2023新能源汽车驱动电机及控制技术70课件

2023新能源汽车驱动电机及控制技术THEME石家庄财经职业学院修德励志

强能善技01INTRODUCTION电机及控制系统02INTRODUCTION驱动电机04INTRODUCTION能量传递与冷却系统03INTRODUCTION电机控制器目录CONTENTSAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplate电机及控制系统概述01PART相关知识电机及控制系统是新能源汽车的核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其驱动特性决定了车辆的主要性能指标。本项目从系统组成、主流供应商、发展趋势等三个方面，对新能源汽车的电机及控制系统进行介绍。另外，因为新能源汽车一般都带有远超人体安全电压的高压系统，在检修过程中要注意高压安全防护，且新能源汽车的故障认定、检修工作有别于传统汽车，所以本项目还将介绍电机及控制系统的安全防护和故障认定方法。1.1.1电机及控制系统组成项

目

导

读相关知识1.1.1电机及控制系统组成知识目标技能目标思政目标（1）熟悉电机及控制系统的组成。（2）了解电机及控制系统的主流供应商和发展趋势。（3）掌握电机及控制系统的安全防护方法。（4）熟悉电机及控制系统的故障认定方法。（1）能够识别电机及控制系统的各个组成部件。（2）能够进行电机及控制系统的安全防护。（3）能够对电机及控制系统出现的故障进行认定。（1）具备专业相关的人文素养、职业道德和创新意识，弘扬精益求精的工匠精神。（2）增强安全操作、团队协作的意识。（3）养成勇于奋斗、乐观向上的精神风貌。相关知识1.1.1电机及控制系统的组成组成电机总成电机控制器高压电气连接系统高压配电盒等低压蓄电池驱动电机系统的组成：相关知识1.1.1电机及控制系统的组成电机总成又称动力总成，是指车辆上产生动力，并将动力传递到路面的一系列零部件。1．电机总成总成是机械领域的常用名词，通常指一系列零件组成的整体，这个整体可以实现某个特定功能。汽车总成是指由若干零部件、组合件或附件组合装配而成，并具有独立功能的汽车组成部分，如变速器、转向器、前桥、后桥、车身、车架、驾驶室等。相关知识1.1.1电机及控制系统的组成电机总成主要包括驱动电机和变速器。驱动电机新能源汽车中常用的驱动电机有永磁同步电机、交流异步电机、开关磁阻电机等。变速器变速器又称减速器，可以调节驱动电机的转速和转矩。例如，在车辆转弯的时候，变速器控制两边的车轮以不同的速度转动，或者在车辆定速巡航的状况下减小驱动电机的转矩，以达到减耗、减噪的目的。与传统汽车对变速器的要求相比，新能源汽车对变速器的要求并不高，因此一般混合动力汽车或者纯电动汽车只需配置较简易的变速器即可。相关知识1.1.1电机及控制系统的组成

为什么新能源汽车多采用前轮驱动？（1）生产成本较低。从新能源汽车的生产成本来看，前驱的车辆省略掉了一根比较长的传动轴，可以节省一部分费用。（2）设计简单、节省空间。新能源汽车的机舱里面没有庞大而复杂的发动机、变速器、传动系统等，车辆前部的空间富余较多。因此，采用前轮驱动的设计较简单，同时可以使驱动电机和制动能量回收设备的分布足够紧凑。（3）历史遗留问题。一些新能源汽车底盘的生产线是根据“油改电”原则，从传统汽车底盘的生产线改造来的，而传统汽车多采用前轮驱动。在底盘布局难以改变的情况下，把与发动机相关的传动装置拿掉，直接装电机总成更为容易，因此新能源汽车也多采用前轮驱动。知识扩展相关知识1.1.1电机及控制系统的组成电机控制器可以将动力电池的直流电转换成交流电来为驱动电机供电，并通过改变电流的频率来控制驱动电机的转速，通过改变电流幅值来控制驱动电机的转矩；也可以将驱动电机产生的交流电整流成直流电来为动力电池充电，以实现制动能量的回收。2．电机控制器

某品牌的电机控制器相关知识1.1.1电机及控制系统的组成电机控制器构成小贴士新能源汽车的电机控制器主要由控制单元、逆变桥驱动单元、逆变桥、电容器、电流传感器、电路接口、冷却水道、壳体等构成。新能源汽车的控制系统除了包括电机控制器外，还包括整车控制单元（vehiclecontrolunit，简称VCU）、高压自动断开控制器等。各控制器可通过控制器局域网络（controllerareanetwork，简称CAN）总线实现实时通信。相关知识1.1.1电机及控制系统的组成高压连接器新能源汽车的高压连接器区别于传统汽车低压连接器新能源汽车专用的高压连接器（见图）。在高压连接器的选型中，需要根据使用环境（如温度、湿度、海拔等）、安装条件（如振动条件、体积结构、密封等级要求等）、载流特性等合理进行选择。通常，新能源汽车中选用的高压连接器都具有安全防护等级高、耐高温、载流大、功耗低、抗油脂、体积小、轻量化、寿命长、成本低等特点。高压电气连接系统主要由高压连接器、高压线束等组成。3．高压电气连接系统相关知识1.1.1电机及控制系统的组成高压线束高压线束（见图）又称高压线路总成，用于连接高压部件，是新能源汽车上安全性要求很高的组件，其设计及布置具有非常重要的安全意义。高压线束的设计及布置包括线束走向、线径、高压连接器的选型、充电口的选型、屏蔽防护、固定工作、高压线槽的设计及高压互锁防护等内容。高压线束相关知识1.1.1电机及控制系统的组成高压电气连接系统的组件都带有警示标记，维修人员可通过警示标记获知组件可能带来高电压危险。但是由于高压线束可能有几米长，因此只在少数几个位置设有警示标记的意义不大。为了提高维修人员的警觉性，厂家普遍用橙色（警告色）来标记整段高压线束。相关知识1.1.1电机及控制系统的组成高压配电盒（powerdistributionunit，简称PDU）通过母排及高压线束连接高压部件，为电机及控制系统提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护、高压采样、低压控制等功能，保护和监控高压系统的运行。PDU不仅配置灵活，还可以集成其他模块（如动力电池、逆变器等），以满足不同客户、不同车型的需求。PDU通常包括手动维修开关、DC/DC变换器、车载充电机等。4．高压配电盒相关知识1.1.1电机及控制系统的组成1）手动维修开关

手动维修开关（manualservicedisconnect，简称MSD）是在新能源汽车进行检修时，为了确保人车安全，通过手动的方式将高压系统的电源断开的装置。

在车辆进行大的维修保养、更换高压核心部件时，应启用MSD。MSD对插拔次数有要求，一般允许的插拔次数为50～100次。频繁插拔会导致在连接器与触点上形成划痕、产生较大的阻抗、使其工作温度升高等严重后果，也会影响MSD的使用寿命。相关知识1.1.1电机及控制系统的组成2）DC/DC变换器如图所示为DC/DC变换器的外形和铭牌。DC/DC变换器的主要功能是电流的转换。在汽车行驶期间，DC/DC变换器将动力电池供给的高压直流电转换为12V低压直流电，为各低压用电设备供电，或为低压蓄电池充电。（a）外形

（b）铭牌

DC/DC变换器的外形和铭牌相关知识1.1.1电机及控制系统的组成3）车载充电机

车载充电机（onboardcharger，简称OBC）是一种将交流电变换为直流电的装置，它可以通过插头、导线与交流插座连接。动力电池在需要充电的时候，只要有可用的供电插座，就可以通过OBC进行充电。但由于车上空间有限，OBC的功率处理能力有限，因此只能实现小电流慢充电，充电时间通常较长。功率处理能力是指OBC长期连续安全工作的功率输入能力。相关知识1.1.1电机及控制系统的组成

低压蓄电池又称12V辅助电池，在新能源汽车的不同状态下发挥着不同的作用。在车辆上电期间：当启动开关状态为ACC（附件通电）时，低压蓄电池给车辆的附件供电，当启动开关状态为ON（全车通电）时，低压蓄电池还要给车辆的控制电路及动力电池的接触器供电在车辆行驶期间：当低压系统负载过重或DC/DC变换器无法为低压系统供电时，低压蓄电池为低压系统供电。5．低压蓄电池相关知识1.1.1电机及控制系统的组成电机驱动系统发电模式当车辆在滑行或制动时，整车控制器检测到满足一定条件则发出能量回收指令，IGBT（in