电动汽车电机控制器的电磁兼容原理解析

其中电动汽车的电机控制器包括IPM及其控制电路，其实是电动汽车的核心部件。伴随着集成的功能增多。包括车辆操控信号的处理、输出，DC-DC模块、空调，水泵...驱动功能组件，从而形成整车控制单元（VCU），它是整个车辆的主要控制电气部件。 电气产品，除了软件设计的功能齐全外，其内部的电磁兼容EMC也非常重要！！！ 如果处理不好，会造成车辆控制不稳定。 千万不要认为控制器是金属外壳，有屏蔽效果，那只是对外的。

其中关键还是控制器内部各诸元间EMC问题。 第一就是内部的强弱电混装不隔离，会造成强电的干扰使得控制信号不稳，逻辑错乱，后果严重时，会导致车辆刹车失灵，转向助力失效，动力缺失等安全问题。

其中上述问题还不能检测出来。 为了车辆行驶安全性，必须整个电气系统特别可靠，除了硬件设计包括元器件质量及软件控制要做到合理，内部的电磁抗干扰同时也是需要有特别注意的地方。 vcu电路原理设计好后，其安装布置显得特别重要，千万不能随便强弱电混装而不采取隔离措施，技术人员比如容易忽视这点。 对于现有国产新能源汽车的VCU的设计及内部安装布置情况， 我们来具体进行分析一下存在什么问题 以某知名汽车厂商新能源车的VCU总成为例

它的底部

整控制器密闭

我们进行来详细分析    整个电路封闭在铝壳里，可防外界干扰和减少对外部的干扰，这也符合常规初步的兼容——EMC的要求。 但是它内部也存在EMC的问题，比如各控制诸元之间互相干扰严重，会产生发生控制紊乱，从而影响车辆可靠运行。 上下两层电路板，中间却没有电磁隔离，而且元器件裸露，很容易相互干扰的。特别是在有功率器件的情况。

各芯片裸露在外，但是未采取任何防护措施，如屏蔽，涂覆保护漆等  另外，主控芯片及其他相关控制芯片裸露在外，却未加屏蔽措施

以上更兼控制器外壳为密闭金属，会形成微波炉效应，工作时可以想象内部的电磁环境到底是有多恶劣！！！ 它内部的功率器件由于是工作并在开关状态，会形成大量的高阶次谐波，却无法向外发散，干扰内部附近的控制电路，会造成逻辑混乱，对汽车安全而言是个较大的隐患，这点也是软件冗余设计无法根本去除的！ 后果比较严重时，会存在车辆刹车失灵，转向助力失效动力缺失等等安全问题。 根据以上分析，目前现有典型的新能源汽车的电机控制器总成，其设计布局是不合理，技术人员未充分考虑内部的EMC电磁兼容等因素，虽然其元器件质量是合格的，但是会因为出现干扰问题而产生的控制紊乱，严重时车辆会有失控导致危险！ 所以随着汽车的智能化，无人驾驶的发展，会对其控制器提出了更高的要求的 如果只强调电机控制器整体对外及受外的影响，却没有涉及到控制器内部的EMC要求，是个比较大的缺失，随着控制器集成的功能越来越多，功能越来越复杂，控制器本身内部的emc要求是非常重要的，技术工程师要有足够的重视。 因此，标准必须完善。 电动汽车是个新鲜事物，各项技术，特别是电控部分还有待成熟，特别是emc，重视不够，更要仔细斟酌，以策安全。 目前有些汽车主机厂花高昂的代价建立了EMC的实验室，如果工程师不了解EMC中的实质内涵，仅仅检测下电机控制器外部的各距离点的电磁辐射强度，内部的电磁干扰忘记检测，实验室基本就是一个的摆设而已，实际上，将电磁感应探头深入控制器内部，其实就可看出内部的电磁辐射强度的大小。 为了减少内部串扰现象，我们需要采用隔离措施：比如控制器的壳体设置隔离安装腔，将各部的分电路隔离，特别是大功率输出模块，一定要加强屏蔽措施，使其泄露的电磁波减小到最小。

  其实在功率模块的输出线端加套高频磁环，来改善波形消除脉冲尖波，同时可减少大电流对功率器件的冲击，延长其寿命，增加性。 看下图所示：

  同时，在关键的控制芯片上加设屏蔽罩，看下图所示：

     甚至电路板都需要喷涂环氧保护漆，增强抗震防潮的能力，同时增加微小电子元件的散热。 看下图所示：

新能源电动汽车的电机控制器总成，在设计安装时，要求综合考虑各因素，合理布置的安装，才能消除各种不利因素，控制车辆才能更加可靠。 这里需要特别指出的是！ 目前普遍对电磁兼容EMC 理解为：电控单元组件能不受外界干扰，同时不影响外界两大概念，这个是非常浅显的认识，实际上，其内部的各子系统之间的EMC问题造成的影响会更大。 目前一些新能能源车的一些问题已经显现！ 有时失去前行动力，油门会无效，刹车回收会失灵，挡位错乱（混合动力车型），但是待重启后又回复正常，售后检测却无法确定原因，这里可以判断内部的电磁干扰导致误动作可能是一个很大的诱因！ 总的来说，电动汽车的整车控制器（或电机控制器）会直接影响车辆的行车安全，重要性不言而喻。 目前，各主机厂设计上各自为政，特别是最近放宽新能源车的准入条件后，更应摆脱粗放式经营，而转向集约化管理，来符合统一设计规范。