新能源电动汽车控制器的结构及测试
【摘要】随着现代科学技术的快速发展，汽车进入越来越多的家庭中。传统汽车在方便人们出行的同时又带了严重的环境污染问题，特别是空气的污染尤为严重。为了减少环境污染建设资源节约型、环境友好型的社会，新能源电动汽车技术快速发展。新能源电动汽车相比传统汽车有许多优点，它是以非常规车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，其动力系统很简单：电池组—电动机—车辆传动系。本文主要从新能源电动汽车的控制和驱动方面来介绍新能源电动汽车集成控制器，介绍新能源电动汽车集成控制器的内部结构及其相关的测试。
目 录
引言 1
一、新能源电动汽车控制器的介绍 2
（一）电机控制器的功能介绍 2
（二）新能源电动汽车控制器的内部组成 3
（三）新能源电动汽车集成控制器的整机拓扑 3
（四）新能源电动汽车集成控制器单板拓扑 3
二、新能源电动汽车集成控制器的结构 6
（一）新能源电动汽车集成控制器的上电逻辑 6
（二）新能源电动汽车集成控制器的信号的传递顺序 7
（三）新能源电动汽车集成控制器结构设计中的标准 7
（四）新能源电动汽车集成控制器的外部结构 7
（五）新能源电动汽车集成控制器的内部结构 9
（六）新能源电动汽车集成控制器中的核心器件的介绍 9
三、 新能源电动汽车集成控制器的测试 10
（一）新能源电动汽车集成控制器的测试标准与规范 10
（二）新能源电动汽车集成控制器的基本测试 11
（三）新能源电动汽车集成控制器的常规测试 13
（四）新能源电动汽车集成控制器相关的器件测试 18
总结 21
致谢 22
参考文献 23
引言
新能源电动汽车是采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术形成先进的原理先进的、具有新技术、新结构的汽车；新能源电动汽车的核心部件为电动汽车集成控制器、电机减速器、电机。
现在
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新能源电动汽车技术发展快速国家对此投入大量资源，本文主要围绕新能源电动汽车集成控制器的结构和测试来研究，本论文包括整机的散热、关键器件的应力测试以及整机的基本测试。要求我们在实验中能运用在校所学的基本知识分析实验中的相关现象，电动汽车集成控制所涉及到的知识有电子技术、电路分析基础以及电机驱动和拖动等，将理论运用于实践是分析解决问题的有效方法。
为了提高电动汽车控制器对整车的控制精度，因此在研发时需要进行多次实验。测试包括一些必要测试和选做测试，必做实验包括逐波限流和过流实验等选做实验包括极限实验和过载实验等；通过多次的实验所得的实验数据验证一些保护策略，同时也可以预知研发中的某些不足之处。
对于整车控制而言，车辆的平稳舒适的起动运行到制动都取决电动汽车集成控制器对电机的控制的精度；在车辆行驶中会遇到很多路面，这时对电动汽车控制器各方面的要求会更高；因此在延发中要考虑到湿度、温度等因素，可以做一些振动实验模拟整车的行驶路况，同时EMC问题在前期研发设计中也需要注意；总而言之，在设计中考虑多方面的因素在实验中模拟多种工况才可以将电机控制器做的完美。
一、新能源电动汽车控制器的介绍
（一）电机控制器的功能介绍
电机控制器具有许多保护功能，主要介绍以下几种常见的保护功能：倒车限速功能、刹车优先功能、防溜坡功能、起动时的保护功能、能量回馈功能、智能防盗功能、故障判断功能
1.倒车限速功能
根据实际应用的需要，电机控制器要限制前进和倒车的最高车速，最高车速需要根据整车电机的传动比进行标定；一般为了保证行车的安全，倒车的最高速一般在30km/h内，前进的最高车速一般不超高100km/h。
2.刹车优先功能
在考虑安全行驶中，为了防止人为或者机械装置失效引起的误操作；电机控制器中设置制动信号优先于牵引信号，如果人同时踩踏刹车和油门踏板，电机控制器会及时响应刹车信号而不会响应加速信号。
3.防溜坡功能
为了提高整车行驶的舒适性避免车辆在坡道上出现多次后溜坡现象，车辆在坡道上可以短暂的停留并且不踩刹车或者拉手刹；电机控制器可以根据编码器反馈的转速信号来判断汽车是否进入防溜坡的模式。
4.起动时的保护功能
为了防止先踩油门后挂挡时车辆突然加速所带来的安全问题，电机控制器如果先检测到先踩油门后挂挡的顺序时应该不响应油门信号；只有正确的行车逻辑顺序电机控制器才会响应相关的信号。
5.能量回馈功能
为了提高行车的续航能力减少刹车制动的距离，保证在机械装置刹车制动失灵的情况下仍然可以制动，电机控制器在收到制动信号时输出反向制动力矩，使电机处于发电状态将电能回馈给电池，回馈力矩根据当前电机电量、电机转速进行标定，在保证车辆安全行驶的前提下将能量回馈到蓄电池中。
6.智能防盗功能
考虑到汽车的安全性能，在电动汽车中增加智能防盗功能。电动汽车是由各种智能设备组成的，实现智能防盗是必要的。智能防盗功能一般由电机控制器和防盗控制器之间通过CAN通信来实现的；防盗控制器通过无线信号来监控车钥匙的信号并且和钥匙进行匹配和认证，然后将认证通过的钥匙信号通过CAN通信发送给电机控制器；假如钥匙信号没有通过认证那么电机控制器将不会响应，只有通过匹配的车钥匙才能启动电动汽车从而实现智能防盗功能。
7.故障判断功能
车辆安全行驶的需要故障判断和故障保护，这要求电机控制器对车辆行驶过程中出现的故障进行故障等级的判断和故障等级的划分；具体处理策略如下：当车辆在行驶的过程中出现三级报警时，电机控制器准许车辆继续行驶但是相关仪表要显示报警；当车辆在行驶的过程中出现二级报警时，电机控制器控制车辆低速行驶此时司机需要找最近的地点停车并进行检查；当车辆在行驶的过程中出现一级报警时，电机控制器停止行车司机需要立即停车检查。
（二）新能源电动汽车控制器的内部组成
新能源电动汽车集成控制器的形状为长方体，外壳为铝制外壳采用压铸工艺；控制器内部通过共母线的方式集成了ISG（Interated Starter Generator起动/发电机）电机驱动器、TM（Traction Motor牵引电动机）电机驱动器、给24V蓄电池充电的DCDC、EPS（Electric Power Steering）助力转向驱动器；新能源电动汽车集成控制器具有功率密度高、集成性多、环境适应性强、防护等级高和设计寿命长的特点。
目 录
引言 1
一、新能源电动汽车控制器的介绍 2
（一）电机控制器的功能介绍 2
（二）新能源电动汽车控制器的内部组成 3
（三）新能源电动汽车集成控制器的整机拓扑 3
（四）新能源电动汽车集成控制器单板拓扑 3
二、新能源电动汽车集成控制器的结构 6
（一）新能源电动汽车集成控制器的上电逻辑 6
（二）新能源电动汽车集成控制器的信号的传递顺序 7
（三）新能源电动汽车集成控制器结构设计中的标准 7
（四）新能源电动汽车集成控制器的外部结构 7
（五）新能源电动汽车集成控制器的内部结构 9
（六）新能源电动汽车集成控制器中的核心器件的介绍 9
三、 新能源电动汽车集成控制器的测试 10
（一）新能源电动汽车集成控制器的测试标准与规范 10
（二）新能源电动汽车集成控制器的基本测试 11
（三）新能源电动汽车集成控制器的常规测试 13
（四）新能源电动汽车集成控制器相关的器件测试 18
总结 21
致谢 22
参考文献 23
引言
新能源电动汽车是采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术形成先进的原理先进的、具有新技术、新结构的汽车；新能源电动汽车的核心部件为电动汽车集成控制器、电机减速器、电机。
现在
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新能源电动汽车技术发展快速国家对此投入大量资源，本文主要围绕新能源电动汽车集成控制器的结构和测试来研究，本论文包括整机的散热、关键器件的应力测试以及整机的基本测试。要求我们在实验中能运用在校所学的基本知识分析实验中的相关现象，电动汽车集成控制所涉及到的知识有电子技术、电路分析基础以及电机驱动和拖动等，将理论运用于实践是分析解决问题的有效方法。
为了提高电动汽车控制器对整车的控制精度，因此在研发时需要进行多次实验。测试包括一些必要测试和选做测试，必做实验包括逐波限流和过流实验等选做实验包括极限实验和过载实验等；通过多次的实验所得的实验数据验证一些保护策略，同时也可以预知研发中的某些不足之处。
对于整车控制而言，车辆的平稳舒适的起动运行到制动都取决电动汽车集成控制器对电机的控制的精度；在车辆行驶中会遇到很多路面，这时对电动汽车控制器各方面的要求会更高；因此在延发中要考虑到湿度、温度等因素，可以做一些振动实验模拟整车的行驶路况，同时EMC问题在前期研发设计中也需要注意；总而言之，在设计中考虑多方面的因素在实验中模拟多种工况才可以将电机控制器做的完美。
一、新能源电动汽车控制器的介绍
（一）电机控制器的功能介绍
电机控制器具有许多保护功能，主要介绍以下几种常见的保护功能：倒车限速功能、刹车优先功能、防溜坡功能、起动时的保护功能、能量回馈功能、智能防盗功能、故障判断功能
1.倒车限速功能
根据实际应用的需要，电机控制器要限制前进和倒车的最高车速，最高车速需要根据整车电机的传动比进行标定；一般为了保证行车的安全，倒车的最高速一般在30km/h内，前进的最高车速一般不超高100km/h。
2.刹车优先功能
在考虑安全行驶中，为了防止人为或者机械装置失效引起的误操作；电机控制器中设置制动信号优先于牵引信号，如果人同时踩踏刹车和油门踏板，电机控制器会及时响应刹车信号而不会响应加速信号。
3.防溜坡功能
为了提高整车行驶的舒适性避免车辆在坡道上出现多次后溜坡现象，车辆在坡道上可以短暂的停留并且不踩刹车或者拉手刹；电机控制器可以根据编码器反馈的转速信号来判断汽车是否进入防溜坡的模式。
4.起动时的保护功能
为了防止先踩油门后挂挡时车辆突然加速所带来的安全问题，电机控制器如果先检测到先踩油门后挂挡的顺序时应该不响应油门信号；只有正确的行车逻辑顺序电机控制器才会响应相关的信号。
5.能量回馈功能
为了提高行车的续航能力减少刹车制动的距离，保证在机械装置刹车制动失灵的情况下仍然可以制动，电机控制器在收到制动信号时输出反向制动力矩，使电机处于发电状态将电能回馈给电池，回馈力矩根据当前电机电量、电机转速进行标定，在保证车辆安全行驶的前提下将能量回馈到蓄电池中。
6.智能防盗功能
考虑到汽车的安全性能，在电动汽车中增加智能防盗功能。电动汽车是由各种智能设备组成的，实现智能防盗是必要的。智能防盗功能一般由电机控制器和防盗控制器之间通过CAN通信来实现的；防盗控制器通过无线信号来监控车钥匙的信号并且和钥匙进行匹配和认证，然后将认证通过的钥匙信号通过CAN通信发送给电机控制器；假如钥匙信号没有通过认证那么电机控制器将不会响应，只有通过匹配的车钥匙才能启动电动汽车从而实现智能防盗功能。
7.故障判断功能
车辆安全行驶的需要故障判断和故障保护，这要求电机控制器对车辆行驶过程中出现的故障进行故障等级的判断和故障等级的划分；具体处理策略如下：当车辆在行驶的过程中出现三级报警时，电机控制器准许车辆继续行驶但是相关仪表要显示报警；当车辆在行驶的过程中出现二级报警时，电机控制器控制车辆低速行驶此时司机需要找最近的地点停车并进行检查；当车辆在行驶的过程中出现一级报警时，电机控制器停止行车司机需要立即停车检查。
（二）新能源电动汽车控制器的内部组成
新能源电动汽车集成控制器的形状为长方体，外壳为铝制外壳采用压铸工艺；控制器内部通过共母线的方式集成了ISG（Interated Starter Generator起动/发电机）电机驱动器、TM（Traction Motor牵引电动机）电机驱动器、给24V蓄电池充电的DCDC、EPS（Electric Power Steering）助力转向驱动器；新能源电动汽车集成控制器具有功率密度高、集成性多、环境适应性强、防护等级高和设计寿命长的特点。
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