新能源汽车驱动电机及控制系统(教学材料)
新能源汽车驱动电机与控制技术-模块四-新能源汽车驱动电机与控制技术说课材料
二、电机控制器的工作原理
电力电子器件在电机控制系统的应用
（二）电力电子器件在电机控制系统的应用
➢ 电子技术在新能源汽车的应用主要体现在电力电子器件和变流器技术两个 方面。
➢ 电力电子器件的性能与可靠性直接关系到新能源汽车的安全运行，变流器 技术直接影响新能源汽车的能量变换与运行效率，对于电动汽车运行至关重要。
（2）超级电容和放电电阻 超级电容是一种以电场形式储存能量的无源器件。在有需要电机启动时的 时候，电容能够把储存的能量释出至电路。在电机启动时保持电压的稳定。放 电电阻断开高压电路时，通过电阻给电容放电放电电阻通常和电容器并联。电 源波动时,电容器会随之充放电。当控制器带动的电机或其他感性负载在停机的 时候，可采用能耗制动的方式来实现的，当供电停止后，控制器的逆变电路就 反向导通，把这些剩余电能反馈到变频器的直流母线上来，母线上的电压会因 此而升高，当升高到一定值的时候，电阻就投入运行，使这部分电能通过电阻 发热的方式消耗掉，同时维持母线上的电压为保持一个正常值。放电电路故障 时，有可能会导致高压断电。
二、电机控制器的工作原理
电力电子器件在电机控制系统的应用
2.1.1.1 功率二极管的基本特性
（1）静态特性 功率二极管的静态特性主要指其伏安特性。当功率二极管承受的正3向电 压达到一定值（门槛电压UTO），正向电流IA才开始明显增加，处于稳定导通 状态。与正向电流IA对应的功率二极管两端的电压UA即为其正向导通压降。当 功率二极管承受反向电压UB时，只有少子引起的微小而数量恒定的反向漏电流。
电机控制系统组成及功用
➢ 电机控制器的主要参数由技术指标和技术参数组成。 ➢ 技术指标包括输入电压、工作电压范围、控制电源（9~12V）、标称容量、 防护等级、尺寸等。
《新能源汽车电机及驱动系统》课程教学计划
《新能源汽车电机及驱动系统》课程教学计划一、基本情况《新能源汽车电机及驱动系统》是新能源汽车专业方向的一门核心课程。
以纯电动汽车常见故障为学习对象，以《新能源汽车概论》、《新能源汽车结构与维修》等课程为基础，任务是使学生能掌握新能源汽车中主要使用的几种电动机直流电动机、交流感应电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机的结构、原理及应用，以及新能源汽车驱动电动机的结构及其控制方法。
为今后从事新能源汽车行业的设备管理、营销、服务和维修等工作打下坚实的基础。
二、教材分析教材主要介绍电动汽车用驱动电机及电机驱动系统的基本知识，适合汽车工程技术、电动汽车专业学生的学习，内容包括电动汽车电机驱动系统的分类、组成及技术特点，电动汽车电机驱动系统变流器及控制技术，电动汽车用驱动电机的分类及各种驱动电机的控制特点等。
教材内容新颖、系统性强、条理清晰。
学生通过阅读本书，可以对电动汽车的电机驱动系统及其技术有全面、系统的了解提高学生运用所学知识和技能进行分析问题、解决问题的能力，以及继续学习专业课程的能力，为学生的职业生涯发展奠定基础。
三、教学目标学生通过学习本课程，使学生能掌握新能源汽车中主要使用的几种电动机直流电动机、交流感应电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机的结构、原理及应用，以及新能源汽车驱动电动机的结构及其控制方法。
熟悉对上述调速、分析及控制。
同时，从职业培养目标的定位到培养方式，我们遵循职业的特点，突出职业特色，将“教、学、做”融为一体，给学生建立一种立体的学习环境。
通过学校的学习和训练，使学生具备良好的职业行为规范和职业技术水平，顺利地走入工作岗位。
本课程的教学目标为：1.职业素质养成目标（1）培养吃苦耐劳的敬业精神和自主学习能力；（2）培养独立工作能力和团队合作能力；（3）培养良好的沟通、协调能力和表达能力；（4）培养经济成本意识；（5）培养文献信息检索能力；（6）培养良好的安全环保意识；（7）培养工作建构能力；（8）养成良好的工作责任心和诚实守信的工作作风；（9）具有继续学习和职业发展的潜力；2.知识目标：项目1高压电驱动系统的组成与识别项目2驱动电机的结构与检修项目3电机控制器的结构与检修项目4电驱动能量传递和热管理系统3.技能目标（1）能够遵守纯电动汽车高压安全防护标准；（2）能够正确拆装和检测驱动电机（3）能够正确拆装和检测驱动减速桥（4）能够使用虚拟仿真系统融会贯通到驱动系统学习（5）能够评判纯电动汽车驱动电机系统的工作状态（6）能够对纯电动汽驱动电机系统常见的故障进行诊断与维修四、进度安排（一）学时安排（二）教学内容与要求五、提高教学质量的具体措施（一）教学要求新能源汽车电机及控制系统课程教学要全面落实立德树人根本任务，遵循技术技能人才培养规律，依据课程标准规定的本学科核心素养与教学目标要求，对新能源汽车技术的最新发展与基本应用，结合职业岗位要求和专业能力发展需要，着重培养支撑学生终身发展、适应时代要求的新能源汽车基本技术。
《新能源汽车结构原理与检修》教学课件—04驱动电机及控制系统
任务一 驱动电机基础知识
3.永磁同步电机 （3）应用特点 永磁同步电机所需要的钕铁硼永磁材料是稀土资源，因此生产成本较高，并且温度 大幅度变化时还会引发退磁现象。但是该电机的功率密度高、调速范围大，适用于 高速公路网受限，频繁起停工况，目前广泛应用于新能源电动汽车上。
任务一 驱动电机基础知识
4.交流感应电机 交流感应电机又称做异步电机，即转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获 得一个转动力矩使转子转动，由电气工程师尼古拉·特斯拉于1887年发明。
任务一 驱动电机基础知识
1.电机分类 （1）安全性高。 （2）起动转矩和调速范围大。 （3）效率高、损耗低，还应在车辆减速时实现再生能量回收功能。 （4）质量小。电动机应尽量采用铝合金外壳，以降低电机质量。 （5）电压高。 （6）可靠性高、运行噪音小，耐高温和耐潮特性强。 （7）成本低、使用寿命长、结构简单、便于维护。
任务一 驱动电机基础知识
4.交流感应电机 （1）电机结构 交流感应电机主要由定子与绕组、笼型转子、转子轴、轴承、前后端盖以及风扇等 部件组成。
任务一 驱动电机基础知识
4.交流感应电机 （1）定子 定子有A-X、B-Y、C-Z3个绕组线圈，各线圈按一定规律分别嵌放在定子槽内。定 子是电机中固定不动的部分，主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场并不是用机 械方法实现的，而是以交流电通过电磁绕组中，使其磁极性质循环改变，故相当于 一个旋转的磁场，按照所用交流电的种类划分为单相电机和三相电机两种。
任务一 驱动电机基础知识
4.交流感应电机 （2）转子 转子主要由铁芯和绕组组成。转子绕组由插在转子槽中的多根导条和两个环形端环 组成，若去掉转子铁芯，整个绕组的外形就像一个鼠笼，故称笼型绕组。
任务一 驱动电机基础知识
新能源汽车驱动电机技术 - 教案
新能源汽车驱动电机技术教案一、引言1.1新能源汽车的背景和意义1.1.1新能源汽车作为绿色发展的重要方向1.1.2对环境保护和能源结构转型的贡献1.1.3国家政策的支持与市场潜力1.1.4新能源汽车行业的发展趋势1.2驱动电机在新能源汽车中的作用1.2.1驱动电机是新能源汽车的核心部件1.2.2对汽车性能和效率的影响1.2.3驱动电机的技术挑战和发展需求1.2.4驱动电机技术的创新方向1.3本课程的目的和内容安排1.3.1培养对新能源汽车驱动电机技术的理解和应用能力1.3.2系统介绍驱动电机的工作原理、类型及关键技术1.3.3结合实际案例分析驱动电机的应用和发展1.3.4引导学生进行相关实验和实践操作二、知识点讲解2.1驱动电机的工作原理2.1.1电机的基本原理和分类2.1.2电动汽车中驱动电机的工作原理2.1.3不同类型驱动电机的特点和应用2.1.4驱动电机与内燃机汽车动力系统的区别2.2驱动电机的类型及特点2.2.1直流电机的工作原理和应用2.2.2交流异步电机的工作原理和应用2.2.3交流同步电机的工作原理和应用2.2.4永磁同步电机的工作原理和应用2.3驱动电机的关键技术2.3.1电机控制策略和技术2.3.2电机冷却和热管理技术2.3.3电机与电池的匹配和集成技术2.3.4电机的高效运行和维护技术三、教学内容3.1驱动电机的工作原理和类型3.1.1通过动画和实物模型讲解电机的工作原理3.1.2比较不同类型驱动电机的优缺点和应用场景3.1.3分析驱动电机在新能源汽车中的应用和发展趋势3.1.4引导学生进行电机类型的选择和应用练习3.2驱动电机的控制策略和技术3.2.1介绍电机控制的基本原理和方法3.2.2讲解不同控制策略的特点和应用3.2.3分析电机控制技术在新能源汽车中的应用案例3.2.4引导学生进行电机控制策略的设计和实践操作3.3驱动电机的冷却和热管理技术3.3.1介绍电机冷却和热管理的重要性3.3.2讲解不同冷却方式和热管理技术的原理和应用四、教学目标4.1理论知识目标4.1.1让学生掌握新能源汽车驱动电机的基本原理和类型4.1.2使学生理解驱动电机控制策略和关键技术4.1.3培养学生对驱动电机冷却和热管理技术的认识4.1.4引导学生了解新能源汽车驱动电机的发展趋势和挑战4.2技能应用目标4.2.1培养学生能够选择和设计适合新能源汽车的驱动电机4.2.2使学生能够运用电机控制策略和技术进行实际操作4.2.3培养学生能够进行驱动电机冷却和热管理的设计和应用4.2.4引导学生进行新能源汽车驱动电机的故障分析和维护4.3综合素质目标4.3.1培养学生的创新思维和解决问题的能力4.3.2提高学生的团队合作和沟通能力4.3.3培养学生的环保意识和可持续发展观念4.3.4引导学生形成对新能源汽车行业的认识和兴趣五、教学难点与重点5.1教学难点5.1.1驱动电机的工作原理和类型的选择5.1.2驱动电机控制策略和技术的应用5.1.3驱动电机冷却和热管理技术的理解和应用5.1.4新能源汽车驱动电机的发展趋势和挑战5.2教学重点5.2.1驱动电机的工作原理和类型的特点5.2.2驱动电机控制策略和技术的原理和方法5.2.3驱动电机冷却和热管理技术的重要性5.2.4新能源汽车驱动电机的应用和发展趋势六、教具与学具准备6.1教具准备6.1.1动画和实物模型：用于讲解驱动电机的工作原理和类型6.1.2多媒体课件：用于展示驱动电机控制策略和技术6.1.3实验设备和工具：用于进行驱动电机冷却和热管理实验6.1.4教学视频和案例：用于讲解新能源汽车驱动电机的应用和发展趋势6.2学具准备6.2.1笔记本和文具：用于记录和整理学习内容6.2.2计算器和绘图工具：用于计算和设计驱动电机相关参数6.2.3实验报告和作业：用于巩固和实践学习内容6.2.4相关教材和参考资料：用于深入学习和研究新能源汽车驱动电机技术七、教学过程7.1导入新课7.1.1引入新能源汽车的背景和意义7.1.2提出驱动电机在新能源汽车中的作用和重要性7.1.3引导学生思考驱动电机技术的发展趋势和挑战7.1.4引入本课程的教学目标和内容安排7.2知识讲解与示范7.2.1通过动画和实物模型讲解驱动电机的工作原理和类型7.2.2通过多媒体课件展示驱动电机控制策略和技术7.2.3通过实验设备和工具进行驱动电机冷却和热管理实验7.2.4通过教学视频和案例讲解新能源汽车驱动电机的应用和发展趋势7.3互动与实践7.3.1引导学生进行驱动电机类型的选择和应用练习7.3.2组织学生进行电机控制策略的设计和实践操作7.3.3引导学生进行驱动电机冷却和热管理的设计和应用7.3.4组织学生进行新能源汽车驱动电机的故障分析和维护7.4.2引导学生进行相关实验报告和作业的完成7.4.3提供相关教材和参考资料供学生深入学习和研究7.4.4鼓励学生积极参与新能源汽车驱动电机技术的创新和发展八、板书设计8.1章节和重点内容8.1.1板书设计要清晰展示章节和重点内容8.1.2使用不同颜色和字体突出关键概念和术语8.1.3配合图表和示意图进行解释和说明8.2教学过程和步骤8.2.1在黑板上列出教学过程和步骤8.2.2使用箭头和编号表示教学顺序和关联8.2.3引导学生跟随黑板上的步骤进行学习和操作8.2.4在黑板上记录学生的回答和反馈8.3.2提供相关教材和参考资料供学生深入学习和研究8.3.3引导学生进行相关实验报告和作业的完成8.3.4鼓励学生积极参与新能源汽车驱动电机技术的创新和发展九、作业设计9.1理论知识作业9.1.1设计选择题和填空题，巩固学生对驱动电机工作原理和类型的理解9.1.2设计简答题和论述题，培养学生的思维和分析能力9.1.3设计计算题和绘图题，提高学生的应用和动手能力9.1.4设计案例分析题，引导学生将理论知识应用于实际情境9.2实践操作作业9.2.1设计实验报告，要求学生进行驱动电机控制策略的设计和实践操作9.2.2设计项目作业，要求学生进行驱动电机冷却和热管理的设计和应用9.2.3设计故障分析和维护报告，要求学生进行新能源汽车驱动电机的故障分析和维护9.2.4设计创新设计作业，鼓励学生进行新能源汽车驱动电机技术的创新和发展9.3综合素质作业9.3.1设计团队合作作业，培养学生的团队合作和沟通能力9.3.2设计调查报告，培养学生的信息收集和整理能力9.3.3设计展示和演讲，培养学生的表达和演讲能力9.3.4设计研究论文，培养学生的研究能力和学术素养十、课后反思及拓展延伸10.1教学效果评估10.1.1反思教学目标是否达成，学生对驱动电机技术的理解和应用能力是否提高10.1.2分析学生的学习情况和反馈，找出教学中的不足和改进之处10.1.3调整教学策略和方法，提高教学效果和质量10.1.4与同行进行交流和分享，借鉴经验和做法10.2教学内容和方法改进10.2.1根据学生的学习情况和反馈，调整教学内容的难度和深度10.2.2引入新的教学方法和工具，提高学生的参与度和兴趣10.2.3结合最新的研究成果和技术动态，更新教学内容和案例10.2.4与企业和行业合作，引入实际工程案例和项目，增加实践操作的机会10.3教学资源和材料更新10.3.1更新教学课件和教材，保持与行业发展同步10.3.2引入新的教学资源和工具，提高教学效果和质量10.3.3建立教学资源库和共享平台，促进教师之间的交流和合作10.3.4与科研机构和专家合作，引入最新的研究成果和技术动态重点环节补充和说明：教学难点与重点：这些环节是教学的核心内容，需要通过详细的讲解和示范，使学生理解和掌握驱动电机的工作原理、控制策略和关键技术。
《新能源汽车驱动电机及控制系统检修》课程教学大纲
《新能源汽车驱动电机及控制系统检修》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：新能源汽车驱动电机及控制系统检修课程类别：专业基础课总学时：72学时实验学时：0学时总学分：4适用专业：新能源汽车运用专业撰写人: 郑文强制定时间: 2022年8月二、课程的性质与任务《新能源汽车驱动电机及控制系统检修》是新能源汽车运用专业的主干课程及重要专业基础课，课程主要讲授新能源汽车电机原理、电机控制、电机及电控维修更换、电控系统分析、继电保护等内容。
学习本课程不仅为学习专业课做好准备，而且为今后从事的专业工作打下基础三、课程的基本要求本课程要求学生掌握磁路计算方法及交、直流磁路的性能；变压器、感应电机、直流电机和同步电机的基本结构及原理；牢固掌握各种电机稳态运行时的分析方法和运行性能；能正确掌握电机和电控的维护与维修方法，明确电机中的能量转换关系。
对汽车电机的参数要有清晰的物理概念；熟练掌握电机的更换操作技能；并初步具有检查电机故障的能力。
四、本课程与其他课程的联系本课程作为《新能源汽车概论》课程的内容补充五、课程教学内容和基本要求第一章1、教学内容：新能源汽车驱动电机2、教学要求：任务一驱动电机认知与更换任务二驱动电机结构认知任务三驱动电机性能检测3、教学重难点：重点：1. 能够描述驱动电机的作用；2. 能够描述驱动电机的特点；3. 能够描述驱动电机的类型。
难点：能够进行驱动电机总成的拆卸与安装4、教学学时：12学时第二章1、教学内容：新能源汽车驱动电机控制器2、教学要求：任务一驱动电机控制器认知任务二驱动电机控制器检测3、教学重难点：重点：1. 能够描述驱动电机控制器的功能；2.能够描述常见车型驱动电机控制器的安装位置、结构组成和特点；3.能够描述驱动电机控制器运行时的注意事项。
难点：能够进行驱动电机控制器总成的拆卸与安装4、教学学时：12学时第三章1、教学内容：新能源汽车驱动电机与控制器冷却系统2、教学要求：任务一驱动电机与控制器冷却系统认知任务二驱动电机与控制器冷却系统检修3、教学重难点：重点：1. 能够描述驱动电机与控制器冷却系统的功能；2.能够描述驱动电机与控制器冷却系统的类型；3.能够描述驱动电机与控制器冷却系统的结构组成。
新能源汽车驱动系统与控制 - 教案
教案新能源汽车驱动系统与控制教案一、引言1.1新能源汽车的市场趋势1.1.1全球新能源汽车销量增长1.1.2我国新能源汽车的政策支持1.1.3新能源汽车技术的快速发展1.1.4新能源汽车对驱动系统与控制技术的要求1.2新能源汽车驱动系统与控制的重要性1.2.1驱动系统对新能源汽车性能的影响1.2.2控制系统在新能源汽车中的应用1.2.3驱动系统与控制技术的创新对行业的推动1.2.4新能源汽车驱动系统与控制技术的发展趋势1.3课程的目的与意义1.3.1培养学生对新能源汽车驱动系统与控制技术的理解1.3.2提升学生解决实际工程问题的能力1.3.3激发学生对新能源汽车行业的兴趣1.3.4促进学生对可持续发展和环保的思考二、知识点讲解2.1新能源汽车概述2.1.1新能源汽车的类型2.1.2新能源汽车与传统汽车的区别2.1.3新能源汽车的关键技术2.1.4新能源汽车的发展历程2.2驱动系统的工作原理2.2.1电机类型及其特点2.2.2电机控制器的作用与原理2.2.3电池管理系统的作用2.2.4驱动系统的集成与优化2.3控制系统的设计与实现2.3.1控制系统的基本架构2.3.2控制算法的选择与应用2.3.3控制系统的仿真与测试2.3.4控制系统的安全性与可靠性三、教学内容3.1新能源汽车的基本概念3.1.1新能源汽车的定义3.1.2新能源汽车的分类3.1.3新能源汽车的技术特点3.1.4新能源汽车的市场现状3.2驱动系统的组成与功能3.2.1电机的作用与类型3.2.2电池的类型与性能3.2.3电机控制器的设计与实现3.2.4驱动系统的集成与测试3.3控制系统的原理与应用3.3.1控制系统的基本原理3.3.2控制算法的设计与优化3.3.3控制系统的实现与调试3.3.4控制系统的性能评估四、教学目标4.1知识与技能目标4.1.1了解新能源汽车的基本概念与分类4.1.2掌握驱动系统的组成与工作原理4.1.3学会控制系统的设计与实现方法4.2过程与方法目标4.2.1培养学生的自主学习能力4.2.2提升学生的团队协作能力4.2.3增强学生的动手实践能力4.3情感态度与价值观目标4.3.1培养学生对新能源汽车行业的兴趣4.3.2增强学生的环保意识4.3.3提升学生的创新精神五、教学难点与重点5.1教学难点5.1.1驱动系统的集成与优化5.1.2控制算法的设计与实现5.1.3控制系统的性能评估5.2教学重点5.2.1新能源汽车的基本概念与分类5.2.2驱动系统的组成与工作原理5.2.3控制系统的原理与应用六、教具与学具准备6.1教具准备6.1.1新能源汽车模型6.1.2驱动系统演示装置6.1.3控制系统仿真软件6.2学具准备6.2.1笔记本电脑或平板电脑6.2.2学习资料与教材6.2.3学习笔记与绘图工具七、教学过程7.1导入新课7.1.1通过展示新能源汽车的新闻或视频，引起学生的兴趣7.1.2提问学生对新能源汽车的了解，引导学生思考7.1.3介绍本节课的学习目标和内容，激发学生的求知欲7.2知识讲解7.2.1详细讲解新能源汽车的基本概念与分类7.2.2利用模型和演示装置，直观展示驱动系统的组成与工作原理7.2.3通过案例分析，深入解析控制系统的原理与应用7.3实践操作7.3.1分组进行驱动系统的组装与测试7.3.2使用仿真软件，让学生亲自设计并实现简单的控制系统7.3.3鼓励学生提出问题，共同探讨解决方案八、板书设计8.1新能源汽车的基本概念与分类8.1.1板书新能源汽车概述8.1.2列表展示新能源汽车的类型及其特点8.1.3图解新能源汽车与传统汽车的区别8.2驱动系统的组成与工作原理8.2.1板书驱动系统工作原理8.2.2图解电机、电池、控制器等关键部件8.2.3流程图展示驱动系统的工作流程8.3控制系统的原理与应用8.3.1板书控制系统原理与应用8.3.2图解控制系统的基本架构8.3.3案例分析控制系统的实际应用九、作业设计9.1基础知识回顾9.1.2描述驱动系统的组成与工作原理9.1.3解释控制系统的原理与应用9.2实践任务9.2.1设计一个简单的驱动系统组装方案9.2.2编写一个控制系统的基本程序9.2.3分析一个实际的新能源汽车控制系统的案例9.3思考与拓展9.3.1探讨新能源汽车驱动系统与控制技术的发展趋势9.3.2研究新能源汽车对环境的影响9.3.3分析新能源汽车行业的发展前景十、课后反思及拓展延伸10.1教学反思10.1.1反思教学过程中的优点与不足10.1.2思考如何改进教学方法，提升教学效果10.1.3计划如何解决学生在学习过程中遇到的问题10.2拓展延伸10.2.1探索新能源汽车领域的最新研究成果10.2.2鼓励学生参加相关的新能源汽车竞赛或项目10.2.3引导学生关注新能源汽车行业的发展动态重点和难点解析在新能源汽车驱动系统与控制的教学中，有几个环节是特别需要重点关注的，这些环节包括：1.驱动系统的组成与工作原理重点补充：驱动系统是新能源汽车的核心部分，它包括电机、电池、电机控制器等关键部件。
新能源汽车驱动电机及控制系统检修教案 学习情境 1：驱动电机的认知
学习情境 1 驱动电机的认知教案任务 1认知新能源汽车驱动电机1.1.1 电机术语和定义1. 驱动电机系统通过有效的控制策略将动力电池提供的直流电转化为交流电，实现电机的正转以及反转控制的系统。
该系统在减速/制动时将电机发出的交流电转化为直流电，将能量回收给动力蓄电池或者提供给超级电容等储能设备供给二次制动使用。
2. 驱动电机将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置，也可具备机械能转化成电能的功能。
3. 驱动电机控制器控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置，由控制信号接口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。
4. 直流母线电压1. 电机早期的电动汽车主要采用直流电机作为驱动电机，控制方法简单易行，但是其缺点为换向器和电刷需要经常维护，因而限制了其应用的范围。
2. 功率变换器功率变换器根据所选的电机类型可分为直流直流( DC-DC)变换器和直流交流( DC-AC)变换器，其作用是根据整车控制器对电机输出转矩的要求，将蓄电池的电压与电流转换成控制电机所需的特定电压和电流。
3. 整车控制器整车控制器根据驾驶员对车辆的控制，采集加速踏板、制动踏板的信号及各种检测传感器的反馈信号，通过运算、逻辑判断等向电机控制器发出相应的指令，电机控制器通过控制功率变换器开关器件的状态控制电机运行，进而控制车辆的前进、倒退、加速及制动等，使整个驱动系统有效运行。
4. 能源系统含体积和质量在内的车辆性能约束取决于车型、车重和载重量。
能源系统则与蓄电池、燃料电池、超级电容器、飞轮及各种混合型能源相关联。
因此，电驱动系统的优选特性和组件选择过程必须在系统层面上实施，必须研究各子系统间的相互作用及系统权衡中可能的影响。
1.1.3 电动汽车用驱动电机的分类电机又称马达，是一种驱动性的电气装备，能够把电能转化为机械能，再使其转化为动能。
电动汽车驱动电机按照结构、工作原理及常用电源性质的不同，可分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等。
4新能源汽车驱动电机及控制系统教学文稿
组通过的线电流值。
额定转速
在额定电压输入下以额定功率输出时对应的电机最低转速。
额定功率
额定条件下，电机轴上输出的机械功率。
峰值功率
在规定的时间内，电机允许输出的最大功率。
最高工作转速 相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。
最高转速
在无带载条件下，电机允许旋转的最高转速。
额定转矩
电机在额定功率和额定转速下的输出转距。
直流电动机作为新能源汽车的驱动电机时, 与在室外使用时 的环境大致相同, 所以要求在设计时充分考虑密封的问题, 防止 灰尘和水汽侵入电动机, 另外还要考虑电动机的散热性能。
第四章 驱动电机及控制系统
（3）抗振动性 由于直流电动机具有较重的电枢, 所以在颠簸的路况行驶时,
车辆振动会影响到轴承所承受的机械应力, 对这个应力进行监 控和采取相应的对策是很有必要的。 同时由于振动, 很容易影 响到換向器和电刷的滑动接触, 因此必须采取提高电刷弹簧预 紧力等措施。
4新能源汽车驱动电机及控制系 统
第四章 驱动电机及控制系统
驱动电机系统是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定 了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用 户驾乘感受。可见，驱动电机系统是纯电动汽车中十分重要 的部件。
驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器构成，通过 高低压线束、冷却管路，与整车其它系统作电气和散热连接.
第四章 驱动电机及控制系统
4.2 交流感应电动机
1. 交流感应电动机基本结构
图4-8交流感应电动机结构
第四章 驱动电机及控制系统
1）定子部分 定子部分由定子铁芯、定子绕组、机座三部分构 成。定子铁心压装在机座内，是电机磁路的一部分，铁芯用 0.5 mm硅钢片叠成，以减少铁心损耗；叠片内圆冲有槽，以 嵌放定子(电枢)绕组。定子绕组是电机的电路部分，按一定规 律连接而成的三相对称绕组，嵌放在定子铁心槽内。机座用来 固定和支撑定子铁心，一般不作为工作磁路的组成部分，所以 大多数采用铸铁铸造而成，也可以用铸铝或铜制成。中小电机 用铸铁机座，大型电机用钢板焊接而成。
《新能源汽车电机及控制系统检修》教案 第1课 电机及控制系统概述(一)
《新能源汽车电机及控制系统检修（第2 版）》教案课时分配表（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教学重难点教学重点：电机及控制系统的组成、电机及控制系统的主流供应商和发展趋势教学难点：识别电机及控制系统的各个组成部件教学方法任务引入法、问答法、讨论法、实践操作法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：课前任务→考勤（2 min）→新课预热（5 min）→案例导入（8 min）→传授新知（20 min）→课堂讨论（10 min）第2节课：实践操作（40 min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务⏹【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“任务工单——识别电机及控制系统的各组成部件”，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，收集电机及控制系统的各组成部件的相关资料，并进行了解⏹【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材通过课前的预热，让学生了解所学课程的大概内容，激发学生的学习欲望考勤（2 min）⏹【教师】使用文旌课堂APP进行签到⏹【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况新课预热（5 min）⏹【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程内容、考核标准等⏹【学生】聆听、互动⏹【教师】教师讲一些新能源汽车的概念、分类及发展新能源汽车的必要性发展可再生能源对于缓解石油供应的紧张问题以及燃烧石油所产生的一系列环境问题具有重要意义。
一．新能源汽车的概念和分类1 . 概念：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料而采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
2 . 分类：新能源汽车的分类较广，按照能源的来源划分，新能源汽车可以划分为以下五类。
《新能源汽车电机及控制系统检修》教案 第3课 驱动电机(一)
传授新知（28 min）【教师】通过大家的发言，引入新知，讲解驱动电机的分类、特点、技术参数与性能要求2.1.1 驱动电机的分类驱动电机是将动力电池提供的电能转化为机械能来驱动车辆行驶的机构。
此外，驱动电机还具有发电机的功能，即把车辆滑行和制动时的机械能转化为电能，并将其存储于动力电池中。
根据不同的分类标准，驱动电机可分成不同的类型。
1．按运转速度划分按运转速度的不同，驱动电机可分为低速电机、中速电机和高速电机。
其中，中速电机和高速电机在新能源汽车中应用较广泛。
1）低速电机低速电机的转速通常为3 000～6 000 r/min。
低速电机的缺点是尺寸大、控制器尺寸较大、内部损耗大等，优点是其变速器的速比较小，结构简单。
低速电机因转动惯量较大、反应较慢，而不太适用于新能源汽车。
2）中速电机中速电机的转速通常为6 000～10 000 r/min，其各种参数介于低速电机和高速电机之间。
3）高速电机高速电机的转速通常为10 000 r/min以上。
高速电机的缺点是变速器的速比较大，通常需要采用行星齿轮传动机构，优点是功率密度高、传动效率高、噪音小、动态响应快、控制器尺寸较小、内部损耗小等。
高速电机的应用受电磁材料的性能、转轴的承载能力等限制。
【知识链接】拓展知识面【教师】讲述速比、功率密度、传动效率的概念（1）速比：在汽车传动系统中，变速器的输入轴转速与输出轴转速的比值。
（2）功率密度：输出功率与导电、导磁材料体积或质量的比值。
（3）传动效率：输出功率与输入功率的比值。
【学生】聆听、思考2．按转速能否调节划分按在特定电源频率下转速能否调节，驱动电机可分为恒速电机和调速电机。
1）恒速电机恒速电机是指转速与电源频率成恒定比例的电机。
只要电源频率一定，恒速电机的转速就是一定的。
2）调速电机调速电机是指通过改变磁极对数、电压、电流、频率等来改变转速，以提高汽车性能的电机。
按调速方式的不同，调速电机可分为电磁调速电机、直流调速电机、脉冲宽度调制变频调速电机和开关磁阻调速电机（简称开关磁阻电机）；按能否连续调节速度，调速电机可分为有级调速电机和无级调速电机。
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第四章 驱动电机及控制系统
（3）抗振动性 由于直流电动机具有较重的电枢, 所以在颠簸的路况行驶时,
车辆振动会影响到轴承所承受的机械应力, 对这个应力进行监 控和采取相应的对策是很有必要的。 同时由于振动, 很容易影 响到換向器和电刷的滑动接触, 因此必须采取提高电刷弹簧预 紧力等措施。
额定电流
在额定电压下，电机轴上输出的机械功率为额定功率时，电机定子绕
组通过的线电流值。
额定转速
在额定电压输入下以额定功率输出时对应的电机最低转速。
额定功率
额定条件下，电机轴上输出的机械功率。
峰值功率
在规定的时间内，电机允许输出的最大功率。
最高工作转速 相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。
最高转速
在无带载条件下，电机允许旋转的最高转速。
好 优良
小 轻
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5.电机中所用的材料
电机中使用的材料主要包括:导电材料、导磁材料、绝缘 材料、结构材料等。导电材料为紫铜线、铝线，用于制成电 机绕组。导磁材料主要是0.35或0.5mm厚的硅钢片叠成,构成 电机磁路。绝缘材料用来把导电体之间、导电体与铁磁体之 间绝缘开来，绝缘等级与允许温度对应关系如表4-3所示。结 构材料是制造电机所需要的其它金属材料。
差 大 重
三相异步电动机 中
300-500 94-95 90-92 82-85 1：5
12000-20000 好 好 中 中
永磁同步电动机 高
300 95-97 97-85 90-93 1：2.25 4000-10000 优良 一般
小 轻
开关磁阻电机 较高
300-500 90
78-86 60-65 1：3 可以大于15000
额定转矩
电机在额定功率和额定转速下的输出转距。
峰值转矩
电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。
堵转转矩
电机转子在所有角位堵住时所产生的转矩最小测的值
机械效率
在额定运行时电机轴上输出的机械功率与电机在额定运行时电源输入
到电机定子绕组上的功率之比值。
电机及控制器整 电机转轴输出功率除以控制器输入功率
体效率
温升
电机在运行时允许升高的最高温度。
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（2）各种驱动电机的基本性能比较
项目 功率密度 过载能力（%） 峰值效率（%） 负荷效率（%） 功率因数（%） 恒功率区 转速范围（rpm） 可靠性 结构的坚固性 电机的外形尺寸 电机质量
直流电动机 低
200 85-89 80-87 ------------4000-6000 一般
整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机 控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的 怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机 控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故障 检测，保护驱动电机系统和整 驱动电机及控制系统
2.电动汽车对驱动电机性能的要求
第四章 驱动电机及控制系统
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4.1 驱动电机及控制系统概述
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驱动电机系统是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定 了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用 户驾乘感受。可见，驱动电机系统是纯电动汽车中十分重要 的部件。
驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器构成，通过 高低压线束、冷却管路，与整车其它系统作电气和散热连接.
由于存在电刷、 换向器等易损件, 所以必须进行定期维护 或更換。
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第四章 驱动电机及控制系统
2.新能源汽车直流电动机的性能要求 （1）低能耗性
为了延长一次充电续驶里程以及抑制电动机的温升、 尽量 保持低损耗和高效率成为直流电动机的重要特性 。 近年来, 由 于稀土系列永磁体的研究开发, 直流电动机的效率已明显提高, 能耗明显减低。 （2）环境适应性
（1）结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高 纯电动汽车的整车布置空间有限，因此要求电机的结构尽 量紧凑，便于安装布置。 （2）可靠性要求高 能够在恶劣的条件下可靠工作，电机应具有较高的可靠性 耐温和耐蚀性，并且能够在较恶劣的条件下长期使用。 （3）重量轻、效率高、高效区广 驱动电机重量轻有利于降低整车的重量，延长汽车续航里 程。电机可通过采用铝合金外壳等途径降低其重量，各种 控制装置和冷却系统的材料也尽可能选用轻质材料。 （3）低噪音、低振动、舒适性强 为了满足驾驶舒适性的要求，要求电机低噪音，低振动。
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3.电机及分类
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4.驱动电机主要性能指标及特点 （1）主要性能指标
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序号 1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11
12
13
性能指标
定义
额定电压
在额定工况运行时，电机定子绕组应输入的线电压。
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第四章 驱动电机及控制系统
1.直流电动机的特点 （1） 调速性能好
直流电动机可以在重负荷条件下, 实现平滑的无级调速, 而且调速范围较宽 。 （2）起动转矩大
可以均匀且经济地实现转速调节, 因此,凡是在重负荷下 起动或是要求均匀调节转速的机械, 都可以使用直流电动机。 （3）控制简单
一般用斩波器控制, 具有效率高、控制灵活、质量和体积 小、响应速度快等优点。 （4）易磨损
绝缘等级
A
E
B
F
H
允许温度 OC 105
120
130
155
180
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第四章 驱动电机及控制系统
4.2 直流电机
直流电机由于存在调速性能好、过载能力强、控制简 单等优势，曾在调速电机领域独占鳌头，20世纪70年代前， 对调速性能要求较高场合均采用直流电机。也是电动车辆 应用最早较广泛的电机。但由于存在换向火花、电刷磨损 及电机本身结构复杂等问题，随着交流变频调速技术发展， 交流调速电机后来居上。目前城市无轨电车和电动叉车等 场合还较多采用直流驱动系统虽直流电机应用在逐年减少， 但它包含了电力调速系统最基础的理论，即仍有必要来分 析讨论。并对由蓄电池提供直流电源的车辆，也有可能设 法以适当简化驱动器来降低成本。