当前,中国为了鼓励节能减排,已将新能源汽车作为重点扶持的新兴产业,发展新能源汽车已经成为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径。电机控制器作为新能源电动汽车的三大核心技术之一,其未来的发展趋势是高功率密度、高度集成化、轻量化。
功率提升路径
电机控制器要想实现高功率密度,人们通常采用电力电子模块集成技术和模块化的设计理念,将汽车级功率器件IGBT、IGBT驱动和控制单元、复合母排、膜电容器以及低热阻的散热器等关键部件高度集成,开展大功率、高功率密度驱动电机控制器的产品优化与集成设计。
控制器中的功率模块是提升功率密度的关键器件。随着新能源汽车大功率、小型化发展,功率模块也呈现高能量小型化的趋势,更高功率密度的模块需要散热能力更强的散热结构。在整车及控制系统中大多采用水冷方式,因此高功率密度控制器的散热对控制器的可靠运行至关重要。通过优化散热底板的设计,减小散热底板体积,降低散热底板重量,可以达到提高系统功率的目的。
控制器结构设计
为了实现高功率密度,充分利用控制器内部的体积,同时兼顾装配和制造简洁,开发的控制器主要通过研究IGBT模块、驱动电路、薄膜电容器、高效散热器的高度封装集成,实现了功率部件的直焊互连集成设计与焊接工艺,为整车高温、高湿、振动等复杂环境条件下电机控制器的可靠性提供保障,同时提升了电机控制器功率密度水平。设计控制器内部结构爆炸图如图所示。

测试要求
国内的新能源汽车准入要求中明确规定了整车厂须具备动力系统、驱动系统、 控制系统集成测试能力、电子电控测试系统功能测试能力;对于零部件厂商来说, 这一块的测试开发能力也是重中之重,包括型式试验及出厂测试等。
电动汽车用电机控制器的测试标准遵循国标《GB-T18488 电动汽车用电机及其控制器》,试验项目包括一般性能、环境试验、温升试验、再生能量回馈特性等测试。主要试验内容:空载试验、负载效率试验、电机控制器保护试验等。
目前常见的电机测试系统有两种:
1、测功机系统:系统包括前段供电测试直流电源(电池模拟器),测功机,变频器,测试所需仪器仪表等。
2、电机对拖测试系统:系统包括前段供电测试直流电源(电池模拟器),陪测电机电控,测试所需 仪器仪表等。测试装置中电机控制器电源部分可采用双象限直流电源或直流电源加 直流负载的形式。测试用电源部分的性能及可靠性直接决定了系统的实验能力。
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