首页‘富联娱乐平台目前国内外纯电动汽车的标杆企业还是特斯拉。不过，随着技术的进步、各国政府对环保的高要求以及国内外各大主机厂对新能源汽车的高投入，特斯拉的挑战者越来越多。虽然市面上真正能撼动特斯拉地位的车型还未出现，但是我们也能够看到越来越多的车型对特斯拉发起冲击。

　　对于电动汽车来讲，国内外企业竞争的主要赛道有续航、动力性、智能以及自动驾驶。而对于消费者来讲，最关注的莫过于续航了。续航越给力，消费者出行焦虑越少。而电动汽车中对续航影响比较大的就有电池容量、电驱动系统、车重等。这篇文章我们简单聊聊驱动系统中的电机控制器。

　　电机控制器是电动汽车的核心部件之一，关乎着电动汽车的动力性能，甚至能起到决定性作用。简单来讲，电机控制器将车载电池储存的直流电逆变成驱动电机工作需要的三相交流电，驱动汽车电机工作。事实上，电机控制器需要接受整车控制器的需求指令，并将其转化为驱动电机需要的电压及电流信号，驱使电机工作提供整车需求的转速及转矩。

　　电机控制器的整体结构比较简单，包含逆变功率器件、支撑电容、驱动板、控制板、电流传感器以及连接高压系统的铜排及低压信号的线束、滤波结构等等。下面我们就简单分析特斯拉Model 3及奥迪E-tron的电机控制器。

　　Model 3及E-tron电驱动系统都是电机、控制器、减速器三合一动力总成。其结构造型如图1和图2所示。

　　对比两者控制器结构，可以发现就电机控制器来讲，Model 3动力总成集成度要高于E-tron。两者的相同点都是三相输出端无高压连接器，而是直接铜排引出，接入电机内与电机三相铜排连接。不同点在于Model3电机控制器单体是缺少一块盖板的，此盖板集成在电机减速器上。而E-tron电机控制器是独立部件。

　　Model3电机控制器与电机同轴。电机控制器无安装脚结构，直接固定在减速器上。控制器节省一块盖板，且本体结构更简单，模具成本及复杂度降低。

　　E-tron电机控制器与电机轴垂直，处于竖直方向。电机控制器有安装脚结构，控制器通过安装脚固定在电机及减速器上。模具相比成本及复杂度增加。

　　Model3电机控制器的直流输入选择快插连接器，品牌为TE。此种方式整体成本相对较高，因为多了一个插座。但控制器内部结构相对简单，且高压直流线缆装配方便快捷，插头插座配合即可，不用锁螺钉，能有效节省总成装配时间。

　　E-tron电机控制器的直流输入接口无连接器，预留两个圆孔，其高压直流线缆采用甩线连接器，品牌为TE。此种方式能减低成本，因为无插座。但控制器内部结构相对复杂，需要为与连接器配合的母线铜排设置固定架。并且装配高压直流线束的时候需要拆开控制器盖板，拆装的螺钉数量较多，费时费力。维修时拆线束时也有可能导致控制器内部进入不明物体。

　　Model3及E-tron电机控制器的交流输出接口都没有配置连接器，而是直接采用铜排引出。此种方式为目前三合一动力总成电机控制器与电机连接主流方式，减少一套三相线缆及至少一套快插连接器，有效减低成本。但这种方式对于电机及电控配合面的结构要求比较高，稍有差错会导致三合一总成IP防水防尘不达标。考验电机及电控结构工程师的工作配合度。

　　Model3及E-tron电机控制器的低压信号接口都是采用常规设计。只是Model3采用自制的而非采购品牌供应商的。

　　Model 3电机控制器是全球首款采用SiC功率器件的控制器，其供应商为ST。总共采用24个，每相电路用8个。SiC管通过银烧结固定在散热器上，有效降低热阻，增大了散热效率。SiC管与支撑电容并非直接连接，而是通过铜排连接。此套铜排的两侧分别与电容及SiC的引脚通过激光焊接固定连接。此种连接可靠性高，但对设备要求较高。SiC管与三相输出铜排并非螺钉连接，也是通过激光焊接固定连接。SiC管与通过管子引脚（每个管子两个引脚）穿过PCBA，焊接在PCBA上。对设备及结构定位要求较高。

　　E-tron电机控制器功率器件采用的是双面水冷模块。模块本身正反两面都有散热pin针，散热面积几乎增大一倍，散热效果优于目前通用的英飞凌单面水冷HPDriver模块。E-tron采用三个模块，每个模块分别用密封圈与散热水道密封散热，通过压板将模块固定在水道内部。每个模块需要一个密封圈，对模块与水道配合面的公差要求比较高。模块与铜排及驱动版的连接采用焊接形式，考验定位设计及工装治具的精度以及如何保证生产的一致性，工艺比较复杂。

　　Model 3电机控制器的电容本体方案更偏向于常规通用的定制方形方案。但是其内部集成有Y电容。并且电容的输入输出与铜排连接也是采用激光焊接。

　　E-tron电机控制器的支撑电容方式比较新颖，类似工业变频器采用的方形电容。总共采用6pcs，其输入输出与铜排的连接也是采用焊接的方式。这里应用的电容非定制的，成本要比定制的低30%-50%。并且电容包裹在功率模块散热器内部，电容也用了水冷散热。

　　Model 3电机控制器的驱动板和控制板集成为一块PCBA。省略了驱动板与控制板之间的线束或排针连接，可靠性增加，成本降低。PCBA上器件布局比较合理，周围螺钉固定，中间与功率器件连接的部分焊接固定，最中心放电电阻部分通过导热垫片与减速器壳体压紧，既能散热，又能紧固。抗振动性能好。

　　E-tron电机控制器电路板分两块，驱动板与控制板竖立，分别位于功率器件、电容及散热器组件的两侧。两块板之间的信号通过排线连接。由于功率组件宽度尺寸较大，驱动板连通控制板的排线较长，原理上评估EMC效果差。但实际效果待评估。

　　Model 3电机控制器铜排采用的是类复合母排的设计，但是其厚度比复合母排薄，也未采用包塑设计。此种方式使铜排的高频寄生电感小并且利于铜排散热。正负极铜排之间用绝缘纸隔离。铜排与各器件的连接采用激光焊接，同步提高了连接可靠性及空间利用率。

　　E-tron电机控制器铜排采用组件设计，铜排与塑料绝缘层注塑成组件，保证绝缘性能下减少体积。总体来讲，铜排的复杂程度比Model 3要高，工艺过程更加复杂。但是组件化的设计更加适合自动化装配。

　　Model 3电机控制器散热器采用PIN针设计，散热器与机壳通过摩擦焊组装。可靠性高，但此种PIN针结构成本也比较高。优点在于可以根据散热需求变换导热系数不同的材料。可延伸性高。

　　E-tron电机控制器散热器由5部分组成，各部分配合密封较多，相比Model 3复杂很多，漏水风险也高很多。对相关零部件的生产工艺及品控要求高。

　　通过以上对比不难得出，E-tron电机控制器与目前市场主流控制器产品代差相对较小，要复制学习的难度相对较低。而Model 3的电机控制器在产品设计、结构布局、新工艺应用等方面都超前于市场通用产品，复制学习的难度及成本都要高很多。

　　然而，两款控制器都分别有一个突出的亮点。比如说Model 3全球首款SiC方案，效率更高，体积更小。比如E-tron双面水冷功率模块，散热效果更佳。随着消费者对续航要求的提升，主机厂对驱动系统的效率/功率密度要求将越来越高。而这两种功率模块在提升效率和功率密度方面都有巨大的优势，必然是未来功率器件的一个发展方向。

　　两款产品由于在结构布局方面的思路不一样，所以内部呈现出来其EMC处理方式也不一样。Model 3相比E-tron要简单很多，EMC处理并没有太多附加器件，感觉比较清爽。Model 3控制器除了在支撑电容内部集成了2个Y电容，其他地方未发现有磁环、X电容及Y电容。究其原因，有以上几点：

　　E-tron控制器整体结构比较紧凑，内部线路复杂。母线输入侧可以看到有加磁环等附加器件。这也是目前绝大部分控制器EMC处理采用的通用措施。不过从这点可以反证E-tron的硬件设计能力没有Model3强。

　　从两款产品的内部器件布局及零部件结构可以看出，两者都在适配自动化装配方面做了大量的优化设计。Model 3的部分装配工艺如银烧结、摩擦焊、激光焊接等，都需要专业的设备去保证精度及质量。所以在零部件的布局方面采用分层叠加设计，在零部件的组装配合上采用了大量的定位销钉设计。E-tron的装配工艺相比没有Model 3复杂，但是其为适配自动化装配，采用的时零部件模块话思路。将部分零部件先设计成组件，若干个组件组装成一台控制器。两者其实殊途同归。

　　Model 3的电机控制器尽管在设计、工艺等方面都很领先，但对于国内的控制器产商而言，并没有太多的借鉴意义，至少短期内难以实现通用。因为无论是从它的SiC管，还是银烧结、激光焊接工艺，国内的供应商体系都还不健全。这需要整个产业链共同发力，提升整个行业的科技水平。

　　E-tron的电机控制器反而是我们现阶段需要学习赶超的对象。对于其内部的部分器件设计及工艺水平，我们国内的产业链都可以实现，有部分控制器厂商甚至已经有样机装车测试了。