新能源汽车驱动电机与控制技术模块二电机学基础学习知识共58页文档
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新能源汽车驱动电机与控制技术 模块二 电机学基础知识
单位输出功率的相对成本比较 控制器相对价格比较 坚固及可靠性 功率密度 转矩转速特性 转速范围 易操作性 可靠性 结构坚固型 尺寸及质量 成本 控制器成本
4000-6000
1.0 1.0 良 差 一般 4000-6000 最好 差 差 大、重 高 低
4000-10000
1.0-1.5 2.5 良 好 好 4000-15000 好 一般 一般 小、轻 高 高
9000-15000
0.8-1.2 3.5 优 一般 好 9000-15000 好 好 好 一般、一般 低 高
<15000
0.6-1.0 4.5 优 一般 好 〉15000 好 好 好 小、轻 最低 一般
二、新能源汽车常用电机驱动系统 （七）各种电机的比较 各种电机在我国的发展现状：
（1）交流异步电机驱动系统我国已建立了具有自主知识产权异步电机驱动 系统的开发平台，形成了小批量生产的开发、制造、试验及服务体系；产品 性能基本满足整车需求，大功率异步电机系统已广泛应用于各类电动客车； 通过示范运行和小规模市场化应用，产品可靠性得到了初步验证。
二、新能源汽车常用电机驱动系统 （8）瞬时功率大，过载能力强，要保证汽车具有4~5倍的过载能力，以满足短 时内加速行驶与最大爬坡的要求。 （9）环境适应性好，要适应汽车本身行驶的不同区域环境，即使在较恶劣的环境 中也能够正常工作，具有良好的耐高温、耐潮湿性能。 （10）制动再生效率高，在汽车减速时，能够实现反馈制动，将能量回收并反馈 回电池，使得电动汽车具有最佳能量利用率。 （11）其他：结构简单，价格低廉，适合大批量生产，运行时噪声低，使用维修 方便。 （12）与一般工业用电机不同，用于汽车的驱动电机应具有调速范围宽、起动转 矩大、后备功率高、效率高的特性，此外，还要求可靠性高、耐高温及耐潮、结 构简单、成本低、维护简单、适合大规模生产等。未来我国电动汽车用驱动电机 系统将朝着永磁化、数字化和集成化方向发展。
4000-6000
1.0 1.0 良 差 一般 4000-6000 最好 差 差 大、重 高 低
4000-10000
1.0-1.5 2.5 良 好 好 4000-15000 好 一般 一般 小、轻 高 高
9000-15000
0.8-1.2 3.5 优 一般 好 9000-15000 好 好 好 一般、一般 低 高
<15000
0.6-1.0 4.5 优 一般 好 〉15000 好 好 好 小、轻 最低 一般
二、新能源汽车常用电机驱动系统 （七）各种电机的比较 各种电机在我国的发展现状：
（1）交流异步电机驱动系统我国已建立了具有自主知识产权异步电机驱动 系统的开发平台，形成了小批量生产的开发、制造、试验及服务体系；产品 性能基本满足整车需求，大功率异步电机系统已广泛应用于各类电动客车； 通过示范运行和小规模市场化应用，产品可靠性得到了初步验证。
二、新能源汽车常用电机驱动系统 （8）瞬时功率大，过载能力强，要保证汽车具有4~5倍的过载能力，以满足短 时内加速行驶与最大爬坡的要求。 （9）环境适应性好，要适应汽车本身行驶的不同区域环境，即使在较恶劣的环境 中也能够正常工作，具有良好的耐高温、耐潮湿性能。 （10）制动再生效率高，在汽车减速时，能够实现反馈制动，将能量回收并反馈 回电池，使得电动汽车具有最佳能量利用率。 （11）其他：结构简单，价格低廉，适合大批量生产，运行时噪声低，使用维修 方便。 （12）与一般工业用电机不同，用于汽车的驱动电机应具有调速范围宽、起动转 矩大、后备功率高、效率高的特性，此外，还要求可靠性高、耐高温及耐潮、结 构简单、成本低、维护简单、适合大规模生产等。未来我国电动汽车用驱动电机 系统将朝着永磁化、数字化和集成化方向发展。
新能源电动汽车的电机技术与控制
维护与保养
建立完善的维护和保养体系，定 期对电机控制系统进行检查和保 养，确保系统的稳定性和可靠性 。
电机控制系统的智能化与网络化
01
02
03
智能化控制
利用先进的算法和传感器 技术，实现电机控制系统 的智能化，提高系统的响 应速度和稳定性。
网络化协同控制
通过车载网络和云平台， 实现多个电机控制系统之 间的协同控制，提高整车 的性能和安全性。
关磁阻电机技术
开关磁阻电机技术是一种新型的电机 技术，具有结构简单、可靠性高、容 错能力强等优点。
开关磁阻电机通过改变相绕组的电流 方向和大小来改变磁场方向和大小， 从而实现旋转。控制方式包括角度控 制和电流斩波控制。
03 新能源电动汽车电机控制系统
电机控制系统组成与功能
电机控制器
负责接收来自车辆控制器的指令，根据指令输出相应的控制信号，驱 动电机运行。
人机交互
利用人机交互技术，使驾 驶员能够更加方便地控制 电机系统，提高驾驶的舒 适性和安全性。
05 新能源电动汽车电机技术的未来展望
高性能电机的研发与应用
总结词
随着新能源电动汽车技术的不断发展，高性能电机的研发与应用成为未来的重 要趋势。
详细描述
高性能电机具有更高的功率密度、更低的能耗和更长的使用寿命，能够提高新 能源电动汽车的效率和性能。未来，高性能电机将广泛应用于新能源公交车、 出租车、物流车等商用车领域，以及家用轿车领域。
新能源电动汽车的电机技术与控制
• 新能源电动汽车电机技术概述 • 新能源电动汽车的电机技术 • 新能源电动汽车电机控制系统
• 新能源电动汽车电机控制系统的 优化与挑战
• 新能源电动汽车电机技术的未来 展望
《驱动电机及控制技术》课程标准
江苏安全技术职业学院汽车运用安全管理专业《驱动电机及控制技术》课程标准一、课程性质本课程是三年制高等职业学校新能源汽车运用与维修专业必修的一门专业核心课程。
是在汽车电工电子、汽车机械基础等课程基础上，开设的一门综合性较强的核心课程，其任务是使学生掌握常用电动机的结构及其控制方法，培养学生对新能源汽车常用电动机的结构原理分析及控制策略的设计能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。
二、学时与学分本课程建议课时为80课时，本课程的总学分为5学分。
三、课程设计思路本课程学习方式的多样化。
推行项目教学、案例教学、工作过程导向教学等教学模式，分知识模块来实施。
1、课程定位本课程的开设是通过深入企业调研，与专业指导委员会专家共同论证，根据工作任务与职业能力分析，以必须、够用为度，以掌握知识、强化应用、培养技能为重点，以新能源汽车相关工作任务为依据设置本课程。
2、目标确立依据新能源汽车运用与维修专业人才培养方案中确定的培养目标、综合素质、职业能力，按照知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，突出核心素养和关键能力，结合本课程的性质和职业教育课程教学的最新理念，确定课程目标。
3、教学内容确定依据《驱动电机及控制技术》课程所对应工作的基本内容，将本课程划分为驱动电机基础知识、常用驱动电机、功率变换器、功率变换器应用技术、驱动电机控制技术和新型驱动电机等几大部分，在设计上强调学生学习自主性。
内容上以任务为导向，强化知识与信息的应用，弱化知识的了解与背诵；教学指导上合乎以学生为中心，重视学习成果的展示分享，让学习者在享受成就感的前提下，兴趣盎然地完成学习任务，达到单元学习目标。
四、课程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。
(内部培训)新能源驱动电机(下)
新能源专业
新能源驱动电机（二）
目录
任务一 纯电汽车驱动电机控制技术 任务二 纯电动驱动电机冷却系统
任务一 纯电汽车驱动电机控制技术
上节回顾
1、驱动电机类型：永磁同步、交流异步、开关磁阻等。 2、驱动电机工作原理； 3、旋转变压器的结构：一组励磁线圈、两组检测线圈构成。 4、旋变器的工作原理；
一、电机控制器的构成与功能
1、电机控制器（MCU）功用 在电动汽车中，电机控制器（MCU）的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储 的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状 态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。
电机控制器（MCU）
2、驱动电机控制器的功用如下： 1）根据工况控制电机的正反转、功率、扭矩、转速等； 2）硬件采集采集传感器信号：电机的旋变、温度，制动、油门踏板开关信号； 3）通过CAN通讯采集刹车深度（制动踏板位置）、档位信号、驻车开关信号、启动命令、电池管 理控制器相关数据、控制器的故障信息； 4）内部处理的信号有直流侧母线电压、交流侧三相电流、IGBT温度、电机的三相绕组阻值。
一、驱动电机冷却系统功用
引导问题1 : 驱动电机与控制器的为什么需要冷却？
1. 驱动电机与控制器冷却系统的功能 电动汽车在驱动与回收能量的工作过程中， 驱动电机定子铁芯、定子绕组在运动过程中都会 产生损耗，这些损耗以热量的形式向外发散，需 要有效的冷却介质及冷却方式来带走热量，保证 电机在一个稳定的冷热循环平衡的通风系统中安 全可靠运行。
同轴风扇
风冷驱动单元总成（含驱动桥）
二、驱动电机冷却系统的冷却类型
3.水冷 水冷是将水（冷却液）通过管道和 通路引入定子或转子空心导体内部， 通过循环水不断的流动，带走电机转 子和定子产生的热量，达到对电机的 冷却功能。
新能源驱动电机（二）
目录
任务一 纯电汽车驱动电机控制技术 任务二 纯电动驱动电机冷却系统
任务一 纯电汽车驱动电机控制技术
上节回顾
1、驱动电机类型：永磁同步、交流异步、开关磁阻等。 2、驱动电机工作原理； 3、旋转变压器的结构：一组励磁线圈、两组检测线圈构成。 4、旋变器的工作原理；
一、电机控制器的构成与功能
1、电机控制器（MCU）功用 在电动汽车中，电机控制器（MCU）的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储 的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状 态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。
电机控制器（MCU）
2、驱动电机控制器的功用如下： 1）根据工况控制电机的正反转、功率、扭矩、转速等； 2）硬件采集采集传感器信号：电机的旋变、温度，制动、油门踏板开关信号； 3）通过CAN通讯采集刹车深度（制动踏板位置）、档位信号、驻车开关信号、启动命令、电池管 理控制器相关数据、控制器的故障信息； 4）内部处理的信号有直流侧母线电压、交流侧三相电流、IGBT温度、电机的三相绕组阻值。
一、驱动电机冷却系统功用
引导问题1 : 驱动电机与控制器的为什么需要冷却？
1. 驱动电机与控制器冷却系统的功能 电动汽车在驱动与回收能量的工作过程中， 驱动电机定子铁芯、定子绕组在运动过程中都会 产生损耗，这些损耗以热量的形式向外发散，需 要有效的冷却介质及冷却方式来带走热量，保证 电机在一个稳定的冷热循环平衡的通风系统中安 全可靠运行。
同轴风扇
风冷驱动单元总成（含驱动桥）
二、驱动电机冷却系统的冷却类型
3.水冷 水冷是将水（冷却液）通过管道和 通路引入定子或转子空心导体内部， 通过循环水不断的流动，带走电机转 子和定子产生的热量，达到对电机的 冷却功能。
电子课件新能源汽车驱动电机与控制技术学习情境二新能源汽车电机驱动系统与传动系统
电动汽车结构布置灵活多变，概括起来分为电机中央驱动和电动轮驱动两种 形式。电机中央驱动形式借用了内燃机汽车的驱动方案，将内燃机换成电机及 其相关器件。
目前纯电动汽车驱动电机分为传统驱动布置形式、电机与驱动桥组合驱动布 置形式、电机与驱动桥集成驱动布置形式、轮边电机驱动布置形式、轮毂电机 驱动布置形式等。
1.霍尔传感器 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应 的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（E.H.Hall，1855—1938）于1879年 在研究金属的导电机构时发现的。后来人们发现半导体、导电流体等也有这 种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这一现象制成的各种霍尔 元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
学习情境二
新能源汽车电机驱动系统与传动系统
学习情景描述
大家都知道新能源汽车依靠电机驱动，那么它的电机驱动系统与传动系统 和传统汽车相比会有哪些不一样的地方呢？作为一种新车型，新能源汽车到 底有哪些方面的优势呢？
பைடு நூலகம்
目标和任务
学习目标
1.了解电机驱动系统的特点和技术参数； 2.掌握新能源汽车的传动系统的种类； 3.了解电机驱动系统的控制策略； 4.掌握转子位置传感器的工作原理。
图2-3电机与驱动桥组合驱动布置形式
资讯二 新能源汽车传动系统简介
3.电机与驱动桥集成驱动布置形式
把电机、固定速比减速器和差速器 集成为一个整体，并与驱动轴同轴， 通过两根半轴驱动车轮，称为电机与 驱动桥集成驱动系统，其布置形式如 图2-4所示。把集成系统组成后驱动桥， 安装在后车轴位置。这种布置形式有 同轴式和双联式两种。
资讯二 新能源汽车传动系统简介
4.轮边电机驱动布置形式
目前纯电动汽车驱动电机分为传统驱动布置形式、电机与驱动桥组合驱动布 置形式、电机与驱动桥集成驱动布置形式、轮边电机驱动布置形式、轮毂电机 驱动布置形式等。
1.霍尔传感器 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应 的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（E.H.Hall，1855—1938）于1879年 在研究金属的导电机构时发现的。后来人们发现半导体、导电流体等也有这 种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这一现象制成的各种霍尔 元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
学习情境二
新能源汽车电机驱动系统与传动系统
学习情景描述
大家都知道新能源汽车依靠电机驱动，那么它的电机驱动系统与传动系统 和传统汽车相比会有哪些不一样的地方呢？作为一种新车型，新能源汽车到 底有哪些方面的优势呢？
பைடு நூலகம்
目标和任务
学习目标
1.了解电机驱动系统的特点和技术参数； 2.掌握新能源汽车的传动系统的种类； 3.了解电机驱动系统的控制策略； 4.掌握转子位置传感器的工作原理。
图2-3电机与驱动桥组合驱动布置形式
资讯二 新能源汽车传动系统简介
3.电机与驱动桥集成驱动布置形式
把电机、固定速比减速器和差速器 集成为一个整体，并与驱动轴同轴， 通过两根半轴驱动车轮，称为电机与 驱动桥集成驱动系统，其布置形式如 图2-4所示。把集成系统组成后驱动桥， 安装在后车轴位置。这种布置形式有 同轴式和双联式两种。
资讯二 新能源汽车传动系统简介
4.轮边电机驱动布置形式
新能源汽车电机基础知识培训
绕线机 绕线
插槽插 绝缘纸
嵌线模 具嵌线
嵌线进 定子
理线、放测温元件、 层间绝缘、穿套管等
预整 形
端子焊 接
中间 整形
端面 绑扎
最终 整形
测试
下线
绝缘 浸漆
馨联新能源集团
【一】插纸机
立式插纸机 卧式插纸机
定子铁芯
插纸效果
馨联新能源集团
【一】绕线机ຫໍສະໝຸດ 张力调节绕线模具馨联新能源集团
【一】嵌线机
馨联新能源集团
馨联新能源集团
转子来 料
装配转 子轴承
转子端 盖合装
翻转90° 上总装线
压装 油封
翻转 180°
后端盖 在上
定转子 合装
上螺钉 拧紧
人工将定子电 缆穿过后端盖
、人工对沉孔 与螺纹位
后端盖 压进止 口
馨联新能源集团
【一】总成装配检测线
电机立 式输送
人工装 配接线 盒
装配 旋变 转子、 定子
安全性 能测试
翻转 90°
绕组对地耐压泄露电流1780V@60S
＞500MΩ ＞500MΩ 13.61~15.05mΩ ＜5mA
＜20mA
馨联新能源集团
【一】定子浸漆
连续式真空浸漆设备
传统罐式真空浸漆设备
馨联新能源集团
【一】机壳+定子组件
固定定子 组件
机壳放入 加热机
合装热 套
加热至 指定温 度
冷却至 常温
水道 测漏
不合 格件 返修
【一】电机检测
电机出厂特性测试：
检测三相线电阻、旋变电阻、测温元件电 阻、旋变调零、空载电机电流、空载反电 势、人工检查电机表观、进行机械堵转检 测、振动检测
插槽插 绝缘纸
嵌线模 具嵌线
嵌线进 定子
理线、放测温元件、 层间绝缘、穿套管等
预整 形
端子焊 接
中间 整形
端面 绑扎
最终 整形
测试
下线
绝缘 浸漆
馨联新能源集团
【一】插纸机
立式插纸机 卧式插纸机
定子铁芯
插纸效果
馨联新能源集团
【一】绕线机ຫໍສະໝຸດ 张力调节绕线模具馨联新能源集团
【一】嵌线机
馨联新能源集团
馨联新能源集团
转子来 料
装配转 子轴承
转子端 盖合装
翻转90° 上总装线
压装 油封
翻转 180°
后端盖 在上
定转子 合装
上螺钉 拧紧
人工将定子电 缆穿过后端盖
、人工对沉孔 与螺纹位
后端盖 压进止 口
馨联新能源集团
【一】总成装配检测线
电机立 式输送
人工装 配接线 盒
装配 旋变 转子、 定子
安全性 能测试
翻转 90°
绕组对地耐压泄露电流1780V@60S
＞500MΩ ＞500MΩ 13.61~15.05mΩ ＜5mA
＜20mA
馨联新能源集团
【一】定子浸漆
连续式真空浸漆设备
传统罐式真空浸漆设备
馨联新能源集团
【一】机壳+定子组件
固定定子 组件
机壳放入 加热机
合装热 套
加热至 指定温 度
冷却至 常温
水道 测漏
不合 格件 返修
【一】电机检测
电机出厂特性测试：
检测三相线电阻、旋变电阻、测温元件电 阻、旋变调零、空载电机电流、空载反电 势、人工检查电机表观、进行机械堵转检 测、振动检测
【新能源汽车技术】第五章 电动汽车驱动电机及控制系统
的结构比其它任何一种电动机都要简单，在电动机的转子上没有滑环 、绕组和永磁体等，只是在定子上有简单的集中绕组，绕组的端部较 短，没有相间跨接线，维护修理容易。 开关磁阻电动机具有高度的非线性特性，因此，它的驱动系统较为复 杂。它的控制系统包括功率变换器。但近年来的研究表明，采用合理 的设计、制造和控制技术，开关磁阻电动机的噪声完全可以得到良好 的抑制。
3. 新能源汽车对电机的要求
5.电动汽车驱动电动机需要有4至5倍的过载，以满足短时加速行驶与 最大爬坡度的要求，而工业驱动电动机只要求有2倍的过载就可以了。
6.电动汽车驱动电动机应具有高的可控性、稳态精度、动态性能，以 满足多部电动机协调运行，而工业驱动电动机只要求满足某一种特定 的性能。
7.电动机应具有高效率、低损耗，并在车辆减速时，可进行制动能量 回收。
总之，电动汽车驱动电机总的发展趋势是由通用走向专用，由直流走 向交流；电机的功率密度、可靠性及耐久性不断提高；驱动控制系统 向集成化与一体化发展。
逆变器
逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电。它 由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
变频器
变频器（Varizble-frequency Drive,VFD）是应用变频技术与微电子技术 ，通过改变电动机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设 备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流） 、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
实验证明，配备完善电源管理系统的电池组，其循环寿命 是不配管理系统电池组的3倍以上。
3.电源管理系统BMS
电池包的结构组成
4.制动能量回馈系统
制动能量回馈，又称回馈制动或再生制动，在电动汽车一 般采取电能式再生制动能量回收方法，是指在减速或制动 过程中，驱动电机工作于发电状态，将车辆的部分动能转 化为电能储存于储能装置中（如各种蓄电池、超级电容和 超高速飞轮），同时施加电机回馈转矩于驱动轴，对车辆 进行制动。
3. 新能源汽车对电机的要求
5.电动汽车驱动电动机需要有4至5倍的过载，以满足短时加速行驶与 最大爬坡度的要求，而工业驱动电动机只要求有2倍的过载就可以了。
6.电动汽车驱动电动机应具有高的可控性、稳态精度、动态性能，以 满足多部电动机协调运行，而工业驱动电动机只要求满足某一种特定 的性能。
7.电动机应具有高效率、低损耗，并在车辆减速时，可进行制动能量 回收。
总之，电动汽车驱动电机总的发展趋势是由通用走向专用，由直流走 向交流；电机的功率密度、可靠性及耐久性不断提高；驱动控制系统 向集成化与一体化发展。
逆变器
逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电。它 由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
变频器
变频器（Varizble-frequency Drive,VFD）是应用变频技术与微电子技术 ，通过改变电动机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设 备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流） 、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
实验证明，配备完善电源管理系统的电池组，其循环寿命 是不配管理系统电池组的3倍以上。
3.电源管理系统BMS
电池包的结构组成
4.制动能量回馈系统
制动能量回馈，又称回馈制动或再生制动，在电动汽车一 般采取电能式再生制动能量回收方法，是指在减速或制动 过程中，驱动电机工作于发电状态，将车辆的部分动能转 化为电能储存于储能装置中（如各种蓄电池、超级电容和 超高速飞轮），同时施加电机回馈转矩于驱动轴，对车辆 进行制动。
新能源汽车驱动电机与控制技术课程标准
新能源汽车驱动电机与控制技术》课程标准、课程信息：二、课程性质和功能定位1、课程的性质本课程是高职高专院校新能源汽车技术专业的一门专业核心课。
通过本课程要使学生掌握驱动电机及电机控制器的基本工作原理、常见故障诊断方法等方面知识，使学生了解驱动电机系统的种类及特点，最终获得检修电动汽车驱动电机及控制系统检修的能力。
2、课程的功能定位本课程以为新能源汽车产业培养生产、服务第一线的应用型技能人才为立足点，面向新能源汽车技术相关企业培养全面发展的高素质、高技能人才。
通过该课程的学习，让学生掌握驱动电机的结构与工作原理、驱动电机控制器的工作原理等，熟悉国家现行的有关管理法规和政策，有一定的理论深度，培养学生综合素质能力，成为具有实用性、竞争性、开拓性的应用型人才，为今后从事新能源汽车实践、新能源汽车技术服务等方面的工作打下坚实的基础。
三、课程目标与内容1、课程总目标本课程要求学生掌握驱动电机及电机控制器的基本工作原理、常见故障诊断方法等方面知识，使学生了解驱动电机系统的种类及特点，最终获得检修电动汽车驱动电机及控制系统检修的能力。
2、课程具体目标（一）知识教学目标1.了解电机及电机控制器的结构组成；2.了解电机及电机控制器的基本工作原理；3.掌握电机及控制器常见故障；4.掌握电机及控制器故障检测方法；5.掌握基本工具设备和仪器设备的规范使用；6.掌握旋转变压器的基本作用及检测；7.掌握高压元器件的绝缘测试；8.了解电机相关性能测试。
（二）能力培养目标1.能正确使用测量工具对车辆进行检查；2.能运用摇表对电动汽车高压部分进行绝缘检查；3.能对驱动电机系统的故障进行分析；4.能就车更换驱动电机；5.能正确使用CAN卡对知豆H1车型读取报文；6.能看懂报文格式；7.能对照报文找出故障范围；8.能发现电路检测维护过程中的安全隐患；9.能正确使用常规的仪器,仪表工具；10.能识读汽车电路系统中常用英语词汇；345678四、教学资源1、教学团队（1）课程负责人熟悉新能源汽车技术和高职教育规律、实践经验丰富、教学效果好、在行业有一定影响、具有高级职称的“双师”教师。
新能源汽车电机控制入门
02
直流电机结构
直流电机主要由定子和转子两部分组成。定子负责产生磁场，转子则在
该磁场中旋转。
03
直流电机调速原理
通过改变电机的输入电压或电流，可以改变电机的磁场强度，从而实现
对电机的速度和转矩的精确控制。
交流异步电机控制技术
交流异步电机控制技术概述
交流异步电机是一种广泛应用于新能源汽车的电机类型。 由于其结构简单、可靠性高、维护成本低等特点，被广泛 应用于各类新能源汽车中。
电机控制算法实现
控制算法分类
01
电机控制算法主要包括矢量控制、直接转矩控制等，根据实际
需求选择合适的算法。
算法实现流程
02
电机控制算法的实现流程包括信号采集、处理、计算和输出等
环节，需确保算法的实时性和准确性。
算法优化
03
针对实际运行中遇到的问题，对算法进行优化和改进，提高电
机控制性能。
05
新能源汽车电机控制的应用与发展
新能源汽车电机控制技术的挑战与机遇
技术挑战
新能源汽车电机控制技术面临的 主要挑战包括提高能效、降低成 本、减小体积和重量等。
机遇
随着新能源汽车市场的不断扩大 ，电机控制技术也面临着巨大的 发展机遇，特别是在节能减排、 环保政策以及市场需求等方面。
新能源汽车电机控制技术的未来发展趋势
1 2
高效能电机
电机控制器软件
软件功能
电机控制器软件主要实现电机的控制算法、故障 诊断、通信协议等功能，保障电机的正常运行。
软件开发工具
常用的软件开发工具包括MATLAB/Simulink、 CANoe等，用于电机控制器的建模、仿真和测试。
软件安全
软件安全是电机控制器的重要指标，需采取加密、 防火墙等措施，确保软件安全可靠。
新能源汽车驱动电动机介绍课件
•对于内燃机汽车来说，在路况恶劣需要频繁启动和停止 的行驶条件下，可回收制动使之相对节省一些燃油。
电动汽车技术与原理 第 8 页
1.2 新能源汽车对电动机的性能要求
（1）体积小、重量轻； （2）在整个运行范围内的高效率； （3）低速大转矩特性及较宽范围内的恒功率特性； （4）高可靠性； （5）高电压； （6）电气系统安全性高。
主要内容： 基本结构 机械特性
工作原理 控制方法
电动汽车技术与原理 第 30 页
电动机的分类
转子 鼠笼式 结构 绕线式
异步机
单相异步电动机
交流电动机
电 动
绕组
同步机 相数
两相异步电动机 三相异步电动机
机
直流电动机 他励、异励、串励、复励
电动汽车技术与原理 第 31 页
1.异步电动机的结构
定子绕组 （三相）
1. 他励式直流电动机 2. 并励式直流电动机 3. 串励式直流电动机 4. 复励式直流电动机
电动汽车技术与原理 第 14 页
2.2 直流电动机的工作原理
定子有一对N、S极，电枢绕组的末端分别接到两个换向片上， 正、负电刷A和B分别与两个换向片接触。
如果给两个电刷加上直流电源，则有直流电流从电刷A流入， 从电刷B流出。根据电磁力定律，载流导体受到电磁力的作 用，其方向可用左手定则判定，两段导体受到的力形成了一 个转矩，使得转子逆时针转动。
外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
电动汽车技术与原理 第 38 页
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三相异步电动机的铭牌数据
型号 电压 转速
Y132S－6 380 V 960r/min
三相异步电动机 功 率 3 kW 电 流 7.2 A 功率因数 0.76
电动汽车技术与原理 第 8 页
1.2 新能源汽车对电动机的性能要求
（1）体积小、重量轻； （2）在整个运行范围内的高效率； （3）低速大转矩特性及较宽范围内的恒功率特性； （4）高可靠性； （5）高电压； （6）电气系统安全性高。
主要内容： 基本结构 机械特性
工作原理 控制方法
电动汽车技术与原理 第 30 页
电动机的分类
转子 鼠笼式 结构 绕线式
异步机
单相异步电动机
交流电动机
电 动
绕组
同步机 相数
两相异步电动机 三相异步电动机
机
直流电动机 他励、异励、串励、复励
电动汽车技术与原理 第 31 页
1.异步电动机的结构
定子绕组 （三相）
1. 他励式直流电动机 2. 并励式直流电动机 3. 串励式直流电动机 4. 复励式直流电动机
电动汽车技术与原理 第 14 页
2.2 直流电动机的工作原理
定子有一对N、S极，电枢绕组的末端分别接到两个换向片上， 正、负电刷A和B分别与两个换向片接触。
如果给两个电刷加上直流电源，则有直流电流从电刷A流入， 从电刷B流出。根据电磁力定律，载流导体受到电磁力的作 用，其方向可用左手定则判定，两段导体受到的力形成了一 个转矩，使得转子逆时针转动。
外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
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三相异步电动机的铭牌数据
型号 电压 转速
Y132S－6 380 V 960r/min
三相异步电动机 功 率 3 kW 电 流 7.2 A 功率因数 0.76
新能源汽车电机及控制技术-新能源汽车电机预备知识
垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心流入，使 四指指向电流方向；拇指所指方向就是通电导线在磁场所受安 培力方向。
公式：F=Bil
三、电磁的基本概念
在旋转电机中，作用在转子载流导体上 的电磁力将使转子受到一个力矩（等于力 乘以转子半径），这个力矩称之为电磁转 矩。电磁转矩在电机的能量形态转换起到 重要的作用。
二、混合动力汽车发展历史
图1-7保时捷博物馆复原的罗尼尔-保时捷Semper Vivus
二、混合动力汽车发展历史
图1-8 1916年Owen Magnetic混合动力车 图1-9 1921年Owen Magnetic Model 60 Touring
二、混合动力汽车发展历史
图1-10 1969年通用的微型混合动力试验车512
第二个阶段是2005年到2012年。用了7年时间终于解决了燃料电池的工况适应性问题，燃料电池 比功率达到了2kW/L，在零下30℃也能储存和启动，基本上满足了车用要求。
第三阶段是2012年到现在，丰田燃料电池比功率达到了3.1 kW/L,并在2014年12月15日宣布，“未 来”氢燃料电池车实现商业化，进入了商业推广阶段，其后，本田与现代也推出了燃料电池商业化车。 因此，从商业化角度，有人把2015年誉为燃料电池汽车的元年。
一、电流的磁效应
电流的磁效应：如果导线在小磁针上方并且两者平行，当导线 通电时，磁针发生偏转；切断电流时，磁针又回到原位。这说明通 电导线和磁体一样，周围存在磁场，即电流的磁场。实验还表明， 当电路中的电流反向时，磁针的偏转方向也相反。这说明电流的磁 场方向跟电流的方向有关。综上所述，通电导线周围存在与电流方 向有关的磁场。
图1-111977年丰田混合动力试验车
二、混合动力汽车发展历史
公式：F=Bil
三、电磁的基本概念
在旋转电机中，作用在转子载流导体上 的电磁力将使转子受到一个力矩（等于力 乘以转子半径），这个力矩称之为电磁转 矩。电磁转矩在电机的能量形态转换起到 重要的作用。
二、混合动力汽车发展历史
图1-7保时捷博物馆复原的罗尼尔-保时捷Semper Vivus
二、混合动力汽车发展历史
图1-8 1916年Owen Magnetic混合动力车 图1-9 1921年Owen Magnetic Model 60 Touring
二、混合动力汽车发展历史
图1-10 1969年通用的微型混合动力试验车512
第二个阶段是2005年到2012年。用了7年时间终于解决了燃料电池的工况适应性问题，燃料电池 比功率达到了2kW/L，在零下30℃也能储存和启动，基本上满足了车用要求。
第三阶段是2012年到现在，丰田燃料电池比功率达到了3.1 kW/L,并在2014年12月15日宣布，“未 来”氢燃料电池车实现商业化，进入了商业推广阶段，其后，本田与现代也推出了燃料电池商业化车。 因此，从商业化角度，有人把2015年誉为燃料电池汽车的元年。
一、电流的磁效应
电流的磁效应：如果导线在小磁针上方并且两者平行，当导线 通电时，磁针发生偏转；切断电流时，磁针又回到原位。这说明通 电导线和磁体一样，周围存在磁场，即电流的磁场。实验还表明， 当电路中的电流反向时，磁针的偏转方向也相反。这说明电流的磁 场方向跟电流的方向有关。综上所述，通电导线周围存在与电流方 向有关的磁场。
图1-111977年丰田混合动力试验车
二、混合动力汽车发展历史
新能源汽车驱动电机及其控制
6
汽车驱动电机概述—电机分类
1、直流电机
优点：调速性能良好；起动性能好；具有较宽的恒功率范围；控制较为简单； 价格便宜。缺点：效率低；维护工作量大；转速低；质量和体积大
应用：巡逻车、电动观光车、电动叉车等
2、交流异步电机：
优点：效率高、成本低 、结构简单、制造方便、可靠性好；缺点：体积大、质 量大、功率密度低
请完成1.3.2、1.3.3测试题 讲解测试题
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主要内容
1
汽车驱动电机概述
2
驱动电机的结构原理
3
逆变器的结构原理
4
电机检测与故障分析
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37
逆变器的结构原理
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38
逆变器的结构原理 绝缘栅双极型晶体管IGBT
2020/3/14
39
逆变器的结构原理
2020/3/14
40
逆变器的结构原理
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41
逆变器的结构原理
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42
逆变器的结构原理
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43
逆变器的结构原理
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44
逆变器的结构原理
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45
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
小结
• 本节讲述了使用IGBT进行逆变的原理，需要注意的 是了其基本原理。
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18
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
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19
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
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20
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
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