項(xiàng)目1新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)1新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁基礎(chǔ)認(rèn)知任務(wù)導(dǎo)入在認(rèn)知新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)之前，我們需要先了解一下電機(jī)和發(fā)電機(jī)，你了解電磁的基本概念和電機(jī)與發(fā)電機(jī)的基本運(yùn)行原理嗎？新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修請(qǐng)補(bǔ)充任務(wù)目標(biāo)請(qǐng)補(bǔ)充任務(wù)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)01/02/電機(jī)、發(fā)電機(jī)的基本運(yùn)行原理電磁的基本概念CONTENT03/電機(jī)定子線(xiàn)圈的連接方法目錄新授Newlesson01PARTONE一、電磁的基本概念邁克爾·法拉第（MichaelFaraday，1791年9月22日～1867年8月25日），英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家，也是著名的自學(xué)成才的科學(xué)家。他被世人們稱(chēng)為“電學(xué)之父”和“交流電之父”。電磁感應(yīng)現(xiàn)象1一、電磁的基本概念電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指當(dāng)閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)，或者穿過(guò)閉合電路的磁感線(xiàn)數(shù)量（即磁通量）發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中就會(huì)有電流產(chǎn)生。做個(gè)簡(jiǎn)單示范：取一條電線(xiàn)，將其兩端接在電流表兩極上，再拿一塊磁條，將其來(lái)回穿過(guò)電線(xiàn)圍成的圈，同時(shí)注意電流表的變化，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。1電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、電磁的基本概念設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)面積為S（有效面積S，即垂直通過(guò)磁場(chǎng)線(xiàn)的面積）且與磁場(chǎng)方向垂直的平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，如圖所示。磁通量2Φ=BS式中：Φ——磁通量，單位為WbB——磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T(mén)（特斯拉）S——有效面積，即垂直通過(guò)磁感線(xiàn)的面積，單位為m2（平方米）一、電磁的基本概念在國(guó)際單位制中，磁通量的單位是韋伯，縮寫(xiě)Wb，是以德國(guó)物理學(xué)家威廉?愛(ài)德華?韋伯（WilhelmEduardWeber）的名字命名的。磁通量的計(jì)算公式為：磁通量2一、電磁的基本概念在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。定義是由低電勢(shì)指向高電勢(shì)。方向穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3一、電磁的基本概念左手定則，是英國(guó)電機(jī)工程師約翰.安布羅斯.弗萊明提出的。載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，其所受安培力的方向用左手定則判定。左手定則4一、電磁的基本概念左手定則（電動(dòng)機(jī)定則）：伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線(xiàn)從掌心流入，使四指指向電流方向；拇指所指方向就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)所受安培力方向。左手定則4一、電磁的基本概念安培力是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的作用力。由法國(guó)物理學(xué)家A·安培首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。可表述為：以電流強(qiáng)度為I的長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻外磁場(chǎng)中，則導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力的大小為F。安培力的計(jì)算公式為：式中：F——安培力的大小，單位為NB——均勻外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T(mén)I——通電電流強(qiáng)度，單位為AL——導(dǎo)體長(zhǎng)度，單位為mα——電流方向與B之間的夾角左手定則4F=BILsinα一、電磁的基本概念在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，作用在轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體上的電磁力將使轉(zhuǎn)子受到一個(gè)力矩(等于力乘以轉(zhuǎn)子半徑)，這個(gè)力矩稱(chēng)之為電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩在電機(jī)的能量形態(tài)轉(zhuǎn)換起到重要的作用。如果在固定磁場(chǎng)中放置一個(gè)通有電流的導(dǎo)體，則會(huì)在載流導(dǎo)體上產(chǎn)生一個(gè)電磁力。載流導(dǎo)體受力的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的位置有關(guān)。當(dāng)導(dǎo)體與磁力線(xiàn)方向垂直時(shí)，所受的力最大，這時(shí)電磁力F與磁通密度B、導(dǎo)體長(zhǎng)度L以及通電電流強(qiáng)度I成正比。左手定則4一、電磁的基本概念（1）直線(xiàn)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)用右手握住載流直導(dǎo)體，大拇指指向電流方向，則彎曲四指所指的方向就是磁力線(xiàn)的方向。直線(xiàn)電流磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)是一些以導(dǎo)線(xiàn)上各點(diǎn)為圓心的同心圓，這些同心圓都在與導(dǎo)線(xiàn)垂直的平面上。安培定則5判斷方法磁力線(xiàn)磁效應(yīng)電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)的現(xiàn)象稱(chēng)為電流的磁效應(yīng)（俗稱(chēng)“動(dòng)電生磁”）。一、電磁的基本概念（2）通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)

用右手握住通電螺線(xiàn)管，彎曲的四指指向電流方向，則大拇指所指的方向即為北極（N極）。通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)與條形磁鐵的磁力線(xiàn)類(lèi)似，是一些穿過(guò)螺線(xiàn)管橫截面的閉合曲線(xiàn)，如圖所示，因此，大拇指所指的一端即為北極。判斷方法磁力線(xiàn)安培定則5一、電磁的基本概念線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小可用法拉第電磁感應(yīng)定律（簡(jiǎn)稱(chēng)電磁感應(yīng)定律）來(lái)計(jì)算。法拉第電磁感應(yīng)定律指出：閉合線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)回路的磁通量的變化率成正比。與磁鐵緩慢靠近或遠(yuǎn)離線(xiàn)圈相比，磁鐵快速靠近或遠(yuǎn)離線(xiàn)圈時(shí)，磁通量ΔΦ變化相同，但變化所需的時(shí)間Δt更短，故線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)會(huì)更高。電磁感應(yīng)定律6電動(dòng)勢(shì)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中：E——電動(dòng)勢(shì)，單位為VN——線(xiàn)圈的匝數(shù)ΔΦ——磁通量的變化量，單位為T(mén)Δt——磁通量變化所需的時(shí)間，單位為s。

二、電機(jī)、發(fā)電機(jī)的基本運(yùn)行原理電機(jī)泛指電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)。通常,同一臺(tái)電機(jī)既可作為電動(dòng)機(jī)（即電機(jī)處于驅(qū)動(dòng)工況時(shí)）,亦可作為發(fā)電機(jī)。電機(jī)1電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)

驅(qū)動(dòng)狀態(tài)

發(fā)電狀態(tài)判斷電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

取決于能量轉(zhuǎn)換的方向（能流方向）

不取決于電機(jī)的結(jié)構(gòu)。電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)二、電機(jī)、發(fā)電機(jī)的基本運(yùn)行原理

按使用電源的不同，電機(jī)分為直流電機(jī)和交流電機(jī)，電力系統(tǒng)中的電機(jī)大部分是交流電機(jī)，可以是同步電機(jī)或者是異步電機(jī)（電機(jī)定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速）。電機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子組成，通過(guò)動(dòng)力電子元件和高壓蓄電池連接，電機(jī)裝有一個(gè)定子繞組，繞組如同電機(jī)一樣，可產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。電機(jī)1電動(dòng)機(jī)組成部件和電路連接二、電機(jī)、發(fā)電機(jī)的基本運(yùn)行原理

當(dāng)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)工況時(shí)，定子繞組會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子是一個(gè)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)的永磁體。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過(guò)感應(yīng)交流電的頻率精確控制。系統(tǒng)中裝有一個(gè)電機(jī)控制器，對(duì)同步電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)整。轉(zhuǎn)子位置傳感器可持續(xù)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位移，控制電子器件以此測(cè)定電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。電機(jī)1二、電機(jī)、發(fā)電機(jī)的基本運(yùn)行原理直流發(fā)電機(jī)依靠整流子換向，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電磁干擾嚴(yán)重，已經(jīng)被淘汰。直流發(fā)電機(jī)目前應(yīng)用最廣的是三相交流發(fā)電機(jī)，其內(nèi)部帶有二極管整流電路，將交流電整流為直流電。三相交流發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)2發(fā)電機(jī)是汽車(chē)的主要電源，其主要功能是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)為蓄電池充電。發(fā)電機(jī)二、電機(jī)、發(fā)電機(jī)的基本運(yùn)行原理發(fā)電機(jī)2交流發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子總成、定子總成、電刷組件、整流器、電壓調(diào)節(jié)器、風(fēng)扇和前后端蓋等組成。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為磁極，其組成包含爪極、磁場(chǎng)繞組、滑環(huán)和轉(zhuǎn)子軸等，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。發(fā)電機(jī)的定子為電樞，由定子鐵心與對(duì)稱(chēng)的三相定子繞組組成，三相繞組彼此相隔120°，功用是產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)。交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子

定子鐵芯及定子

二、電機(jī)、發(fā)電機(jī)的基本運(yùn)行原理

交流發(fā)電機(jī)的基本原理是電磁感應(yīng)原理。如圖所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組中通入直流電，轉(zhuǎn)子在發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，使得相對(duì)靜止的定子繞組切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。發(fā)電機(jī)2二、電機(jī)、發(fā)電機(jī)的基本運(yùn)行原理

由于轉(zhuǎn)子磁極鐵芯制作成鳥(niǎo)嘴形特殊結(jié)構(gòu)，可使定子繞組感應(yīng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)近似于正弦曲線(xiàn)波形，因此三相電樞繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化。發(fā)電機(jī)2三、電機(jī)定子線(xiàn)圈的連接方法以定子繞組形成磁極來(lái)區(qū)分1顯極式繞組每個(gè)（組）線(xiàn)圈形成一個(gè)磁極，繞組的線(xiàn)圈（組）數(shù)與磁極數(shù)相等。相鄰兩個(gè)線(xiàn)圈（組）的連接方式必須尾端接尾端，首端接首端，也即反接串聯(lián)方式。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)與繞組分布形成實(shí)際磁極數(shù)的關(guān)系庶極式繞組每個(gè)（組）線(xiàn)圈形成兩個(gè)磁極，繞組的線(xiàn)圈（組）數(shù)為磁極數(shù)的一半。相鄰兩個(gè)線(xiàn)圈（組）的連接方式應(yīng)該是尾端接首端，即順接串聯(lián)方式。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)與繞組分布形成實(shí)際磁極數(shù)的關(guān)系三、電機(jī)定子線(xiàn)圈的連接方法以定子繞組的形狀與嵌裝布線(xiàn)方式區(qū)分2①集中式繞組僅有一個(gè)或幾個(gè)矩形框線(xiàn)圈組成。繞制后用紗帶包扎定型，再經(jīng)浸漆烘干處理后嵌裝在凸磁極的鐵心上。直流電動(dòng)機(jī)、通用電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線(xiàn)圈，以及單相罩極電動(dòng)機(jī)的主極繞組都采用這種繞組。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)與繞組分布形成實(shí)際磁極數(shù)的關(guān)系根據(jù)線(xiàn)圈繞制的形狀與嵌裝布線(xiàn)方式的不同三、電機(jī)定子線(xiàn)圈的連接方法以定子繞組的形狀與嵌裝布線(xiàn)方式區(qū)分2同心式繞組同一線(xiàn)圈組的幾個(gè)大小不同矩形線(xiàn)圈按同一中心的位置逐個(gè)嵌裝排列成回字形。分單層與多層。一般單項(xiàng)電動(dòng)機(jī)和部分小功率三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組采用這種型式。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)與繞組分布形成實(shí)際磁極數(shù)的關(guān)系分布式繞組所有線(xiàn)圈的形狀大小完全相同（單雙圈例外），分別以每槽嵌裝一個(gè)線(xiàn)圈邊，并在槽外端部逐個(gè)相迭均勻分布。分單層迭式和雙層迭式，單雙圈交叉布線(xiàn)排列和單雙層混合布線(xiàn)排列，鏈形繞組和籃形繞組。一般三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組較多采用迭式繞組。根據(jù)線(xiàn)圈繞制的形狀與嵌裝布線(xiàn)方式的不同②分布式繞組實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02PARTTWO1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指當(dāng)

的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)，或者穿過(guò)閉合電路的磁感線(xiàn)數(shù)量（即磁通量）發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中就會(huì)有電流產(chǎn)生。2.左手定則（電動(dòng)機(jī)定則）：伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在

內(nèi)；讓磁感線(xiàn)從掌心流入，使四指指向電流方向；

就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)所受安培力方向。發(fā)電機(jī)是汽車(chē)的主要電源，其主要功能是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)為

充電。任務(wù)實(shí)施4.在顯極式繞組中，為了要使磁極的極性和相互間隔，相鄰兩個(gè)線(xiàn)圈（組）里的電流方向必須

，即相鄰兩個(gè)線(xiàn)圈（組）的連接方式必須

接

，

接

，也即反接串聯(lián)方式。5.在庶極式繞組中，每個(gè)線(xiàn)圈（組）所形成的磁極的極性都相同，因而所有線(xiàn)圈（組）里的電流方向都

，即相鄰兩個(gè)線(xiàn)圈（組）的連接方式應(yīng)該是

接

，即順接串聯(lián)方式。任務(wù)實(shí)施項(xiàng)目1新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)2新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)認(rèn)知任務(wù)導(dǎo)入電機(jī)銘牌就如同電機(jī)的“身份證”，從銘牌中就能讀出電機(jī)的性能以及適用場(chǎng)景。你能從電機(jī)銘牌上確認(rèn)哪些信息呢？新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修1.了解不同類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能與優(yōu)缺點(diǎn)。2.了解驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用。3.掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀方法。4.能夠準(zhǔn)確找到驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的位置。5.能夠正確認(rèn)知前驅(qū)電動(dòng)總成的銘牌其技術(shù)參數(shù)。6.熟練驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌。7.認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、積極主動(dòng)。安全生產(chǎn)，文明施工。8.獲得分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本方法。任務(wù)目標(biāo)01/02/驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用不同類(lèi)型新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的介紹CONTENT03/驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀目錄新授Newlesson01PARTONE一、不同類(lèi)型新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的介紹新能源汽車(chē)包含混合動(dòng)力、燃料電池電動(dòng)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)、純電動(dòng)等汽車(chē)種類(lèi)。燃料電池電動(dòng)汽車(chē)零排放，但燃料電池價(jià)格高，壽命短。純電動(dòng)汽車(chē)采用蓄電池作為動(dòng)力源，成本低、無(wú)污染，發(fā)展?jié)摿Υ蟆浒l(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)排放水，無(wú)污染，但價(jià)格貴。混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力性能優(yōu)良，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，排放尾氣。一、不同類(lèi)型新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的介紹當(dāng)前應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要包括直流電機(jī)、三相交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等類(lèi)型。電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是影響整車(chē)性能的關(guān)鍵因素之一，電機(jī)類(lèi)型的選擇、車(chē)輛驅(qū)動(dòng)方式的確定、電機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性與安全性是電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)時(shí)首先應(yīng)考慮的問(wèn)題。一、不同類(lèi)型新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的介紹性能1類(lèi)型項(xiàng)目直流電機(jī)三相異步電機(jī)永磁同步電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍/（r/min）4000～600012000～200004000～10000>15000功率密度低中高較高功率因數(shù)——82～8590～9360～65峰值效率/%85～8994～9595～9785～90負(fù)荷效率/%80～8790～9285～9778～86過(guò)載能力/%200300～500300300～500恒功率區(qū)比例——1:51:2.251:3電機(jī)重量重中輕輕電機(jī)外形尺寸大中小小可靠性一般好優(yōu)良好結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性差好一般優(yōu)良控制操作性能最好好好好控制器成本低高高一般4種典型電機(jī)的性能比較一、不同類(lèi)型新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的介紹優(yōu)缺點(diǎn)2直流電機(jī)有控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速方便、目前技術(shù)已經(jīng)較為成熟的優(yōu)點(diǎn)。但是直流電機(jī)的電樞電流需要由電刷和機(jī)械換向器引入，換向時(shí)易產(chǎn)生電火花，從而產(chǎn)生換向器容易燒蝕，電刷容易磨損之類(lèi)的問(wèn)題，需要經(jīng)常維護(hù)；同時(shí)由于電刷部分存在接觸磨損，不僅使電機(jī)效率降低，還限制了電機(jī)運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速。現(xiàn)在電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)很少使用直流電機(jī)。但仍有一些小功率的電動(dòng)汽車(chē)選用直流電機(jī)，如小型代步車(chē)、景區(qū)觀(guān)光車(chē)等。（1）直流電機(jī)一、不同類(lèi)型新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的介紹優(yōu)缺點(diǎn)2是感應(yīng)式電機(jī)的一種。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作周期長(zhǎng)、成本低、易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)復(fù)雜、效率低。現(xiàn)在主要通過(guò)矢量控制技術(shù)改善交流電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩特性。三相交流異步電機(jī)有繞線(xiàn)式和鼠籠式兩種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，鼠籠式電機(jī)成本低，效率高。特斯拉電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)就是鼠籠式轉(zhuǎn)子異步電機(jī)。感應(yīng)式電機(jī)在工業(yè)中己有較長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和大量的生產(chǎn)工廠(chǎng)，生產(chǎn)成本較低。（2）三相交流異步電機(jī)一、不同類(lèi)型新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的介紹優(yōu)缺點(diǎn)2具有體積小、重量輕，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，效率高的優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)滿(mǎn)足了新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的條件。根據(jù)轉(zhuǎn)子不同，PMSM有表貼式和內(nèi)置式兩種類(lèi)型。內(nèi)置式交直軸電感不同，可產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)用的更多。永磁同步電機(jī)矢量控制也存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)，比如電機(jī)的位置傳感器故障、電流傳感器故障、電機(jī)定子繞組開(kāi)路等都會(huì)影響安全性和可靠性。另一個(gè)問(wèn)題是永磁材料強(qiáng)度較差，有些永磁材料在高溫作用下會(huì)發(fā)生磁性衰退現(xiàn)象。現(xiàn)在我國(guó)大部分的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)，都是圍繞著永磁同步電機(jī)矢量控制為主的閉環(huán)控制，這是因?yàn)橛来磐诫姍C(jī)具有較高的功率密度和效率，矢量控制反饋控制環(huán)節(jié)精準(zhǔn)穩(wěn)定。（3）永磁同步電機(jī)一、不同類(lèi)型新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的介紹優(yōu)缺點(diǎn)2結(jié)構(gòu)比其他電機(jī)簡(jiǎn)單，效率可達(dá)85%-90％，轉(zhuǎn)速可達(dá)15000r/pm。其轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性好，在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速可以靈活地控制，并且有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高和起動(dòng)功率低等機(jī)械特性。控制系統(tǒng)較復(fù)雜，調(diào)節(jié)性能和控制精度要求高。工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，噪聲也較大，體積也比同樣功率的感應(yīng)電機(jī)要大一些。很少應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)上。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)很少應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)上。（4）開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用永磁同步電機(jī)與交流異步電機(jī)是新能源汽車(chē)在乘用車(chē)領(lǐng)域上的主流選擇。永磁同步電機(jī)的永磁是指在電機(jī)轉(zhuǎn)子的制造過(guò)程中使用了永磁體，提升了電機(jī)在低速時(shí)需要的大扭矩的性能，這也是永磁同步電機(jī)與三相交流異步電機(jī)的最大區(qū)別。添加標(biāo)題同步指的是讓電機(jī)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致，通過(guò)控制電機(jī)的定子繞組輸入電流頻率來(lái)控制電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速。二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用永磁同步電機(jī)與交流異步電機(jī)是新能源汽車(chē)在乘用車(chē)領(lǐng)域上的主流選擇。交流異步電機(jī)中由于轉(zhuǎn)子總是在“追趕”定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，并且為了能夠切割磁感應(yīng)線(xiàn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流。添加標(biāo)題轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總要比定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速慢，這也就形成了異步運(yùn)行，即異步感應(yīng)電機(jī)。二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度高、功率密度高、效率高、調(diào)速性能好。體積小、重量輕優(yōu)點(diǎn)在相同質(zhì)量與體積下，能夠?yàn)樾履茉雌?chē)提供最大的動(dòng)力輸出與加速度。優(yōu)勢(shì)除了原料帶來(lái)的成本問(wèn)題外，它會(huì)有在高溫下磁性衰減的問(wèn)題。缺點(diǎn)二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用三相交流異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性較高、擁有較好的高速性能以及電機(jī)的溫升區(qū)間較大，不易造成退磁現(xiàn)象。優(yōu)點(diǎn)受到以性能標(biāo)榜的電動(dòng)跑車(chē)以及中大型SUV偏愛(ài)。如特斯拉modelS等優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)矩密度、功率密度、效率密度偏低，并且還伴隨著體積大、重量沉等問(wèn)題。缺點(diǎn)二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用三相交流異步電機(jī)

特斯拉modelS特斯拉modelX蔚來(lái)ES8三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在電機(jī)機(jī)殼上標(biāo)注銘牌數(shù)據(jù)，如圖所示。銘牌位置1比亞迪驅(qū)動(dòng)三合一中電機(jī)銘牌貼于機(jī)殼上三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀如圖為比亞迪某款永磁同步電機(jī)的銘牌。銘牌位置1比亞迪某款永磁同步電機(jī)的銘牌三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀銘牌項(xiàng)目2序號(hào)項(xiàng)目說(shuō)明1型號(hào)型號(hào)用以表明電機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。由漢語(yǔ)拼音字母、國(guó)際通用符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。2額定功率指電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)電機(jī)軸端輸出的機(jī)械功率，單位為W或k\V。3額定電壓指電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組上的線(xiàn)電壓，單位為V。4額定轉(zhuǎn)速是指對(duì)應(yīng)于額定電壓、額定電流，電機(jī)運(yùn)行于額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速。單位為r/min。5峰值功率指電機(jī)在峰值轉(zhuǎn)矩狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)軸端輸出的機(jī)械功率，單位為W或kW。6最大轉(zhuǎn)速指電機(jī)正常運(yùn)行所能達(dá)到的最大速度，體現(xiàn)了永磁同步電機(jī)調(diào)速能力的大小。單位為r/min。三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀銘牌項(xiàng)目27最高效率指電機(jī)在整個(gè)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)所能達(dá)到的最大效率。8功率因數(shù)電機(jī)有效功率與視在功率的比值。它表征著電機(jī)運(yùn)行時(shí)從電網(wǎng)吸收的無(wú)功功率的大小。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于相同轉(zhuǎn)速的電機(jī)，容量越大，功率因數(shù)越高。相同容量的電機(jī)，轉(zhuǎn)速越高，功率因數(shù)越大。9聯(lián)結(jié)方式永磁同步電機(jī)常用的定子繞組接法主要有星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)。10絕緣等級(jí)指直流電機(jī)制造時(shí)所用絕緣材料的耐熱品級(jí)。一般有B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)、C級(jí)。11冷卻方式為防止電機(jī)在工作過(guò)程中產(chǎn)生的銅耗和鐵耗使電機(jī)溫升過(guò)高，一般需要采取冷卻措施。永磁同步電機(jī)常用的冷卻方式一般有水冷和風(fēng)冷。12定額（工作制）即電機(jī)的工作方式，是指電機(jī)在正常使用時(shí)的延續(xù)時(shí)間。一般分為連續(xù)制（S1）和斷續(xù)制（S2-S10）。三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀銘牌項(xiàng)目2驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)通常由驅(qū)動(dòng)電機(jī)類(lèi)型代號(hào)、尺寸規(guī)格代號(hào)、信號(hào)反饋元件代號(hào)、冷卻方式代號(hào)、預(yù)留代號(hào)五部分組成，如圖所示。三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀銘牌項(xiàng)目2但不同車(chē)企電機(jī)型號(hào)命名規(guī)則會(huì)有所差異，如圖所示的為比亞迪某車(chē)型永磁同步電機(jī)型號(hào)，型號(hào)中還包含了品牌自定義的部分，即品牌名稱(chēng)與內(nèi)部編號(hào)。三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀銘牌項(xiàng)目2名稱(chēng)代號(hào)說(shuō)明備注驅(qū)動(dòng)電機(jī)類(lèi)型KC開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)其他類(lèi)型驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類(lèi)型代號(hào)由制造商參照GB/T4831進(jìn)行規(guī)定。TF方波控制型永磁同步電機(jī)TZ正弦控制型永磁同步電機(jī)YR異步電機(jī)（繞線(xiàn)式）YS異步電機(jī)（鼠籠式）ZL直流電機(jī)尺寸規(guī)格阿拉伯?dāng)?shù)字一般采用定子鐵芯的外徑來(lái)表示；對(duì)于外轉(zhuǎn)子電機(jī)，采用外轉(zhuǎn)子鐵芯外徑來(lái)表示。

信號(hào)反饋元件M光電編碼器無(wú)傳感器不必標(biāo)注。X旋轉(zhuǎn)變壓器H霍爾元件冷卻方式S水冷方式非強(qiáng)迫冷卻方式（自然冷卻）不必標(biāo)注。Y油冷方式F強(qiáng)迫風(fēng)冷方式預(yù)留英文大寫(xiě)字母或阿拉伯?dāng)?shù)字組合其含義由制造商自行確定。電機(jī)型號(hào)所包含的信息，可根據(jù)下表進(jìn)行解讀實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02PARTTWO任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備序號(hào)設(shè)備及工具圖片設(shè)備及工具名稱(chēng)數(shù)量設(shè)備及工具是否完好1

□是□否2

□是□否3

□是□否4

□是□否5

□是□否6

□是□否7

□是□否8

□是□否質(zhì)檢意見(jiàn)原因：□是□否任務(wù)實(shí)施姓名

班級(jí)（專(zhuān)業(yè)）

完成日期

實(shí)訓(xùn)任務(wù)1：前驅(qū)電動(dòng)總成的技術(shù)參數(shù)認(rèn)知序號(hào)操作步驟記錄完成情況1驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大輸出扭矩技術(shù)參數(shù)：已完成□2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定扭矩技術(shù)參數(shù)：已完成□3驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大輸入功率技術(shù)參數(shù)：已完成□4驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率技術(shù)參數(shù)：已完成□5電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)速技術(shù)參數(shù)：已完成□6前驅(qū)電動(dòng)總成重量技術(shù)參數(shù)：已完成□7變速箱潤(rùn)滑油量技術(shù)參數(shù)：已完成□8變速箱潤(rùn)滑油類(lèi)型技術(shù)參數(shù)：已完成□任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)2：電機(jī)銘牌認(rèn)知序號(hào)操作步驟記錄完成情況1認(rèn)識(shí)電機(jī)型號(hào)該電機(jī)型號(hào)為。已完成□2認(rèn)識(shí)電機(jī)類(lèi)型根據(jù)型號(hào)可知，該電機(jī)的類(lèi)型為。已完成□3認(rèn)識(shí)信號(hào)反饋元件根據(jù)型號(hào)可知，該電機(jī)（¨有¨無(wú)）信號(hào)反饋元件，若有，其信號(hào)反饋元件類(lèi)型為。已完成□4認(rèn)識(shí)電機(jī)冷卻方式根據(jù)型號(hào)可知，該電機(jī)的冷卻方式為。已完成□任務(wù)實(shí)施6S現(xiàn)場(chǎng)管理序號(hào)操作步驟完成情況備注1建立安全操作環(huán)境已完成□

2清理及整理工具量具已完成□

3清理及復(fù)原設(shè)備已完成□

4清理場(chǎng)地已完成□

5物品回收和環(huán)保已完成□

6完善和檢查工單已完成□項(xiàng)目1新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)3新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)導(dǎo)入新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)不同于工業(yè)用的電機(jī)控制系統(tǒng)，由于受到車(chē)輛空間限制和使用環(huán)境的約束，應(yīng)用于普通的電機(jī)控制系統(tǒng)中的電力電子技術(shù)、電機(jī)技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)其需求。那么當(dāng)前新能源汽車(chē)領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)呈現(xiàn)了怎樣的發(fā)展趨勢(shì)呢？新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修1.了解驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義、作用、現(xiàn)狀、困境及結(jié)構(gòu)組成。2.掌握新能源汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求。3.能夠準(zhǔn)確識(shí)別秦EV前驅(qū)電動(dòng)總成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和說(shuō)出秦EV前驅(qū)電動(dòng)總成主要部件的作用。4.能夠正確認(rèn)知前驅(qū)電動(dòng)總成的結(jié)構(gòu)。5.掌握永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)。6.與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作。7.獲得分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本方法。任務(wù)目標(biāo)01/02/驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用CONTENT03/新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境目錄04/新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)05/新能源汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求新授Newlesson01PARTONE一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的三大核心系統(tǒng)之一，也是車(chē)輛行駛的主要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的特性決定了車(chē)輛的主要性能指標(biāo)，直接影響車(chē)輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和用戶(hù)駕乘感受。定義1一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)就像電動(dòng)汽車(chē)的神經(jīng)中樞，它將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池和其他輔助系統(tǒng)相互連接并且加以控制。整車(chē)控制器（VCU）會(huì)根據(jù)其獲取到的的輸入信號(hào)（例如加速、制動(dòng)、檔位、旋變、溫度等），向電機(jī)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，從而控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、加速、減速和制動(dòng)能量回收。2作用比亞迪全新秦EV外觀(guān)圖一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用比亞迪全新秦EV車(chē)型采用比亞迪e平臺(tái)的核心技術(shù)——33111所生產(chǎn)的全新一代純電動(dòng)轎車(chē)。其中，第一個(gè)“3”代表的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器和減速器三合一。e平臺(tái)讓純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、更安全、更可靠。通過(guò)對(duì)原本繁雜、分立的零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、集成化設(shè)計(jì)，讓純電動(dòng)汽車(chē)的核心零部件體積變小，重量變輕，滿(mǎn)足現(xiàn)代新能源汽車(chē)輕量化的目的。2作用比亞迪全新秦EV外觀(guān)圖二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹秦EV的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)，也稱(chēng)前驅(qū)電動(dòng)總成或三合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（MotorControlUnit，MCU）、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、單檔變速器組成，如圖所示。結(jié)構(gòu)組成1二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹秦EV的前驅(qū)電動(dòng)總成位于前艙中部，在充配電總成的下方，如圖所示。安裝位置2二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹秦EV的配電總成位置如圖所示。安裝位置2二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹集成方案3成本降低了33%，體積減少了30%，重量也減輕了25%，功率密度增加20%，NEDC續(xù)航里程效率提升1%，扭矩密度增加17%。本著“高品質(zhì)、高電壓、高集成、高轉(zhuǎn)速、高性能、低成本”的開(kāi)發(fā)理念，在秦EV的設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及電機(jī)控制器采用了直連的方式，減少三相電纜、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器共用冷卻系統(tǒng)（通過(guò)整車(chē)控制器（VCU）控制電子水泵、電子風(fēng)扇進(jìn)行循環(huán)冷卻）。二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹集成方案3集成內(nèi)容示圖集成目的電機(jī)、電控端子直連，取消三相線(xiàn)

降低成本電機(jī)、電控水道直連，取消水管

降低成本比亞迪驅(qū)動(dòng)三合一集成方案二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹集成方案3比亞迪驅(qū)動(dòng)三合一集成方案電機(jī)轉(zhuǎn)子軸和減速器輸入軸共用

提高同軸度，減少噪音電機(jī)殼體和減速器殼體共用

降低成本，提高同軸度，提高裝配精度二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹41）定義作為新能源汽車(chē)的“動(dòng)力心臟”，驅(qū)動(dòng)電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，并用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他裝置的電氣設(shè)備，是與汽車(chē)加速度、最高車(chē)速、爬坡坡度（一般車(chē)輛最大的爬坡坡度不超過(guò)40%）等重要指標(biāo)及行車(chē)體驗(yàn)直接相關(guān)的核心部件。（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)2）組成在秦EV中，采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁同步電機(jī)永磁同步電機(jī)主要由電機(jī)的轉(zhuǎn)子、定子、電機(jī)外殼、旋轉(zhuǎn)變壓器（也稱(chēng)旋變傳感器，簡(jiǎn)稱(chēng)旋變）、前后轉(zhuǎn)子軸承、電機(jī)前后端蓋以及三相電纜等部件組成。二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹4永磁同步電機(jī)爆炸圖二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹4永磁同步電機(jī)主要部件安裝位置說(shuō)明部件說(shuō)明旋變定子安裝在后端蓋上，用于檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)速信號(hào)旋變轉(zhuǎn)子安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，與旋變轉(zhuǎn)子總成配合反應(yīng)轉(zhuǎn)子角度位置轉(zhuǎn)子布置在定子內(nèi)部，用于磁能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)換三相繞組安裝在定子鐵芯上，用于接入三相交流電產(chǎn)生磁場(chǎng)定子安裝在殼體內(nèi)部，用于增強(qiáng)通電線(xiàn)圈的磁性二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹41）定義旋轉(zhuǎn)變壓器（簡(jiǎn)稱(chēng)旋變）是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號(hào)元件。在秦EV中，當(dāng)勵(lì)磁繞組以一定頻率的交流電壓勵(lì)磁時(shí)，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正、余弦函數(shù)關(guān)系，因此這種旋轉(zhuǎn)變壓器又稱(chēng)為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器2）作用旋轉(zhuǎn)變壓器主要負(fù)責(zé)檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）、電機(jī)位置（旋轉(zhuǎn)角度），如果旋變信號(hào)失效或丟失，車(chē)輛將無(wú)法上“OK”電，旋變信號(hào)相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸位置傳感器信號(hào)，旋變信號(hào)通過(guò)硬線(xiàn)信號(hào)到電機(jī)控制后解碼轉(zhuǎn)換成車(chē)速。二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹43）安裝位置旋變傳感器安裝在電機(jī)后端蓋處如下圖所示。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹44）組成如下圖所示，旋轉(zhuǎn)變壓器由旋變定子和旋變轉(zhuǎn)子組成，其定子固定于電機(jī)定子或端蓋上，以檢測(cè)和輸出轉(zhuǎn)子位置信號(hào)；其轉(zhuǎn)子也是由多個(gè)硅鋼片組成，與電機(jī)同軸，以跟蹤電子轉(zhuǎn)子的位置。轉(zhuǎn)子上有一個(gè)盤(pán)，它是用透磁通的金屬制成的。這個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的形狀特殊，非圓形，像凸輪盤(pán)。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹4（2）旋轉(zhuǎn)變壓器該線(xiàn)圈環(huán)由勵(lì)磁線(xiàn)圈A、正弦線(xiàn)圈S以及余弦線(xiàn)圈C三個(gè)單線(xiàn)圈構(gòu)成，S、C兩線(xiàn)圈互成90°安裝，如圖所示。其中，勵(lì)磁線(xiàn)圈A負(fù)責(zé)輸入，正弦線(xiàn)圈S與余弦線(xiàn)圈C負(fù)責(zé)輸出。二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹45）工作原理如圖所示，勵(lì)磁線(xiàn)圈通入正弦曲線(xiàn)的勵(lì)磁電壓后，勵(lì)磁線(xiàn)圈周?chē)a(chǎn)生的交變磁場(chǎng)作用在轉(zhuǎn)子盤(pán)上，轉(zhuǎn)子盤(pán)將交變磁場(chǎng)的磁通引向接收線(xiàn)圈，接收線(xiàn)圈將感應(yīng)到一個(gè)交變電壓，該電壓與轉(zhuǎn)子盤(pán)的位置成一定的比例，與勵(lì)磁電壓存在相位差。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹46）控制策略當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子一同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)定子線(xiàn)圈，改變了定子線(xiàn)圈與轉(zhuǎn)子之間的磁通，使得正弦繞組和余弦繞組收到勵(lì)磁繞組感應(yīng)，信號(hào)幅值產(chǎn)生一定變化，呈正弦和余弦波形。波形的幅值和相位隨著旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子（與電機(jī)轉(zhuǎn)子同轉(zhuǎn)）的變化而變化。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹41）定義驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器是一種用于控制動(dòng)力電池與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置。其為動(dòng)力電池和電機(jī)之間的能量轉(zhuǎn)換單元，是驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制中心，又稱(chēng)智能功率模塊。（3）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器2）組成驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器主要組成包括智能功率（IPM）模塊、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊、信號(hào)數(shù)據(jù)采集模塊、關(guān)聯(lián)電路等硬件，以及電機(jī)控制算法與邏輯保護(hù)等軟件部分。下面簡(jiǎn)要介紹IGBT模塊與IPM模塊。二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹43）功能①具有采集扭矩請(qǐng)求、旋變等信號(hào)，控制電機(jī)正向、反向驅(qū)動(dòng)以及正、反轉(zhuǎn)發(fā)電的功能；②具有高壓輸出電壓和電流控制限制的功能；③具有電壓跌落保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、IPM過(guò)溫保護(hù)、IGBT過(guò)溫保護(hù)、功率限制、扭矩控制限制等功能。④具有能量回饋控制、主動(dòng)泄放、被動(dòng)泄放控制的功能。（3）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹44）工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置并判斷其狀態(tài)，接通電機(jī)控制器內(nèi)相應(yīng)的IGBT，此時(shí)高壓直流電經(jīng)電機(jī)控制器內(nèi)的IGBT進(jìn)行逆變后流入定子繞組線(xiàn)圈，通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)（電轉(zhuǎn)磁-電感），利用右手法則判定磁極，同性相斥，異性相吸使轉(zhuǎn)子的磁鐵隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。W三極管導(dǎo)通，V三極管PWM控制電流的大小和頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。（3）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹41）定義單檔變速器，也稱(chēng)單級(jí)減速器，或稱(chēng)為單檔固定齒比變速箱，是采用固定傳動(dòng)比將電機(jī)轉(zhuǎn)速降低并增大轉(zhuǎn)矩裝置，不同車(chē)型傳動(dòng)比不同。（4）單檔變速器2）組成比亞迪秦EV車(chē)型前驅(qū)動(dòng)力總成采用單檔變速器。其單檔變速器由輸入軸和輸出軸組成，輸入軸一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸相連，另一端則為殼體提供支撐，中間裝有一個(gè)主動(dòng)齒輪與輸出軸從動(dòng)齒輪相嚙合。二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹4（4）單檔變速器輸出軸上有大小兩個(gè)齒輪，大齒輪為從動(dòng)齒輪與輸入軸齒輪相嚙合，小齒輪為主減速器主動(dòng)齒輪與減速器大齒圈相結(jié)合，作為變速器驅(qū)動(dòng)差速器總成旋轉(zhuǎn)。輸出軸兩端用圓錐滾珠軸承進(jìn)行支撐。變速器具有固定的傳動(dòng)比，總減速比是10.7。二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹43）功能變速器主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的減速增扭作用。（4）單檔變速器比亞迪秦EV車(chē)型前驅(qū)動(dòng)力總成采用單級(jí)變速器，通過(guò)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)使汽車(chē)前進(jìn)或倒退，動(dòng)力直接由電機(jī)傳給變速器，變速器將動(dòng)力直接傳給兩個(gè)車(chē)輪，減少了動(dòng)力損失，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、生產(chǎn)成本低。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)外的發(fā)展歷史國(guó)外驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、流程化和標(biāo)準(zhǔn)化等方面的完善程度很高，相關(guān)領(lǐng)域的研究起步較早，依靠長(zhǎng)期的研發(fā)和經(jīng)驗(yàn)積累，其整體技術(shù)水平領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)。該標(biāo)準(zhǔn)使得控制系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)更高效，便于軟件間的交互和版本更新，同時(shí)降低了開(kāi)發(fā)成本，被越來(lái)越多的汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)、零部件廠(chǎng)和科研院校所采用。博世、戴姆勒和寶馬等汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)及零部件廠(chǎng)一同建立了汽車(chē)開(kāi)放系統(tǒng)架構(gòu)（簡(jiǎn)稱(chēng)AUTOSAR）的標(biāo)準(zhǔn)。200320032003三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)外的發(fā)展歷史日本豐田公司早在1997年就發(fā)布了當(dāng)時(shí)首款混合動(dòng)力量產(chǎn)車(chē)型第一代Prius，該車(chē)采用了豐田研發(fā)的新型混動(dòng)系統(tǒng)THS。在2003年推出了第二代Prius，該車(chē)搭載的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)增設(shè)了Boost變換電路，外形如圖1-3-15所示。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)外的發(fā)展歷史2009年，德國(guó)博世公司基于英飛凌功率半導(dǎo)體封裝技術(shù)，自主研發(fā)了一款新型IGBT模塊并設(shè)立工廠(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)。2017年博世推出了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)eAxle，eAxle實(shí)現(xiàn)了“三合一”，即將變速器、電機(jī)及控制系統(tǒng)集成一體，這使其生產(chǎn)成本降低的同時(shí)，總體積也降低了超過(guò)20%。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)外的發(fā)展歷史在2007年，豐田公司宣布今后研發(fā)的混合動(dòng)力車(chē)型中使用基于SiC功率器件的電機(jī)控制系統(tǒng)。2014年，豐田中央研究所聯(lián)合電裝公司開(kāi)發(fā)出了應(yīng)用SiC功率器件的電機(jī)控制系統(tǒng)，如圖所示，其體積降低為右側(cè)采用硅基功率器件同功能控制系統(tǒng)的五分之一，并可使混動(dòng)車(chē)型燃油經(jīng)濟(jì)性提高10%。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展歷史“八五”到“十三五”的新能源汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃體現(xiàn)出了我國(guó)對(duì)該領(lǐng)域研究的重視。總體上來(lái)看，我國(guó)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)甚至是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化，能自主開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，并應(yīng)用于純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)上。但國(guó)內(nèi)電機(jī)控制系統(tǒng)在散熱、功率密度、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品化等方面與國(guó)外同期產(chǎn)品都存在一定差距。能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化電機(jī)控制系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或功率器件的國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商主要有天津松正、精進(jìn)電動(dòng)和比亞迪等。國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展歷史天津松正研發(fā)出了一款“五合一”電機(jī)控制系統(tǒng)，如圖所示，其系統(tǒng)集成度較高，驅(qū)動(dòng)電機(jī)類(lèi)型為永磁同步電機(jī)，可應(yīng)用于純電動(dòng)物流車(chē)，采用了輕量化設(shè)計(jì)，使得整機(jī)質(zhì)量降低至30kg。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展歷史精進(jìn)電動(dòng)在2017年實(shí)現(xiàn)了電驅(qū)動(dòng)“二合一”，2018年發(fā)布了一款“三合一”純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)JJE-EDM3000F，包括其自主電機(jī)、減速器和電機(jī)控制系統(tǒng)，如圖所示。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展歷史比亞迪自主研發(fā)出了SiCMOSFET模塊，如圖所示，將在旗下所有電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型中實(shí)現(xiàn)SiC基功率器件對(duì)硅基器件的全面換代，相關(guān)車(chē)型的性能在加速和續(xù)航等指標(biāo)上將會(huì)提升。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展歷史比亞迪自主研發(fā)出了SiCMOSFET模塊，如圖所示，將在旗下所有電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型中實(shí)現(xiàn)SiC基功率器件對(duì)硅基器件的全面換代，相關(guān)車(chē)型的性能在加速和續(xù)航等指標(biāo)上將會(huì)提升。目前，各大主機(jī)廠(chǎng)已經(jīng)將電驅(qū)系統(tǒng)的深度集成化作為三電系統(tǒng)重要發(fā)展方向之一。在當(dāng)前進(jìn)行量產(chǎn)的純電動(dòng)汽車(chē)的領(lǐng)域中，三合一電驅(qū)已成為主流。添加標(biāo)題電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)有了多種集成方式，從最初的電機(jī)+減速器的“二合一”驅(qū)動(dòng)總成發(fā)展至大規(guī)模使用的電機(jī)+電機(jī)控制器+減速器的“三合一”驅(qū)動(dòng)總成再到最新“八合一”驅(qū)動(dòng)總成。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2比亞迪自主研發(fā)出了SiCMOSFET模塊，如圖所示，將在旗下所有電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型中實(shí)現(xiàn)SiC基功率器件對(duì)硅基器件的全面換代，相關(guān)車(chē)型的性能在加速和續(xù)航等指標(biāo)上將會(huì)提升。

二合一驅(qū)動(dòng)總成

三合一驅(qū)動(dòng)總成

八合一驅(qū)動(dòng)總成

三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2如圖所示的是搭載在比亞迪海豚車(chē)型上的八合一驅(qū)動(dòng)總成，融合集成了電機(jī)控制器、單檔變速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、DC-DC電源變換器、雙向車(chē)載充電機(jī)（OBC）、高壓配電系統(tǒng)、動(dòng)力域控制器（VBU），其中VBU包含了整車(chē)控制器（VCU）和電池管理器（BMS）的部分功能。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2如圖所示的是雪佛蘭Bolt所搭載的二合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其將永磁電機(jī)和減速器集成在一起，再與車(chē)橋結(jié)合形成一體式電驅(qū)動(dòng)橋，雖然該系統(tǒng)的連接部分仍然比較復(fù)雜，但是至少實(shí)現(xiàn)了二合一的設(shè)計(jì)，縮短了各部件之間的距離，使得電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2隨著電驅(qū)動(dòng)集成技術(shù)的不斷發(fā)展，三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)，如圖所示。隨后，國(guó)外的特斯拉、日本電產(chǎn)、BMW、麥格納、吉?jiǎng)P恩、博世、ZF，國(guó)內(nèi)的比亞迪、上海電驅(qū)動(dòng)、巨一、匯川、精進(jìn)電動(dòng)、上汽等均推出了三合一電驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng)。比亞迪三合一驅(qū)動(dòng)總成特斯拉ModelS三合一驅(qū)動(dòng)總成蔚來(lái)三合一EDS集成化電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境集成度高的驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng)具備的優(yōu)勢(shì)主要有：總成體積縮小，系統(tǒng)總質(zhì)量降低，一定程度上也降低了汽車(chē)能耗、提升了續(xù)航里程；（1）不僅使機(jī)艙變得更加簡(jiǎn)潔，汽車(chē)各系統(tǒng)布局更加靈活，也使乘坐及儲(chǔ)物空間能夠被最大化地利用；（2）通過(guò)集成化設(shè)計(jì)，多合一驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng)也能夠降低接口復(fù)雜度及成本。（3）三、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境高集成度也確實(shí)是帶來(lái)了一些難題多合一驅(qū)動(dòng)總成的集成化設(shè)計(jì)需要多維度開(kāi)發(fā)和能力驗(yàn)證，如圖所示。其中總成系統(tǒng)導(dǎo)致各部件與空氣接觸面積減少，為保證各部件處于正常工作溫度區(qū)間，整個(gè)散熱系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)優(yōu)化。同時(shí)，NVH（噪聲振動(dòng)）、EMC（電磁兼容測(cè)試）、安全等性能指標(biāo)的控制，以及零部件開(kāi)發(fā)協(xié)同都是目前整車(chē)廠(chǎng)和供應(yīng)商需要重點(diǎn)攻克的難題。四、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)大眾、沃爾沃、克萊斯勒等驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速不斷提升，最高達(dá)到14000～16000r/min，特斯拉Model3電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到17900r/min，目前面市的轉(zhuǎn)速超過(guò)16000r/min的高速電機(jī)主要應(yīng)用于中高端的純電動(dòng)車(chē)型中。高轉(zhuǎn)速電機(jī)能夠提高功率密度，同時(shí)減小體積、降低成本，對(duì)于提高電動(dòng)車(chē)動(dòng)力性能來(lái)說(shuō)尤為重要。當(dāng)前市場(chǎng)上，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)最高轉(zhuǎn)速一般在12000r/min以上。隨著新技術(shù)、新材料的不斷發(fā)展及應(yīng)用，加上消費(fèi)者對(duì)驅(qū)動(dòng)效率、加速體驗(yàn)的重視及追求，采用更高速的驅(qū)動(dòng)電機(jī)成為集成電驅(qū)發(fā)展的必然趨勢(shì)。電機(jī)高速化1四、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)汽車(chē)產(chǎn)品平臺(tái)化設(shè)計(jì)能夠有效地縮短上市周期、降低研發(fā)成本。根據(jù)不同轉(zhuǎn)矩、功率的需求以及不同級(jí)別的車(chē)型，可以規(guī)劃不同的系列化平臺(tái)電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，如下表所示為永磁同步平臺(tái)化集成電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。平臺(tái)化設(shè)計(jì)2項(xiàng)目小功率平臺(tái)中等功率平臺(tái)大功率平臺(tái)定子直徑/mm160180～220>220峰值功率/kw30～12080～160160～340峰值扭矩/N·m40～200180～300300～400四、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)多檔化設(shè)計(jì)能使整車(chē)獲得更好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，使電機(jī)盡量工作在高效率的轉(zhuǎn)速區(qū)間，獲得更高的極限車(chē)速、更少的百公里加速時(shí)間和更大最大爬坡度；特別是在極速狀態(tài)以及低負(fù)荷條件下，高速檔和低速檔之間的切換，可以使電機(jī)盡量工作在高效率區(qū)間。下圖為精進(jìn)電動(dòng)混合動(dòng)力四檔EMAT驅(qū)動(dòng)總成（未量產(chǎn)）。多檔減速器3四、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)這樣從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度減少了零部件的數(shù)量，縮小了體積，減少了重量，從而降低了成本。高度集成化就是從一開(kāi)始的全分體結(jié)構(gòu)，逐步變化為電機(jī)與減速器共殼體，直到電機(jī)、控制器和減速器共殼體的集成模式。高度集成化4四、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)同時(shí)同軸結(jié)構(gòu)可使結(jié)構(gòu)緊湊性最大化，整車(chē)布置適應(yīng)性好。目前減速器基本是平行軸結(jié)構(gòu)，輸入輸出同軸化相比平行軸齒輪系，同軸采用的行星齒輪系在結(jié)構(gòu)緊湊性方面優(yōu)勢(shì)明顯，有助于系統(tǒng)功率密度和扭矩密度的最大化。輸入輸出同軸化5五、新能源汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求對(duì)新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)和工業(yè)電機(jī)控制系統(tǒng)而言，它們的分類(lèi)及控制的理論和方法大致是相同的。但由于應(yīng)用場(chǎng)景的不同，新能源汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求更加嚴(yán)格，具體差別可參考下表。類(lèi)型項(xiàng)目電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用功率密度/（kW/kg）>10.2~0.5電機(jī)效率η/%>9585~90系統(tǒng)高效區(qū)（η>80%的區(qū)域）>70局部最優(yōu)動(dòng)態(tài)控制高動(dòng)態(tài)性能控制-工作環(huán)境-20~105℃，振動(dòng)，最大加速度>10g-20~40℃，靜止系統(tǒng)成本/（美元/kW）200~400五、新能源汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的要求可以歸納為以下幾點(diǎn)：1.為滿(mǎn)足車(chē)輛對(duì)于低速爬坡、頻繁起停及起動(dòng)初始加速度等復(fù)雜工況的要求，其應(yīng)具有低速高扭的特性；2.基于新能源汽車(chē)對(duì)于高速行駛和高速超車(chē)的需要，其應(yīng)具有基速以上（即高速）具有較寬的恒功率區(qū)，其恒功率區(qū)范圍通常為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)的3~10倍；3.為確保電動(dòng)汽車(chē)在全工作范圍內(nèi)具有高效率，從而提供車(chē)輛的續(xù)航里程，驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)效率在95%以上及區(qū)域覆蓋需大于50%；4.電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于整車(chē)空間與高效節(jié)能的要求需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高功率密度，如驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率密度應(yīng)大于1kW/Kg，電機(jī)控制器的容量密度應(yīng)為3~4kVA/Kg；五、新能源汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的要求可以歸納為以下幾點(diǎn)：5.環(huán)境適應(yīng)度高，工作環(huán)境溫度為-40~105℃，最高振動(dòng)加速度大于10g；6.可靠性高，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的壽命應(yīng)達(dá)到20萬(wàn)km以上；7.結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、體積小、重量輕、良好的環(huán)境適應(yīng)性和高可靠性；8.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適合大批量生產(chǎn)，便于維修。實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02PARTTWO任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備序號(hào)設(shè)備及工具圖片設(shè)備及工具名稱(chēng)數(shù)量設(shè)備及工具是否完好1

□是□否2

□是□否3

□是□否4

□是□否5

□是□否6

□是□否7

□是□否8

□是□否質(zhì)檢意見(jiàn)原因：□是□否任務(wù)實(shí)施姓名

班級(jí)（專(zhuān)業(yè)）

完成日期

實(shí)訓(xùn)任務(wù)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的認(rèn)知序號(hào)操作步驟記錄完成情況1請(qǐng)?jiān)谇谽V實(shí)車(chē)上準(zhǔn)確找出前驅(qū)電動(dòng)總成，指出其結(jié)構(gòu)組成，并說(shuō)出各個(gè)主要部件的作用。

已完成□未完成□2請(qǐng)?jiān)诒葋喌向?qū)動(dòng)三合一上找出旋變傳感器，并指出其結(jié)構(gòu)組成。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施3請(qǐng)找出永磁同步電機(jī)的安裝位置，并指出旋變定子、旋變轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子、三相繞組、定子的位置。

已完成□未完成□4請(qǐng)找出單檔變速器的安裝位置

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施6S現(xiàn)場(chǎng)管理序號(hào)操作步驟完成情況備注1建立安全操作環(huán)境已完成□

2清理及整理工具量具已完成□

3清理及復(fù)原設(shè)備已完成□

4清理場(chǎng)地已完成□

5物品回收和環(huán)保已完成□

6完善和檢查工單已完成□項(xiàng)目2新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)檢修任務(wù)1直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)與檢修任務(wù)導(dǎo)入汽車(chē)在行駛過(guò)程中，電機(jī)出現(xiàn)了雜音和其他不正常的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)了多次的試車(chē)檢查，汽車(chē)工程師判斷可能是電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子鐵芯有松動(dòng)，需要讓維修工程師拆開(kāi)電機(jī)進(jìn)一步檢查，如果你是維修工程師，你能安全、規(guī)范地拆裝永磁無(wú)刷直流電機(jī)嗎？新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修1.了解直流電機(jī)的概念、結(jié)構(gòu)組成、分類(lèi)及運(yùn)行原理；2.掌握永磁無(wú)刷直流電機(jī)的拆裝注意事項(xiàng)；3.具備正確拆卸和安裝永磁無(wú)刷直流電機(jī)的能力。4.認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、積極主動(dòng)。安全生產(chǎn)，文明施工。5.與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作。6.獲得分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本方法。任務(wù)目標(biāo)01/02/直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的概念CONTENT03/直流電機(jī)的分類(lèi)目錄04/直流電機(jī)工作原理05/永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理新授Newlesson01PARTONE一、直流電機(jī)的概念當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。直流電機(jī)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（直流電動(dòng)機(jī)）或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能（直流發(fā)電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。一、直流電機(jī)的概念傳統(tǒng)的直流電機(jī)采用電刷進(jìn)行機(jī)械換向，這項(xiàng)技術(shù)不可避免的會(huì)帶來(lái)機(jī)械摩擦，而且會(huì)有電火花、噪聲和電波干擾等缺陷，造成電機(jī)壽命大大縮短，再加上電刷會(huì)導(dǎo)致制造設(shè)計(jì)成本和維護(hù)費(fèi)用增加,為了解決這些問(wèn)題，無(wú)刷直流電機(jī)在直流電機(jī)的基礎(chǔ)上誕生了。通常將轉(zhuǎn)速高于10000Rpm的無(wú)刷直流電機(jī)稱(chēng)為高速無(wú)刷直流電機(jī)，高速無(wú)刷直流電機(jī)繼承了無(wú)刷直流電機(jī)的一系列的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)主要由以下幾個(gè)部分組成機(jī)座電樞主磁極換向磁極換向器刷架端蓋風(fēng)扇出線(xiàn)盒直流電機(jī)（實(shí)物圖）直流電機(jī)二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)主要由以下幾個(gè)部分組成機(jī)座電樞主磁極換向磁極換向器刷架端蓋風(fēng)扇出線(xiàn)盒直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及磁場(chǎng)（實(shí)物圖）直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及磁場(chǎng)二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子——主要由主磁極、換向磁極、電刷和機(jī)座等組成1主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)，磁極可以是永磁體，也可以是電勵(lì)磁式的。主磁極由主磁極鐵芯和勵(lì)磁繞組兩部分組成。鐵芯分為極身和極掌兩部分，一般用0.5～1.5mm厚的硅鋼板片疊壓鉚緊而成。極身為上面套勵(lì)磁繞組的部分，極掌為下面擴(kuò)寬的部分。下圖為直流電機(jī)的主磁極。（1）主磁極二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子——主要由主磁極、換向磁極、電刷和機(jī)座等組成1（2）換向磁極換向磁極的用途為改善換向，減少電機(jī)運(yùn)行時(shí)在電刷下產(chǎn)生的火花。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子——主要由主磁極、換向磁極、電刷和機(jī)座等組成1電刷作為轉(zhuǎn)子電樞繞組的引出端，它的作用主要是導(dǎo)通作用。目前，高端的新型直流電機(jī)的電刷采用先進(jìn)的電子接觸，稱(chēng)為無(wú)刷電機(jī)。下圖為直流電機(jī)的電刷。（3）電刷二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子——主要由主磁極、換向磁極、電刷和機(jī)座等組成1（4）機(jī)座機(jī)座由鑄鋼或鋼板制成，起到固定支撐作用，又叫磁軛，是磁路的一部分。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子主要由電樞繞組、電樞鐵心及換向器等組成，也稱(chēng)為電樞。端蓋上安裝有軸承用來(lái)支撐電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，端蓋被固定在機(jī)座兩端。電刷架安裝在端蓋上，電刷則與換向器相接觸。轉(zhuǎn)子的作用為當(dāng)通電后在磁場(chǎng)中受力，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。電樞鐵心固定在轉(zhuǎn)軸上，由鐵磁材料沖壓開(kāi)槽疊片而成。直流電機(jī)轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)子二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子2電樞鐵心有兩個(gè)作用:一是作為主磁路的主要部分；二是嵌放電樞繞組。由于主磁場(chǎng)和電樞鐵心之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)在鐵心中引起磁滯損耗和渦流損耗（這兩部分損耗合在一起稱(chēng)為鐵心損耗，簡(jiǎn)稱(chēng)“鐵耗”）。（1）電樞鐵心為了減少鐵心損耗，通常用0.5mm厚并涂有絕緣漆的硅鋼片的沖片疊壓而成，固定在轉(zhuǎn)軸上。電樞鐵心沿圓周上有均勻分布的槽，里面可嵌入電樞繞組。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子2電樞繞組有規(guī)律地繞在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，與換向器連接，形成閉合回路。電樞繞組的作用為在運(yùn)動(dòng)中切割磁力線(xiàn)并產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(對(duì)發(fā)電機(jī))或電磁轉(zhuǎn)矩(對(duì)電動(dòng)機(jī))。（2）電樞繞組換向器是直流電機(jī)里的一種特殊裝置，每?jī)蓚€(gè)相鄰的換向片中間是云母絕緣片。在換向器的表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組可以與外電路連接。換向器為直流電動(dòng)機(jī)特有的結(jié)構(gòu)特征，易于識(shí)別。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子2換向器裝在轉(zhuǎn)子的一端，是由許多換向片組成的整體，換向片之間是相互絕緣的，轉(zhuǎn)動(dòng)的換向器與固定的電刷滑動(dòng)接觸，使轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組與靜止的外電路相連接。（3）換向器三、直流電機(jī)的分類(lèi)這種電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組同電樞線(xiàn)圈并聯(lián)，其勵(lì)磁繞組稱(chēng)為并勵(lì)繞組。由于并勵(lì)繞組承受著電樞兩端的全部電壓，其值較高，為了減少它的銅損失，并勵(lì)繞組必須具有較大的電阻以減少勵(lì)磁電阻。因此，并勵(lì)繞組的匝數(shù)較多，用較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)繞成。并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)1并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電氣原理三、直流電機(jī)的分類(lèi)這種電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組同電樞繞組串聯(lián)，其勵(lì)磁繞組稱(chēng)為串勵(lì)繞組。為了減少其電壓降及銅損失，串勵(lì)繞組應(yīng)具有較小的電阻。因此，它總是用截面積較大的導(dǎo)線(xiàn)繞成，而匝數(shù)較少。串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)2串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電氣原理四、直流電機(jī)工作原理（a）

（b）

如圖所示為直流電機(jī)的工作原理示意圖。圖中，定子有一對(duì)N、S極，電樞繞組的末端分別接到兩個(gè)換向片上，正、負(fù)電刷A和B分別與兩個(gè)換向片接觸。四、直流電機(jī)工作原理

如果給兩個(gè)電刷加上直流電源，如圖（a）所示，則有直流電流從電刷A流入，經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈abcd，從電刷B流出。根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用，其方向可用左手定則判定，兩段導(dǎo)體受到的力形成了一個(gè)轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如圖（b）所示的位置，電刷A和換向片2接觸，電刷B和換向片1接觸，直流電流從電刷A流入，在線(xiàn)圈中的流動(dòng)方向是dcba，從電刷B流出。此時(shí)載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可用左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是直流電機(jī)的工作原理。五、永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理永磁無(wú)刷直流電機(jī)(BrushlessDirectCurrentMotor，即BLDCM)主要由電機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子換向器等三部分組成，其基本結(jié)構(gòu)和原理如圖所示。五、永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理永磁無(wú)刷直流電機(jī)本體1電機(jī)定子鐵心中嵌有單相或?qū)ΨQ(chēng)的多相繞組，電樞繞組可以接成星形或三角形，其中星形連接在低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出高轉(zhuǎn)矩，三角形連接在低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出低轉(zhuǎn)矩，這是因?yàn)樵谌切芜B接中，一半的電壓加在未被驅(qū)動(dòng)的繞組兩端，降低了電機(jī)的效率和轉(zhuǎn)矩。永磁無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子由一定極對(duì)數(shù)的永磁體構(gòu)成，其永磁體多采用稀土永磁材料制作，常見(jiàn)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)主要有表面式和內(nèi)嵌式兩種，其中表面式最為常見(jiàn)，電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的多樣化使得永磁無(wú)刷直流電機(jī)正朝著高轉(zhuǎn)矩、高精度、多用途和微型化等方向發(fā)展。永磁無(wú)刷直流電機(jī)本體由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。五、永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理轉(zhuǎn)子位置傳感器2為電子換向器提供正確的換相信號(hào)以控制定子繞組換相，無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置傳感器代替了傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)中的碳刷和滑環(huán)。常用的轉(zhuǎn)子位置傳感器主要有電磁式、光電式和磁敏式三種。電磁式位置傳感器可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、輸出信號(hào)大，但信噪比較低、輸出的交流信號(hào)需經(jīng)整流濾波后才能使用。光電式位置傳感器體積小、重量輕，但對(duì)環(huán)境要求較高，使用壽命較短。磁敏式位置傳感器成本低廉、環(huán)境適應(yīng)性很強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易安裝，因此在永磁無(wú)刷直流電機(jī)中得到廣泛的應(yīng)用。轉(zhuǎn)子位置傳感器在永磁無(wú)刷直流電機(jī)中的作用是檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置。五、永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理電子換向器3無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子跟隨定子上的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，因此需要按照一定的順序給定子各相繞組輪流饋電，使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的定子磁場(chǎng)，永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)的定子磁場(chǎng)相互作用，兩者瞬時(shí)速度不同，但平均速度相同，因此能保持相對(duì)同步。電子換向器和轉(zhuǎn)子位置傳感器協(xié)同工作，位置傳感器發(fā)出轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，電子換向器根據(jù)此位置信號(hào)開(kāi)通或關(guān)斷電力電子器件，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的換相。電子換向器主要由電力電子器件及其驅(qū)動(dòng)電路組成，用來(lái)控制定子各相繞組的導(dǎo)通順序。五、永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

無(wú)刷直流電機(jī)用電子換向器和位置傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)有刷直流電機(jī)中的機(jī)械換向器和碳刷，其電子換向器按控制電路可分為全橋式和半橋式兩種，按電機(jī)繞組連接方式可分為星形和三角形兩種。下圖為三相星形全橋逆變電路五、永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

設(shè)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的初始導(dǎo)通相為U，V兩相，此時(shí)功率開(kāi)關(guān)管T1和T6導(dǎo)通，電流由U相流入，由V相流出。此狀態(tài)持續(xù)60°電角度后開(kāi)始換相，T6關(guān)斷，T2導(dǎo)通，此時(shí)導(dǎo)通相為U，W兩相，電流由U相流入，由W相流出。此狀態(tài)持續(xù)60°電角度后開(kāi)始換相，T1關(guān)斷，T3導(dǎo)通，此時(shí)導(dǎo)通相為V，W兩相，電流由V相流入，由W相流出。此狀態(tài)持續(xù)60°電角度后開(kāi)始換相，T2關(guān)斷，T4導(dǎo)通，此時(shí)導(dǎo)通相為V，U兩相，電流由V相流入，由U相流出。此狀態(tài)持續(xù)60°電角度后開(kāi)始換相，T3關(guān)斷，T5導(dǎo)通，此時(shí)導(dǎo)通相為W，U兩相，電流由W相流入，由U相流出。以上圖為例可說(shuō)明永磁無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理五、永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

此狀態(tài)持續(xù)60°電角度后開(kāi)始換相，T4關(guān)斷，T6導(dǎo)通，此時(shí)導(dǎo)通相為W，V兩相，電流由W相流入，由V相流出。此狀態(tài)維持60°電角度后開(kāi)始換相，T5關(guān)斷，T1導(dǎo)通，此時(shí)導(dǎo)通相為U，V兩相，電流由U相流入，由V相流出，回到初始狀態(tài)，構(gòu)成一個(gè)換相周期，形成三相六拍狀態(tài)。各功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通順序?yàn)門(mén)1T6、T1T2、T3T2、T3T4、T5T4、T5T6、T1T6，電流形成六個(gè)狀態(tài)分別為UV，UW，VW，VU，WU，WV，每個(gè)狀態(tài)均持續(xù)60°電角度。一個(gè)換相周期內(nèi)，無(wú)刷直流電機(jī)的每相正向?qū)?20°電角度，反向?qū)?20°電角度。以上圖為例可說(shuō)明永磁無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02PARTTWO任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備序號(hào)設(shè)備及工具圖片設(shè)備及工具名稱(chēng)數(shù)量設(shè)備及工具是否完好1

□是□否2

□是□否3

□是□否4

□是□否5

□是□否6

□是□否7

□是□否8

□是□否質(zhì)檢意見(jiàn)原因：□是□否任務(wù)實(shí)施姓名

班級(jí)（專(zhuān)業(yè)）

完成日期

實(shí)訓(xùn)任務(wù)1：永磁無(wú)刷直流電機(jī)的拆卸序號(hào)操作步驟記錄完成情況1拆開(kāi)風(fēng)扇外殼

拆卸工具：防護(hù)工具：已完成□未完成□2取出卡簧

拆卸工具：已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施3撬出風(fēng)扇

拆卸工具：方法：已完成□未完成□4卸掉轉(zhuǎn)子后蓋緊固螺絲

拆卸工具：螺絲個(gè)數(shù)：螺絲規(guī)格：螺絲拆卸順序：螺絲拆卸力矩：螺絲拆卸后的放置位置：已完成□未完成□5取出轉(zhuǎn)子

拆卸工具：轉(zhuǎn)子拆卸方法：轉(zhuǎn)子拆卸力矩：轉(zhuǎn)子拆卸后的放置位置：已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)2：永磁無(wú)刷直流電機(jī)的安裝序號(hào)操作步驟記錄完成情況1安裝轉(zhuǎn)子墊片

安裝工具：已完成□未完成□2安裝轉(zhuǎn)子

安裝工具：已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施3鎖緊轉(zhuǎn)子后蓋緊固螺絲

螺絲安裝順序：螺絲緊固力矩：已完成□未完成□4安裝風(fēng)扇與卡簧安裝工具：已完成□未完成□5安裝風(fēng)扇外殼

安裝工具：已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施6S現(xiàn)場(chǎng)管理序號(hào)操作步驟完成情況備注1建立安全操作環(huán)境已完成□

2清理及整理工具量具已完成□

3清理及復(fù)原設(shè)備已完成□

4清理場(chǎng)地已完成□

5物品回收和環(huán)保已完成□

6完善和檢查工單已完成□項(xiàng)目2新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)檢修任務(wù)1直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)與檢修任務(wù)導(dǎo)入某款搭載三相交流異步電機(jī)的純電動(dòng)汽車(chē)行駛約40000公里之后，車(chē)主到店反應(yīng)車(chē)輛行駛過(guò)程中，前艙有異響，減速制動(dòng)及上坡時(shí)尤為明顯，但是儀表無(wú)故障燈提示。經(jīng)反復(fù)試車(chē)，維修技術(shù)主管判定電機(jī)內(nèi)部軸承或線(xiàn)圈可能有損傷，告知維修技師需拆卸開(kāi)電機(jī)進(jìn)一步檢查。假如你是該維修技師，你知道如何安全、規(guī)范地拆裝三相交流異步電機(jī)嗎？新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修1.了解三相異步電機(jī)的概念。2.掌握三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。3.掌握三相異步電機(jī)的運(yùn)行原理。4.能夠掌握三相交流異步電機(jī)拆裝注意事項(xiàng)。5.熟練拆卸和安裝三相異步電機(jī)。6.認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、積極主動(dòng)。安全生產(chǎn)，文明施工。7.獲得分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本方法。任務(wù)目標(biāo)01/02/三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)的概念CONTENT03/三相異步電機(jī)的工作原理目錄新授Newlesson01PARTONE一、三相異步電機(jī)的概念異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、工作可靠、免維護(hù)和效率高的優(yōu)點(diǎn)，是各類(lèi)電機(jī)中應(yīng)用最廣、需求量最大的一種,在電動(dòng)汽車(chē)上被廣泛使用。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來(lái)分，異步電機(jī)可分為籠型和繞線(xiàn)型；按定子繞組相數(shù)來(lái)分，可分為單相和三相。在新能源汽車(chē)中，籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用較為廣泛。交流異步電機(jī)也稱(chēng)交流感應(yīng)電機(jī)，由于其采用交流電，也稱(chēng)三相異步電機(jī)。三相異步電機(jī)利用氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組的相互作用產(chǎn)生交互電磁轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。一、三相異步電機(jī)的概念異步電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)采用矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制的方式。矢量控制直接轉(zhuǎn)矩控制基于矢量控制理論建立的交流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)控制數(shù)學(xué)模型的控制方法，需要解耦定子電流成獨(dú)立的磁鏈分量和轉(zhuǎn)矩分量，對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)模的準(zhǔn)確度和算法精度要求高。但有可實(shí)現(xiàn)零轉(zhuǎn)速起的寬廣的調(diào)速范圍、高的響應(yīng)速度、高的精準(zhǔn)控制和電機(jī)加速性能好等優(yōu)點(diǎn)。直接轉(zhuǎn)矩控制是將電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩作為控制對(duì)象，通過(guò)控制定子磁場(chǎng)向量來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，不需要復(fù)雜準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型和矢量分解的坐標(biāo)變換。具有控制精度較高、系統(tǒng)性能對(duì)轉(zhuǎn)子參數(shù)呈魯棒性和控制簡(jiǎn)便性能優(yōu)越的特點(diǎn)。二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)的種類(lèi)很多，但各類(lèi)三相異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。此外，還有端蓋、軸承、風(fēng)扇、罩殼、接線(xiàn)盒、吊環(huán)等其他附件，結(jié)構(gòu)如圖所示。三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)2轉(zhuǎn)子二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子1機(jī)座是電動(dòng)機(jī)的支架，主要用于支承鐵心并且固定端蓋。中小型異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座一般用鑄鐵制成，有的小型機(jī)采用鋁合金鑄成。封閉式電動(dòng)機(jī)機(jī)座外表有散熱片，防護(hù)式電動(dòng)機(jī)機(jī)座兩側(cè)開(kāi)有通風(fēng)孔，便于散熱。機(jī)座內(nèi)腔是一個(gè)圓柱形的空間，用來(lái)安裝定子鐵心、定子繞組以及整個(gè)轉(zhuǎn)子。（1）機(jī)座定子是電動(dòng)機(jī)的固定部分，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，主要由機(jī)座、定子鐵芯、定子繞組等組成。二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子1定子鐵芯是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由沖成圓環(huán)形、厚度為0.35~0.5mm的硅鋼片疊壓而成的。定子沖片采用硅鋼片，是因?yàn)楣桎撈瑢?dǎo)磁性能好、鐵耗小。硅鋼片表面涂有絕緣漆，使各片之間互相絕緣，以減小鐵心的渦流損失。小容量電動(dòng)機(jī)的鋼硅片利用其表面氧化層作為片間絕緣。定子鐵芯呈圓柱形，內(nèi)圓均勻地沖有與軸平行的槽，在鐵心疊壓以后形成定子槽，以便嵌入定子繞組。（2）定子鐵芯

定子鐵芯

定子沖片二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子1定子鐵芯的槽型有以下幾種：電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線(xiàn)和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機(jī)中。1）半閉口型槽可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機(jī)。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過(guò)絕緣處理后再放入槽內(nèi)。2）半開(kāi)口型槽用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機(jī)中。3）開(kāi)口型槽二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子1（3）定子繞組定子繞組是三相異步電機(jī)的電路部分，通入三相對(duì)稱(chēng)交流電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。定子繞組通常由涂有絕緣漆的銅線(xiàn)繞制而成，再將繞制好的銅線(xiàn)按一定的規(guī)律嵌入定子鐵芯的小槽內(nèi)，具體見(jiàn)如圖中的放大部分。三相異步電機(jī)互差120°的3組繞組二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子1（3）定子繞組繞組嵌入小槽后，按一定的方法將槽內(nèi)的繞組連接起來(lái)，使整個(gè)鐵芯內(nèi)的繞組構(gòu)成U、V、W三相繞組，三個(gè)繞組在空間互相間隔120°，再將三相繞組的首、末端引出來(lái)，接到接線(xiàn)盒的U1、U2、V1、V2、W1、W2接線(xiàn)柱上。這六個(gè)出線(xiàn)端在接線(xiàn)盒里的排列可以接成星形或三角形。電動(dòng)機(jī)接線(xiàn)盒內(nèi)有6個(gè)接線(xiàn)端二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子1（3）定子繞組

定子繞組按星形接法接線(xiàn)定子繞組按三角形接法接線(xiàn)二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)子鐵芯是由很多外圓開(kāi)有小槽的硅鋼片疊在一起構(gòu)成的，小槽用來(lái)放置轉(zhuǎn)子繞組。右圖為由硅鋼片疊成的轉(zhuǎn)子鐵芯。（1）轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)部分，由鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子2（2）轉(zhuǎn)子繞組籠型轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵芯小槽中放入金屬導(dǎo)條，再在鐵芯兩端用導(dǎo)環(huán)將各導(dǎo)條連接起來(lái)，這樣任意一根導(dǎo)條與它對(duì)應(yīng)的導(dǎo)條通過(guò)兩端導(dǎo)環(huán)就構(gòu)成一個(gè)閉合的繞組，由于這種繞組形似籠子，因此稱(chēng)為籠型轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯的小槽中，轉(zhuǎn)子繞組可分為籠型轉(zhuǎn)子繞組和線(xiàn)繞型轉(zhuǎn)子繞組，對(duì)應(yīng)的電機(jī)分別稱(chēng)為籠型異步電機(jī)和線(xiàn)繞型異步電機(jī)。二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子2（2）轉(zhuǎn)子繞組籠型轉(zhuǎn)子繞組有銅條轉(zhuǎn)子繞組和鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組兩種，如圖所示。銅條轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵芯的小槽內(nèi)放入銅導(dǎo)條，然后在兩端用金屬端環(huán)將它們焊接起來(lái)。而鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組則是用澆鑄的方法在鐵芯上澆鑄處鋁導(dǎo)條、端環(huán)和風(fēng)葉。銅條轉(zhuǎn)子繞組鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子2（2）轉(zhuǎn)子繞組線(xiàn)繞型轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵芯中按一定的規(guī)律嵌入用絕緣導(dǎo)線(xiàn)繞制好的繞組，然后將繞組按三角形或星形接法接好，大多數(shù)按星形方式接線(xiàn)。調(diào)節(jié)變阻器可以改變轉(zhuǎn)子繞組回路的電阻，以此來(lái)改變繞組的電流，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。線(xiàn)繞式轉(zhuǎn)子繞組二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子2（3）轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸嵌套在轉(zhuǎn)子鐵芯的中間。當(dāng)定子繞組通三相交流電后會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組受旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用而旋轉(zhuǎn)，它通過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力從轉(zhuǎn)軸傳遞出來(lái)。二、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)其他部分3其他部分包括軸承、風(fēng)扇等。風(fēng)扇是用來(lái)通風(fēng)冷卻電機(jī)的。三相異步電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2~1.5mm，氣隙不能太大，氣隙大時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩小，會(huì)使電機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)降低。但也不能太小，氣隙太小時(shí)會(huì)導(dǎo)致裝配困難，如果內(nèi)有異物或轉(zhuǎn)軸有撓度時(shí)容易卡堵(掃膛)，運(yùn)行不可靠，高次諧波磁場(chǎng)增強(qiáng)，引起附加損耗以及起動(dòng)性變差。三、三相異步電機(jī)的工作原理基本原理1為了說(shuō)明三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，可以做如下演示實(shí)驗(yàn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三、三相異步電機(jī)的工作原理基本原理1在裝有手柄的蹄形磁鐵的兩極間放置一個(gè)閉合導(dǎo)體，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄帶動(dòng)蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，將發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體也隨著旋轉(zhuǎn)；若改變磁鐵的轉(zhuǎn)向，則導(dǎo)體的轉(zhuǎn)向也隨著改變。（1）演示實(shí)驗(yàn)當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁鐵與閉合的導(dǎo)體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，籠型導(dǎo)體切割磁力線(xiàn)而在其內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。感應(yīng)電流又使導(dǎo)體受到一個(gè)電磁力的作用，于是導(dǎo)體就沿磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，這就是異步電動(dòng)機(jī)的基本原理。（2）現(xiàn)象解釋想要異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)和閉合的轉(zhuǎn)子繞組。（3）結(jié)論三、三相異步電機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)2（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生如圖表示最簡(jiǎn)單的三相定子繞組AX、BY、CZ，它們?cè)诳臻g按互差120°的規(guī)