特斯拉最新電機控制器分析

特斯拉發(fā)布過自己的扁線電機，最近Ingineerix大神發(fā)布了特斯拉最新動力系統(tǒng)的拆機視頻，本篇結(jié)合之前的Tesla Model 3 SIC 控制器（控制器具體命名不清楚，以最熟悉的一款車型進行描述我們不妨稱之為第二代，第一代為單管IGBT控制器，第二代為SIC 控制器，最新的暫稱第三代）進行對比兩代控制器的設(shè)計區(qū)別。

1、外觀上，母線連接器、低壓信號連接器和水道的改變

第二代控制器：母線連接器和低壓信號連接器采用標準的接插件，材質(zhì)為塑膠，水道接頭為塑膠件，并且水道是用螺絲進行鎖緊固定的，水道可拆開。

第三代采用的一體鑄造而成，包括母線連接器外殼，低壓連接器殼體以及水道和水嘴，從圖片上看水道和外殼是兩次加工而成，具體用到什么工藝等，只從視頻上看不出，靜待國內(nèi)拆機分析，第三代控制器體積明顯減小，組裝更簡單，切合老馬的低成本思想。

2、硬件上進行分析，主要通過PCBA的圖片進行簡要分析

第二代PCBA的驅(qū)動電源方案使用的是1拖6的SIC驅(qū)動電源變壓器，優(yōu)勢是只有一種物料，劣勢是：一個變壓器，輸出三相上下橋加正負壓開通關(guān)斷，總共十二路電源，并且相與相，上橋與下橋之間又要保持安全間距，并且從變壓器到驅(qū)動芯片，線路相對來說比較長，走線和布局難度很大，不是一個有優(yōu)勢的技術(shù)方案。

第三代方案采用每個橋臂使用一個變壓器，并且采用的是平面變壓器，以多層PCB作為繞組，減小體積，本身IGBT驅(qū)動電源的的電流需求比較小，這樣進一步減小布線面積。

除驅(qū)動電源變壓器外，第三代控制器還能看到兩個變壓器，從隔離帶和放置的位置上猜測，都是從高壓側(cè)取電，靠近三相的位置的變壓器可能是為電流傳感器等一部分電路供電；靠近三個隔離芯片的電源為數(shù)字隔離芯片供電，具體用途未知。

驅(qū)動芯片的布局：6個驅(qū)動芯片的布局靠近上橋臂，而下橋臂，相對來說驅(qū)動線路走線相對來說過長，提高SIC MOSFET的開關(guān)頻率，原理上來說，經(jīng)過驅(qū)動芯片輸出的驅(qū)動信號來說，驅(qū)動線路越短越好，而第二代控制器，驅(qū)動部分的下橋的驅(qū)動線路相對來說更長一些，雖然在驅(qū)動芯片輸出之后有一對MOS管進行推挽，放置在靠近橋臂位置。

第三代控制器將驅(qū)動芯片放置在靠近SIC MOSFET門極引腳附近，這樣驅(qū)動線路更短，引入的干擾更少，背面由于有絕緣紙擋上，沒有看到是否有推挽電路進一步放大驅(qū)動電流，但現(xiàn)階段一些驅(qū)動芯片拉電流和灌電流已達10A，基本上不需要再使用推挽電路進一步增加驅(qū)動能力。

第二代控制器被動放電電阻占了一部分位置，第三代取消了，猜測取消了被動放電，采用主動放電，軟件控制電機，用電機將控制器內(nèi)薄膜電容的電放電，也可能將被動放電電阻集成在母線電容里面。

相對第二代，第三代在EMC上進一步優(yōu)化，低壓連接器和母線連接與殼體鑄在一體，能夠更好的進行屏蔽；螺絲孔處增加和預留了一些阻容的位置。

電流傳感器顏色由黑色換成白色，并且將一部分絕緣件和電流傳感器殼體做在一起，減少物料。

3、塑料件和絕緣材料的優(yōu)化

第二代控制器使用多個塑料支架，兩種絕緣紙，安裝相對第三代來說復雜一些，第三代更簡化，兩個橋臂的引腳上橋和電流傳感器做在一起，下橋一片黑色絕緣紙，并進行了固定。

4、對銅排進行了測溫

根據(jù)一些資料顯示，三相端子處的圓形器件為紅外溫度傳感器，安裝比較巧妙，控制器三相出線設(shè)計猛一看比較奇特，在銅排上加入了熔斷器和抗電弧設(shè)計，增加了車輛碰撞后的安全性設(shè)計。

5、銅排的優(yōu)化設(shè)計

從視頻上看整個功率部分融為一體，第二代控制器使用疊層銅排，通過塑膠架支撐與絕緣，第三代控制器直接注塑融為一個整體。

6、母線電容

第二代控制器母線電容可以拆解下來，母線連接器銅排與電容銅排通過激光焊接進行焊接在一起；第三代控制器直接將母線連接器銅排和電容銅排做成一個組件，減少工序，并且第三代控制器電容直接灌膠封死在殼體內(nèi)；母線電容的接地點也進行了優(yōu)化，將第二代控制器兩個接地點優(yōu)化為一個接地點。

7、殼體上的變化

8、電機欣賞

9、旋變

10、濾芯

審核編輯：湯梓紅