日本尼得科（NIDEC）“三合一”電驅：Ni150Ex技術細節拆解

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01

電驅系統組成

NIDEC電驅動系統由電機、控制器、減速器組成。

02

電機控制器拆解分析

一、外部接口

電機控制器的外部接口是其與整車系統交互的核心通道，下圖展示了三類關鍵外部接口：三相接線端子是控制器向驅動電機傳輸三相電流的“動力主干道”；母線接線端是連接動力電池的高壓接口；同時還配備了透氣閥（平衡殼體內外氣壓）與加強筋（強化殼體結構）的輔助功能設計。

二、內部布局

打開電機控制器的上蓋后，就能看到它的內部整體布局：三相線的出線設計得比較短，能節省一定成本；母線則是從側邊引出的，這種布局應該是基于“電機-電控-減速器三合一”集成方案的妥協，因此單獨增加了母線接線盒。不過目前能看到的是，不管是母線還是三相線都沒加裝磁環（用于抑制電磁干擾），至于電機側是否補充了磁環，還需要進一步確認。

1.母線接線倉

電機控制器的母線接線倉內部集成了母排、塑料支架(起到固定與絕緣防護作用），同時還配備了開蓋保護開關——這個開關是安全設計的一部分，當接線倉上蓋被打開時，它會觸發斷電保護，避免操作過程中發生高壓觸電風險。

2.母線電容

該電機控制器所采用的母線電容為 Nichicon產品，具體型號為EM601122D1UA1HZ，其規格為耐壓600VDC、容值1200μF。

補充：母線電容參數與選型分析

從母線電容的選型邏輯來看，其容值需匹配控制器的功率、開關頻率等參數，常用的工程估算公式如下:

結合該尼得科控制器的參數推算，其母線電容的合理選型范圍為780μF-1560μF。

3.控制板

主控芯片采用瑞薩汽車級MCU（型號RH850/C1M單核MCU，具體為R7F701271EAFP），該芯片內置旋轉變壓器/數字轉換器（RDC）、增強型電動機控制（EMU）單元，還提供了RH850/C1H雙核型號（R7F701270EABG）；同時RH850/C1X系列符合ISO26262安全規范，達到最高安全等級ASILD。

MCU架構框圖：

正面：

①控制板上使用多個接插件，但從接插件上的功能引腳上可以看出，都采用了防呆設計；

②信號的進出都進行了處理，除了CAN、和旋變信號，驅動電源接口，霍爾和開蓋保護也都增加了共模電感進行處理，驅動信號與驅動反饋信號都增加了磁珠，提高了抗干擾能力，也有利于EMC測試的通過；

③CAN電路靠近對外連接端子。

背面：

集成旋變變壓器框圖

省去外部RDC模塊，通過MCU內置的專用硬件（EMU+RDC）提升信號處理的速度與可靠性。

系統框圖

3.驅動板

驅動電源由控制板提供，驅動板上只有驅動電路和高壓母線采樣電路，驅動信號和驅動電路反饋信號通過白色接插件與控制板進行對接。驅動電路方案采用的是ROHM的驅動芯片，型號為BM6101FV-C。

控制器上沒有使用母線霍爾，三相采用了三個霍爾。

驅動橋背面的冷卻散熱。

03

電機拆解分析

一、電機定子

Ni150Ex為永磁同步電機，定子繞組為圓線，定子采用螺栓固定，底端部止口定位。

二、電機轉子

三、旋變變壓器

位置檢測單元，集成于電機端部，用于實時采集轉子位置信號并傳輸給電控模塊，是電機精準控制的關鍵傳感器。

03

減速器

作為三合一系統的傳動模塊，通過齒輪組實現動力減速增扭，是將電機轉矩傳遞至輸出端的核心部件。

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