关于无刷电机驱动电动水泵和新能源汽车电机控制器的分析介绍

方案一、无刷电机驱动电动水泵

应用领域

适用于12V系统和24V系统水泵，主要为涡轮增压汽车提供涡轮增压器辅助冷却。

方案亮点

在机械工艺设计方面，其采用了有效的散热设计，保证了设计的紧凑性，达到减小体积小、减轻重量、提高功率密度的目标。真正地实现了体积小、重量轻、效率高、智能化的特点，可以满足电动汽车的控制器、驱动电机散热和传统汽车的辅助散热需求。

方案详情

本项目开发的电动水泵，取消了电机与水泵叶轮之间的机械连接，彻底解决了汽车水泵水封漏水问题，该水泵分为12V系统和24V系统，可以兼容目前车用主流电源系统。在电路设计方面，采用三相全桥驱动，采用的主控芯片在12V系统时无需额外驱动芯片，可以直接驱动MOS管，减少了元件数量和控制器体积。在控制式上，采用了无传感器换向和正弦波驱动的方式，提高了系统的可靠性同时减小了电机噪声，同时具有PWM和LIN总线通信接口（选配），可以通过控制指令实时控制水泵输出功率。在机械工艺设计方面，其采用了有效的散热设计，保证了设计的紧凑性，达到减小体积小、减轻重量、提高功率密度的目标。真正地实现了体积小、重量轻、效率高、智能化的特点，可以满足电动汽车的控制器、驱动电机散热和传统汽车的辅助散热需求。图一为系统框图。图二至图三为样机照片。

图1

图2

图3

性能指标

额定输入电压范围： 9~15V（12V）,18~30V（24V）
最大输入电流： 6A（12V），3A（24V）直流
额 定 功 率： 65W
最大整机效率： 45%
控 制 方 式： PWM或LIN
初 次 级 绝缘：功能性绝缘（2500V）
密封防水等级： IP65
工作环境温度： -40 到 +130 摄氏度
外壳： 铝合金外壳
体积： ɸ65mm*130mm
重量： 小于600克

该项目使用的英飞凌的物料清单

功率器件：

TLE8366EV(SOP8)

IPD90N04S4-04

TLE9861

方案二、新能源汽车电机控制器

应用领域

适用于新能源车辆牵引电机控制，持续输出功率可达30KW。

方案亮点

控制器可根据外部控制指令实现电机的四象限运行控制，并可根据控制需要切换转速、转矩两种闭环控制模式；具备内置过压、过流等故障检测与处理功能。

方案详情

该控制器主要用于新能源车辆牵引电机控制。在主控制模块中的主控芯片采用英飞凌的32-bit单片机TriCore，IGBT功率驱动模块采用英飞凌的汽车级IGBT模块HybridPACKTM1。 控制器通过检测PMSM电机的旋转变压器反馈信号获取电机转子位置信息，通过电流传感器获取电机三相电流，通过PWM输出控制电机运行。 控制器通过CAN接口接收外部控制信号，并反馈当前运行状态信息，此外控制器还配有独立的CAN接口用于诊断、 标定等功能。 控制器可根据外部控制指令实现电机的四象限运行控制，并可根据控制需要切换转速、转矩两种闭环控制模式；具备内置过压、过流等故障检测与处理功能。

图1

图2

性能指标

主控制器：Infineon 32-bit MCU TC1782
功率模块：Infineon HP1（汽车级IGBT模块）
短时输出峰值功率： 40kW（水冷10L/min ）
持续输出最大功率：30kW（水冷10L/min）
功率输出电压范围：240VDC~350VDC
峰值电流：230Arms
支持四象限运行：最大3倍弱磁
支持XCP标定、CAN代码刷写：支持XCP标定、CAN代码刷写

该项目使用的英飞凌物料清单

单 片 机：SAK-TC1782F-320F180HR BA
功率器件：FS400R07、TLE7368-3E、TLE4251D、BTS6143D、IPD90N06S4-04、BSS123、TLE6250GV33、1ED020I12-FA2、

传 感 器：TLE4949SJ