驱动电机系统-2

驱动电机系统
主讲人：陈社会
一、纯电动汽车的基本结构
电动汽车的基本结构
二、E150EV电机系统组成
电机系统的安装位置
电机控制器 高压控制盒
冷凝器 驱动电机
二、E150EV电机系统组成
二、E150EV电机系统组成
二、E150EV电机系统组成
永磁同步电机（PMSM） 效率高、体积小、重量轻及可靠性高
二、E150EV电机系统组成
电机控制器 电机控制系统使用了如下传感器来提供电机的工作信息，包括：
电流传感器：用以检测电机工作的实际电流（包括母线电流、三相交流电流） 电压传感器：用以检测供给电机控制器工作的实际电压（包括高压电池电压、蓄 电池电压）
温度传感器：用以检测电机控制系统的工作温度（包括模块温度、电机控制器温 度）
•
控制器温度保护 当控制器监测到散热基板板温度为：温度≥85 ℃时，超温保
护，即停机。 当控制器监测到散热基板板温度为： 85 ℃≥温度 ≥75 ℃时，降功运行。
六、E150EV电机系统故障诊断
温度保护功能
• 冷却系统的控制策略
•
当控制器监测到驱动电机温度传感器显示： 45℃≤温度＜50 ℃时冷却风扇 低速启动； 温度≥50 ℃时，冷却风扇高速启动；温度降至40 ℃时冷却风 扇停止工作。
RTHP6161SWH-35PS2
2 3 4 5 6 7 8 9 10 U V
W
R2 S1 S3 S2 S4 TH0 TL0 TH1 TL1 电机U相 电机V相
电机旋转变压器接 口
电机温度接口
电机W相
电机三相输入连接 器
四、E150EV电机系统工作原理及接 口定义
电机低压信号接口（新版本）： 电机高压接口：
四、E150EV电机系统工作原理及接 口定义
电机系 统的连接 示意图
四、E150EV电机系统工作原理及接 口定义
电机低压信号接口（老版本）：
1 7
型号
电机高压接口：
6 12
编号
1
R1
信号名称
说明
Molex 19429-0047
RTHP6161SNH-35PS2 RTHP6161SXH-35PS2
六、E150EV电机系统故障诊断
旋变故障描述
出现旋变故障时（电机与控制器旋变线连接正确），一般分 为2种情况：一种电机旋转变压器故障，另一种为控制器旋变解 码电路故障。不管哪一种故障，都将会导致电机系统无法启动及 转矩输出偏小等现象。若出现以上情况，请首先检查电机旋转变 压器是否损坏，检测步骤如下： 根据电气接口表定义，采用万用表欧姆档检查S1\S3（60±10%Ω ）、S2\S4 （60±10%Ω） 、R1\R2（33±10%Ω）绕组阻值，若 为无穷大，表示损坏，需更换旋转变压器。若显示正常值，则表 示控制器内部旋变解码电路故障，需更换控制器主控板。
二、E150EV电机系统组成
电机控制器
北汽E150EV纯电动汽车驱动电机控制器也是一种自动弱磁调速逆变控制器。电机控制 器箱内主要由以IGBT功率模块为核心的功率电路和以单片机为核心的微电子控制电路
两部分构成。可以将输入的直流电压变为可调的交流电压和电流给驱动电机等负载使
用，机组采用水冷方式，需外配水循环。膨胀水箱等散热设备。
说明
电机旋转变压器接 口
电机温度接口
电机三相输入连接 器
四、E150EV电机系统工作原理及接 口定义
型号
控制器信号接口：
1 13 24 12 23 35
AMP 35pin C-776163
编号 12 11 10 21 9 22 35 34 23 32 33 29 30 3 15 4 7 2 1
信号名称 R1旋变信号 R2旋变信号 PB屏蔽 S1旋变信号 S3旋变信号 PB屏蔽 S2旋变信号 S4旋变信号 PB屏蔽 12V_GND
旋转变压器
旋转变压器转子
旋转变压器定子
四、E150EV电机系统工作原理及接 口定义
旋变工作原理 旋转变压器简称旋变是一种输出电压随转子转角变化的 信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出 绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持 某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。
型号
Amphenol RTOW01419PN03
RTHP6161SNH-35PS2 RTHP6161SXH-35PS2 RTHP6161SWH-35PS2
编号 A B C D E F G H L K U V W
信号名称 R1 R2 S1 S3 S2 S4 TH0 TL0 TH1 TL1 电机U相 电机V相 温度≥75 ℃时，冷却风扇低速启动。 80 ℃≥时，冷却风扇高速启动；温度降至75 ℃时冷却风扇停止工作。
六、E150EV电机系统故障诊断
系统提供了完备的保护功能 电机／控制器过热保护 直流电线过电压／欠电压保护 电机控制器输出过流保护 电机过载保护 电机超速保护
三、E150EV电机系统主要技术参数
电机 项目 类型 基速 转速范围 额定功率 峰值功率 额定扭矩 峰值扭矩 重量 参数 永磁同步电机 3000rpm 0～9000rpm 20kW 45kW 64Nm 144Nm 45～50kg 控制器
项目 直流输入电压 工作电压范围
控制电源 控制电源范围 重量
参数 336V 252～403V
12V 9～16V 9～11Kg
四、E150EV电机系统工作原理及接 口定义
电机系统的工作原理 在电机系统中，电机 的输出动作主要是靠控制 单元给定命令执行，即控
制器输出命令。控制器主
要是将输入的直流电逆变 成电压、频率可调的三相 交流电，供给配套的三相 交流永磁同步电机使用。
四、E150EV电机系统工作原理及接 口定义
六、E150EV电机系统故障诊断
采用万用表欧姆档检查 R1\R2（33±10%Ω）
六、E150EV电机系统故障诊断
采用万用表欧姆档检查 S1\S3（60±10%Ω）
六、E150EV电机系统故障诊断
采用万用表欧姆档检查 S2\S4（60±10%Ω）
PMSM 是系统的重要执行机构，是电能转与 机械能转化的部件，并将自身的运行状态的信息
发送给电机控制器。
电机使用了一些传感器来提供电机的工作信
息。这些传感器包括：
旋转变压器：用以检测电机转子位置； 温度传感器：用以检测电机的绕组温度。
二、E150EV电机系统组成
电机控制器 电机系统的控制中心。它对所有的输入信号进行处理，并将电机控 制系统运行状态的信息发送给整车控制器。电机控制器内含功能诊断电路。 当诊断出异常时，它将会激活一个错误代码，发送给整车控制器。
编号
+ U V W
信号名称 直流高压输入 正极 直流高压输入 负极 主电机U相 主电机V相 主电机W相
说明 控制器直流高 压输入端 控制器高压三 相输出端
五、E150EV电机系统的控制策略
电机系统驱动模式
整车控制器根据车辆运行的不同情况，包括车速、档位、电池 SOC 值来 决定TM 电机输出扭矩或功率。 当TM 电机控制器从整车控制器处得到扭矩输出命令时，将动力电池提供 的直流电能，转化成交流电能,以使TM 电机输出扭矩。此时TM 电机输出力矩 驱动车辆。
说明
电机旋转变 压器接口
12V+电源
CAN_H CAN_L CAN_PB CAN_SHIELD TL电机温度 TH电机温度
控制电源接 口
CAN总线接口
电机温度传 感器接口
四、E150EV电机系统工作原理及接 口定义
控制器高压接口：
型号
RTHP0161PZ-H1 RTHP0161PY-H1 RTHP0161PN-H1 RTHP0161PX-H1 RTHP0161PW-H1
五、E150EV电机系统的控制策略
电机系统发电模式
当车辆在减速或刹车制动的时候，电机控制器从整车控制器得到发电命
令后，电机控制器将电机处于发电状态。此时电机会将车子动能转化成交流 电能。然后，交流电能通过电机控制器转化为直流电，存储到电池中。
六、E150EV电机系统故障诊断
温度保护功能
• 电机温度保护 当控制器监测到驱动电机温度传感器显示： 120℃≤温度＜ 140 ℃时，降功率运行； 温度≥140 ℃时，降功率至0 ，即停机。