MCU(電機控制器)的全稱是Motor Control Unit,是新能源汽車特有的核心功率電子單元,負責動力電池的直流電和驅(qū)動電機所需的三相交流電之間的相互轉(zhuǎn)化,精準控制電機的扭矩、轉(zhuǎn)速、運行方向和位置,同時實時監(jiān)測溫度、電流等關(guān)鍵參數(shù)以優(yōu)化性能、即時預警,是保障車輛高效安全運轉(zhuǎn)重要的“動力大腦”。
MCU(電機控制器)由功率模塊(如IGBT/SiC)、控制電路、薄膜電容、散熱系統(tǒng)等核心部件構(gòu)成。其中,IGBT/SIC模塊作為“開關(guān)心臟”,對電能轉(zhuǎn)換起到了關(guān)鍵作用。
當新能源汽車啟動時, 整車控制器通過CAN總線發(fā)送目標扭矩/轉(zhuǎn)速指令,主控MCU運行FOC等算法,結(jié)合目標指令和實時狀態(tài),計算出最優(yōu)的PWM控制信號(電壓矢量),PWM信號經(jīng)驅(qū)動芯片放大隔離后,精確控制IGBT/SiC模塊的通斷,將電池直流電逆變?yōu)樗璧娜嘟涣麟婒?qū)動電機產(chǎn)生目標扭矩,驅(qū)動汽車加速行駛。
電控系統(tǒng)中的銅
銅的電導率高,能夠高效且安全地傳輸和傳導電力,這對于電動汽車的電力生成和輸送至關(guān)重要;同時,良好的導電性能意味著可以制造更小的電機部件,且功率損失更少,從而顯著提高電機效率,成為電動汽車制造的理想材料。新能源汽車電控系統(tǒng)因高壓化需求,銅材用量較傳統(tǒng)汽車顯著增加。根據(jù)國際銅業(yè)協(xié)會(ICA)的研究報告,一輛純電動汽車平均使用約83公斤銅,而傳統(tǒng)燃油車約為23公斤。
功率模塊的交流和直流端是銅材料應用的關(guān)鍵部件之一,作為電流傳輸與散熱的核心載體,主要負責連接IGBT、電容等關(guān)鍵部件,宛如汽車內(nèi)部的“電力高速公路”,將電流傳輸?shù)礁鱾€部件。
在新能源汽車運行時,動力電池組的輸出電壓將達到500V到700V,如此高壓的電流無疑對銅排的導電性能和散熱性能都提出了極高的要求,其加工精度直接關(guān)乎系統(tǒng)穩(wěn)定性與壽命。傳統(tǒng)加工工藝難以兼顧高導電、強連接與微米級精度,成為制約電控系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵瓶頸。
華工激光,銅材激光加工專家
銅材加工需要面對幾大顯著難題:
1.易氧化:
銅材暴露在空氣中會快速生成氧化層,未清除干凈的氧化層可能導致接觸不良,輕則降低系統(tǒng)效率,重則產(chǎn)生局部高溫,從而導致連接點燒蝕,威脅行車安全。
2.高導熱:
銅的高導熱性使其在焊接時熱量迅速散失,傳統(tǒng)焊接方法(如氬弧焊)難以形成穩(wěn)定熔池,易出現(xiàn)虛焊或氣孔等問題,可能會導致焊點電阻升高,大電流工況下可能熔斷,造成IGBT模塊損壞。
3.高精度:
電控系統(tǒng)對銅排的安裝精度要求極高,同時高集成、輕量化的發(fā)展趨勢下,電機零部件尺寸不斷變小、變薄,為保障汽車穩(wěn)定高效運行,穩(wěn)定、高精的加工工藝是眾多廠家探求的重點。
面向新能源汽車行業(yè)中銅材加工的痛難點,華工激光持續(xù)升級“激光+智造”整體解決方案,以高精度、高效率和高穩(wěn)定性的激光技術(shù)破解銅材高反射、熱敏感等加工難題,以全流程技術(shù)革新助力電控系統(tǒng)實現(xiàn)高效、可靠、長壽命運行,為新能源汽車性能躍升提供堅實保障。
銅排激光焊接智能裝備
適用于IGBT模塊與銅排的高精度焊接,以確保電流的順暢流通和熱量的有效散發(fā)。
焊縫品質(zhì)優(yōu):單道焊縫良率 99.99%
焊點拉力大:1mm銅板焊接平均拉力>1000N
熔深穩(wěn)定:CPK>1.67
焊接效率高:單焊縫加工時長0.7~1S
銅排激光清洗智能裝備
適用于銅排表面的氧化物、污垢和雜質(zhì)等高精度清理,顯著提高后續(xù)工藝生產(chǎn)良率。
清洗標準高:銅材清洗最高達氧化度0級
精準控制:視覺定位,測高補償
潔凈度高:清洗完后Ra<1
清洗效率高:15mm*15mm平均清洗時間 1~1.3S
銅排激光去膠智能裝備
適用于去除芯片模塊周圍及表面的殘留膠體,包括邊膠、溢膠、固化膠等,提高芯片的再利用率和生產(chǎn)良率。
無損基材:去膠不損失鍍層,不漏銅
潔凈度高:表面潔凈度滿足 IS016232 要求,表面粗糙度 Ra1.6,Rz在6.3~10
去除精度高:塑封體外圍溢膠、毛刺等殘留≤0.1mm
去膠效率高:掃描速度4500~8000mm/s
新能源汽車三電系統(tǒng)持續(xù)向更高效率、更高可靠趨勢邁進,面對行業(yè)對銅材加工的全面需求,華工激光深耕激光智造領(lǐng)域,聚焦銅材加工縱深創(chuàng)新領(lǐng)域,致力打造“汽車電子銅材精密加工專家”標桿形象,助力客戶突破性能瓶頸、制勝技術(shù)高地。
關(guān)于華工激光
華工激光是中國激光工業(yè)化應用的開創(chuàng)者、引領(lǐng)者,全球激光加工解決方案權(quán)威提供商。我們?nèi)娌季旨す庵悄苎b備、量測與自動化產(chǎn)線、智慧工廠建設(shè),為智能制造提供整體解決方案。
我們深刻把握制造業(yè)發(fā)展趨勢,不斷豐富產(chǎn)品和解決方案,堅持探索自動化、信息化、智能化與制造業(yè)的融合,為各行業(yè)提供包括全功率系列的激光切割系統(tǒng)、激光焊接系統(tǒng)、激光打標系列、激光毛化成套設(shè)備、激光熱處理系統(tǒng)、激光打孔機、激光器及各類配套器件、激光加工專用設(shè)備及等離子切割設(shè)備,及自動化產(chǎn)線、智慧工廠建設(shè)整體方案。