特斯拉Model 3电机控制器内部拆解分析

2023-04-11 10:03:30 来源:新能源电动汽车技术

特斯拉Model 3已经上市有一段时间了,各种拆机视频和各种分析大家也基本上都看了,也都分析了,具体的吸收了多少,那就看自己了。这次搞了一台,具体多重也没去称它,快递上显示100公斤左右(减速器加电机加逆变器)。(字不怎么好,拿着笔就画,大家将就着看)。

从外观看:黑色的低压线束接插件,红色的高压母线接插件,和浅颜色的水道口,电机的另一端也有一个旋变接口。

拆解第一步:先把电控部分拆下来,螺丝不是太紧,基本上一个丝,工具顺手的话很好拆解,这几个部件就不介绍了,中间的放电电阻上有一块导热硅脂片,将电阻的热量传导到壳体。


【资料图】

大致量了一下尺寸,可能不是太准,网上看,电控很小,但拿在手里,长度和宽度还是挺大的,但真的是很薄。大家仔细看一下,这个逆变器像什么?可以打开美国地图看一下,确实有几分神似。

控制驱动一体板上后续会详细介绍,先看整个电机控制器的组成部分。

看完电机控制器的正面,再看一下背面水道,这个水道的工艺是比较复杂,散热翅背面是IGBT的散热面。

拿掉控制驱动一体板后是两块绝缘片,其中颜色比较深的一片是云母片,另一块绝缘片不知道是什么材质,云母片放在功率部分的母排的负极上面。

圈出的三个点是NTC的放置位置,洞里填有导热硅脂,现在国内我们设计时,一直纠结单管的NTC采样放在哪里,本身IGBT模块里预埋的NTC采样也不会太准,NTC的值与IGBT晶圆的温度相差还是很大的,这里的NTC的采样也只是检测水道的温度。

这里的铜排,看着是一大块,其实这里是四部分,中间能看到塑胶件的是三相铜排,从IGBT引脚那里引出四个铜排,连接至功率器件,中间有NTC孔的那块铜排是母排的负极,一端连接至母线电容的负极,另一端连接至功率器件的负极。

铜排与SIC IGBT之间,铜排与母线电容之间都是通过焊接连接成一体的,据说是激光焊接,我对这一块不是很熟,焊接处用尖嘴钳进行拉扯,是可以完整分开的,两片铜之间会留下压接或者焊接的痕迹。下面的图,大家可以参考一下。

铜排与功率器件和母线电容焊接在一起,不进行破坏时无法拿出来的,所以用了一把尖嘴钳和一把斜口钳,搞定了铜排,将铜排与母线电容和功率单元分开。

Model 3的铜排设计相对于Model X的设计简单很多,没有采用叠层母排,三相铜排通过塑胶件进行绝缘和隔离,电容的正负极不是采用的常见的铜排进行焊接,而是,进行大面积薄铜片进行焊接,正极与IGBT直接焊接,铜排非常的短,有效的降低寄生参数。负极铜排塑胶件将驱动信号与负极有效隔开。三相铜排与负极铜排见下图,正极铜排非常短,基本上就留在了IGBT上和母线电容上。

上张全家福,拆解完之后,可以看出整个设计很简洁,SIC IGBT模块焊接在散热器上,无法取下来,采用的技术是银烧结技术,将SIC IGBT的散热器与机壳散热器焊接在一起,由于无法将IGBT拿下来,也没办法看到到底有几层,去年的一篇文章有关于银烧结的图示,这里就不再进行重复说明,感兴趣的可以翻看公众号历史文章。

来一张SIC IGBT的高清图,图上有砸的痕迹,实在是搞不开,IGBT已经有专业机构进行处理了。需要Datasheet的可以关注我的知识星球,SIC IGBT的Datasheet已经上传至知识星球。见下面连链接。

https://t.zsxq.com/uBEEiay

看下面就能看出,我是专门搞破坏的,整个控制器出钱又出力,啥工具都用上了。

这样完整的拆开之后也没发现有什么,就是做不出来,PCBA上的丝印显示是16年生产的。

低压接插件用的也很大胆,三排排针设计,接口处看应该是镀金的端子,但拿掉母端是没有采取任何防水措施的,这样看就是给三排排针加了一个防护罩,没有橡胶圈进行防水设计。

母线电容采用的是Nichicon,与Model X相比由松下的换成了尼吉康的电容,参数为,430VDC,550UF+0.68UF*2,两个0.68UF的Y电容,与外壳接地点两个,如电容上的两个铜端子,高压母线接线端子直接焊接在电容上,与电容做成一体,组成一个模组。从母线电容上看,很明显是六个母线电容并联在一起。

整个控制器上,两个电流采样霍尔,母线上没有霍尔,按照功能安全的要求是不合适的,这也是特斯拉与传统车企的区别,按照自己的标准,不被任何企业绑架。霍尔的型号,没有显示,都和整个控制器其他部件一样的命名方式,猜测是特斯拉内部的零件号。

上个小部件,这个小部件做的也是很精致的,,这个小塑胶件是控制器SI IGBT采样的NTC的支架,NTC小板就固定在这个支架里,两个引脚焊接在控制驱动一体板上,另一端插到散热器预留的孔里,涂有导热硅脂。

编辑:黄飞

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