/AC 气泵:
a.CAN 使能控制(CAN 信号丢失后响应硬线悬空使能(悬空工作,高电平不工作)) 且 K5 吸合(五合一自判断),2 条都满足后开始工作。
b.先有硬线使能,未有 K5 吸合时,DC/AC 不能误报欠压故障。(K2 吸合后 3s 后 K5 未吸合,则报欠压故障)
DC/DC
a.行车状态:CAN 使能控制
b.充电状态:CAN 使能控制,同时检测到 A+有效的情况下,五合一控制器只控制 DCDC。
辅驱接触器
PTC 接触器(K6)
CAN 使能控制及 K2 吸合(五合一自判断),2 条都满足后开始工作。
PTC 接触器
下电流程
(1)HCU 发送请求断开 K2 指令,五合一控制器执行 K2 断开流程,五合一控制器 再收到TCU快速下电指令,且判断K2接触器状态为断开后,五合一控制器执行快速下 电命令,快速下电完成后,五合一控制器做粘连检测,检测结果反馈给 HCU,然后 HCU 控制断开负极。
(2)通讯故障,且 ON 档无效,整车在 5km/h 以下方可允许下电。
互锁原理:
互锁检测用于判断整车高压线束是否连接到位,由于整个互锁检测 回路通过串联方式连接,所以当有一路高压线束未连接到位时就会报互锁故障
①高压环路互锁,包括电池高压输入、主驱电机输出
②开盖互锁,控制器上盖打开时会弹开开盖检测按钮,导致报互锁故障
检测方式:万用表使用二极管档测量互锁公头是否导通,导通为正常。使用直流电压档检测母头电压,有电压为正常。
1、绝缘类故障综合处理办法
因电动车电压较高,一旦系统发生绝缘性故障,后果非常严重。为保障车辆安全性,高压系统带有绝缘自检测功能,当系统检测到高压风险时,高压系统自动断电,同时显示故障码。
2、绝缘系统故障测量方法
关闭点火锁 关闭电源总开关、紧急切断开关 关闭机械电源总开关 拔掉 MSD 电源开关 拔掉电池输出高压线束 拔掉高压配电盒各高压线束 使用绝缘表测量各高压线束对地绝缘电阻。线束对地绝缘电阻应大于 50 兆欧。
序号 | 名称 | 绝缘阻值要求 |
1 | 主驱动电机控制器总成 | 冷态电阻>1MΩ |
2 | 高压电缆总成 |
试验电压1000VDC 大于5000MΩ (常温常湿) 大于100MΩ(湿热状 态) |
3 | 高压配电盒总成 | 50MΩ、5000V DC |
4 | DC-AC逆变器总成 | >20MΩ、1000V |
5 | DC-DC转换器总成-高压 | >20MΩ、1000V |
6 | 动力电池总成 | ≥500Ω/V |
7 | 动力蓄电池主控箱 | ≥500Ω/V |
8 | 蓄电池箱总成 | ≥500Ω/V |