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新能源汽车电机驱动系统关键技术展望

摘要:本文针对新能源汽车电机驱动系统的关键技术以及发展趋势进行了简

单的分析，既对电机控制器内部的功率半导体器件及其封装模式进行了研究，也

对驱动电机和扁铜线的设计进行了探究。通过不断了解当前车用电机驱动技术的

现状和趋势，分析新能源汽车市场未来可能的发展方向，探讨解决我国驱动电机

系统在发展过程中遇到的一些关键问题，从而推动新能源技术的发展。

关键词:新能源汽车；电机驱动系统；电机；电机控制器；关键技术

我国国土面积辽阔，但是从整体的发展情况来看，依旧存在人均资源相对匮

乏的情况。很多地区的石化能源依旧依赖进口，而且经济发展的过程中整体能耗

是比较高的。为了迎合当前持续性发展需求，相关企业应该要注意减少生产过程

中的能源消耗和浪费，从新能源发展的角度出发，加大对新能源技术的研发和应

用力度。对于汽车行业的发展而言，新能源汽车的发展降低了传统燃油车的环境

污染问题，并促进了社会的转型升级。新能源汽车的电池技术、电机技术以及电

机控制器技术被称为三电技术，对于新能源汽车的发展有着非常重要的影响。

1驱动控制器关键技术

1.1半导体器件技术

电机控制器的发展，从当前的情况来看，主要是以功率半导体器件为核心，

设计人员应该要了解现有的芯片技术，了解新能源汽车市场的需求。已从传统的

集成式半桥封装模式开始逐渐趋向于分立器件的方向发展，芯片从硅向碳化硅方

向发展。在开发过程中除了要了解芯片技术的壁垒和潜力，为了实现量产化的目

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的，也应该从成本的角度出发。

集成式半桥封装模块的优势是目前技术成熟度高，集成度高所以能够简化电

机控制器的结构设计，缺点是单件成本较高。半桥封装的硅基IGBT是由于一个

Mosfet和一个PNP三极管组成，主要有三种纵向结构：PT穿透型，NPT型和FS

场阻断结构。分立器件模块的优势是扩展性好且单件成本低，但是目前技术尚未

成熟，并且对机械和电气绝缘设计挑战较大。

硅基的芯片技术成熟度高成本较低，但偏高的开关损耗会降低整机效率；碳

化硅基的芯片开关损耗小但市场技术普遍有待发展，且目前成本较高，其主要原

因是碳化硅生长的速度慢，工艺较复杂，而且容易产生晶格缺陷导致废品率高。

目前很多国外厂家在已研发出了一些相对先进的芯片技术，这些芯片技术对

于车规级模块和控制器有一定的性能提升作用。对于系统设计而言，高热导率和

耐高温的材料是非常重要的，设计人员应该了解市场发展趋势情况和市场的饱和

情况，从市场发展的角度出发，了解当前市场发展的实际需求。要加大各种现代

化技术的引进。考虑到汽车在后续工作环境中内部的环境温度苛刻，所以在对相

关的半导体材料进行设计和优化的过程中，还应该从不同材料的特性出发，要求

芯片材料要具有较强的耐温性能要求，一般要求节温温度的耐受力能够达到

225℃。模块设计的核心点是考虑到系统在工作过程中可能会出现的损耗情况，

要从根本上降低损耗，提高车辆的整体运行效率。

1.2智能门级驱动技术

门级驱动技术是指在对电机进行控制的过程中充分发挥功率半导体的作用，

利用功率半导体对母线电压进行控制和管理。设计人员需对系统中的驱动模式和

保护功能模式结合进行分析，要对控制开通和关断的过程进行合理的设计和把控，

了解损耗和电磁干扰的情况，使得在高频开关导致的电磁干扰的情况能够得到优

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化和缓解。

其次针对智能门极驱动的特点，分析主动门极控制盒监控诊断功能的基本模

式，要对各个开关系统的进一步细化其控制的方法，分析主动门级控制技术的应

用热点和应用方法。在对开关电路进行控制的过程中，还应该对基本的模式进行

划分，要将其关断过程划分为几个不同的阶段，了解各个阶段的模式和阶段线性

关系，以及在系统运行过程中存在的一些问题。针对智能门级驱动进行应用的过

程中，相关人员应该充分发挥门级驱动的作用，用于对半导体能的性能进行发挥。

尽可能的降低损耗并提升电压的利用率，还应该考虑半导体器件的健康运行情况，

要对电机控制器进行系统的研究和分析，全面提高控制器的安全性和可靠性。了

解智能驱动技术的具体应用标准和应用要求，分析系统运行的基本模式。了解系

统运行的各个阶段，对阶段的运行情况进行详细的记录和划分。分析新能源汽车

的运行情况和运行的基本原理，对各个系统的内容进行研究，加大现代化技术和

系统的引入力度，了解驱动模式和保护功能的发展情况要对内容进行系统的