新能源汽车作为重点扶持的新兴产业，发展新能源汽车已经成为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径。控制器作为新能源电动汽车的三大核心技术之一，其未来的发展趋势是高功率密度、高度集成化、轻量化。
1、结构设计与电气原理
为了实现高功率密度，充分利用控制器内部的体积，同时兼顾装配和制造简捷，控制器主要通过研究IGBT模块、驱动电路、薄膜电容器、高效散热器的高度封装集成，实现了功率部件的直焊互连集成设计与焊接工艺，为整车高温、高湿、振动等复杂环境条件下电机控制器的可靠性提供保障，同时提升了电机控制器功率密度水平。
2、IGBT模块和膜电容器
（1）IGBT模块
在设计控制器时采用扁平化的双面焊接单面散热IGBT模块实物，该IGBT的电压为750V，电流为800A，比传统的IGBT体积小，模块内部芯片采用双面焊接结构设计，在功率模块热阻上远小于平面型结构，同等条件下大大提升了功率模块的输出容量，提高了功率密度。
为了减小模块与电容器之间的寄生电感以及改善模块与电容器连接空间，缩短模块与电容器之间的连接线路，开展了电容器与功率模块的连接技术研究。为了进一步减小电路所需薄膜电容器的额定电压和容量，同时提高电容器的耐电流水平，从而达到减小电容器体积的目的。
为了确认薄膜电容器减少容值体积和改善电感以后的热可靠性，需要进一步对薄膜电容器开展热仿真分析。根据控制器整机运行环境条件，薄膜电容器底面温度设定为80℃，周围环境温度设定为85℃，使用仿真软件对薄膜电容器进行热仿真。
3、冷却结构设计与仿真
IGBT模块在运行状态下会产生大量的热损耗。需要用相应的散热结构增加热交换面积，带走模块所产生的热量。考虑到过高的温度会缩短IGBT的寿命并可能降低整个控制器在使用过程中的可靠性，该款控制器需要对散热系统进行可靠性分析，在目前散热分析中，主要通过仿真软件计算IGBT在不同工况下的最高温度以及后续样机的验证分析。从散热仿真结果可以看出，模块在峰值工况下芯片的最高温度为131.05℃，IGBT模块长期稳定运行的耐温为150℃，在使用要求范围内。
4、台架试验
为了确保电机控制器能够在整车的不同工况下平稳的运行，同时，使该控制器具有经济适用性，对所设计控制器制作样机，对系统进行系统性能测试，并对控制器效率进行测试，冷却液温度设定为65℃。
（1）系统性能测试
在设计电机控制器效率MAP与系统效率MAP测试时，电动工况下，控制器最高效率为97.82%，系统最高效率为94.69%；发电工况下，控制器最高效率为98.23%，系统最高效率为94.83%；控制器效率大于90%的高效区面积占84.66%，系统效率大于80%的高效区面积占83.56%。
（2）温升测试
在功率密度得到提高的同时，IGBT产生的热量也迅速增加，因此要着重关注IGBT本身的温升效果。对控制器进行温升测试。在峰值工况下模块内部温度传感器的最高温度为95℃，由此反推IGBT芯片的最高温度不会超过120℃，低于IGBT芯片结温150℃，可长期运行。
