电动汽车用电机及其控制系统
新能源汽车驱动电机与控制系统 第一章 电机基础知识
任务1：电机基础知识
信息交互
规划决策
16
（三）电磁学基础知识
励磁绕组：根据其供电方式可以分为直流励磁绕组和交流励磁绕组。直流励磁绕组的优点在于其 可靠性高，但需要使用整流器，转子上也存在集电环与刷子摩擦产生火花等安全隐患。而交流励 磁绕组相对来说更为简单，不需要整流器，且不存在集电环和刷子的问题。但其缺点在于其输出 磁通较弱，需要使用铁心轴，增加铁损
B
磁滞损耗 由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗Ph
10 任务1：电机基础知识
（一）新能源汽车驱动系统概述
传动机构 传动机构指的是将电机输出的扭矩和转 速传递到汽车的主轴上，从而驱动汽车 行驶的机构，主要包含减速器和差速器 的两个部件。
11 任务1：电机基础知识
（一）新能源汽车驱动系统概述
电机的分类
12 任务1：电机基础知识
（二）新能源汽车对驱动电机的性能要求
任务1：电机基础知识
信息交互
规划决策
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（三）电磁学基础知识
电枢绕组：由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，他是直流电机的电路部分，也是感 生电动势，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。 电枢绕组分直流电枢绕组和交流电枢绕组两大类。它们分别用于直流电机和交流电机。
任务1：电机基础知识
信息交互
规划决策
(1)电机结构紧凑、尺寸小，封装尺寸有限，必须根据具体产品进行特殊设计。
(2)重量轻，以减轻车辆的整体重量。应尽量采用铝合金外壳，同时转速要高，以减轻整车的质
量，增加电机与车体的适配性，扩大车体可利用空间，从而提高乘坐的舒适性。
(3)可靠性高、失效模式可控，以保证乘车者的安全。
(4)提供精确的力矩控制，动态性能较好。
电机驱动系统(完整)
八、开关磁阻电机控制系统
1. 开关磁阻电机结构
定、转子为结构双凸结构。 定、转子齿满足错位原理， 即错开1/m转子齿距。 通电一周，转过一个转子齿。 需要转子位置传感器。
6/4极的开关磁阻电动机
2. 开关磁阻电动机工作原理
靠磁通收缩产生转矩
转矩：
开关磁阻电机的 转矩瞬时值正比于 电流的平方， 也正比于电感对转 子位置角的变化率。
+
+C
-C
PWM 输入
电动“1” 回馈制动“ 0”
驱动信号 输出
6. 无刷直流电机及其控制系统的优缺点
优点： 1. 具有直流电机的控制特性。 2. 控制相对简单。 3. 电机效率高，体积小。
缺点： 1. 由于永磁材料贵，电机价格较贵。 2. 过热容易导致永久性失磁。 3. 弱磁运行较困难。 4. 需要转子位置传感器。
功率变换器主电路
交流电机电枢绕组
六、无刷直流电机控制系统
1. 系统构成
三相功率 变换器
控制电路 控制器
永磁 同步电机
转子位置 传感器
自控式永磁 同步电机
2.无刷直流电机与永磁同步电机差别
B0(e0)
永磁同步电机
0
无刷直流电机
2π ωt
一对极下不同的气隙磁密分布图
3.无刷直流电机工作原理
有6个定子空间磁势。
A iA
根据转子位置传感器检
测到的转子位置和要求
FBA
FCA
转向来决定产生哪一个
X
磁势。
产生的平均转矩最大。 FBC
S
Z
iC
C
FAC
F0
N
FCB
Y
iB
汽车电动汽车用电机及控制器布置规范
电动汽车用电机及控制器布置规范1范围本蟒准规定了电动汽车用电机及控制器（以下荷称电机及控制器）及其相关附件的布置形式和布置原则°本标准适应于本公司生产的混合动力、纯电动等所有新能源车型.2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不“少的。
凡是注日期的引用文件，仪所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其量新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
Q/OC JT108-2008整车二维数模装配间隙设计3术语和定义Q/OC TU08—2008界定的术语和定义适用于本标?（L4布置形式4-1分类电机及控制器布置可简单分为前丘、后置，控制器一般布置在电机正上方。
4.2纯电动汽车本公司研发的纯电动汽车的电机布置一段为前置，其布置形式如下二a）纯电动汽车电机前过，电机与减速器同轴布:a,与整车ZX平面垂直，如图1所示：b）貌电动汽车控制器前置.为了接线方便和缩近堆束长度，控制群布置在电机接战盒位置的正上•方与整车ZX平面垂直，如图2所示工图1前置电机布置形式I图2前亘控翻器布克形式］<3混合动力汽车混合动力汽车的电机布置M以前置也可以后置，其布置形式如下，El）混合动力汽车电机前置,电机与发动机同轴布置与整车ZX平面垂直，如图3所示：b）混合动力汽车控制楼而置，为了接线方便和筋短缓束长度，同时要避让发动机及其附件J控制器布置在电机上方与整车ZX平面垂直,如图4所示Fc）混合动力汽车电机及控制器后置，为了实现四强功能,发动机前置，电驱动桥后:B・电机及控制器后置，电机与旗速器同轴布丘修整车ZX平面垂直.图3前五电机布适形式n图4前置控制赤布置形式II图5后置电机布置形式对于电机、控制器及其附件的布置，底保证工作川配J井能灌足整车布置的需要和整车性能的发挥；应保证机舱与发动机、变速器,底盘之间布置和设计的合理也电机及控制器的通风散热.诏音隔热良好，与其他零部件最小间隙合理、拆卸方便F同时还要保证安装T艺性、有足热的刚度和强度.一般从以下几个方面进行布置考出r动、除占间隙要求工装配工艺性要求；雄脩方便性等要求：。
新能源电动汽车的电机控制和调节
电机控制系统正逐渐实现集成化， 将多个功能模块集成在一个控制器 中，降低系统的复杂性和成本。
02
电机控制策略
矢量控制
总结词
矢量控制是一种通过控制电机的输入电压或电流，实现电机转矩和磁通独立控制的电机控制策略。
详细描述
矢量控制通过将电机的输入电压或电流分解为转矩和磁通两个分量，分别进行控制，从而实现对电机 转矩和速度的高精度调节。这种控制策略广泛应用于高性能的电机控制系统，如新能源电动汽车的电 机控制系统。
调速系统
01
02
03
机械调速
通过改变电机输入轴与输 出轴之间的传动比实现调 速，具有结构简单、成本 低等优点。
电气调速
通过改变电机输入电压或 电流实现调速，具有调速 范围广、控制精度高等优 点。
智能调速
利用现代控制理论和技术 实现电机最优控制和节能 运行，具有自动化程度高 、节能效果好等优点。
电机驱动与调节系统的优化
能效管理系统的发展趋势
智能化管理
利用先进的传感器、通信和人工智能技术，实现能效管理的智能 化和自适应调节，提高管理效率和准确性。
集成化设计
将电机、电池、热管理系统等部件进行集成设计，优化整体能效 性能，降低系统复杂性和成本。
可再生能源利用
结合太阳能、风能等可再生能源，实现电动汽车的绿色能源供给 ，进一步提高能效和环保性能。
直接转矩控制
总结词
直接转矩控制是一种通过直接控制电机的转矩和磁通，实现对电机转矩和速度进行快速响应控制的电机控制策略 。
详细描述
直接转矩控制通过直接检测电机的转矩和磁通，并采用相应的控制算法，实现对电机转矩和速度的快速调节。这 种控制策略具有快速响应和鲁棒性强的特点，适用于需要高动态性能的电机控制系统，如新能源电动汽车的电机 控制系统。
新能源汽车概论课件 2.2认知新能源汽车电机及控制技术
任务2.2 认知新能源汽车电机及控制技术 五、驱动电机发展趋势
1.驱动电机的功率密度不断提高
驱动电机作为动力输出源，其自身的性能直接影响到了电动汽车的整体性能。除了需要 满足不同工况不同车型的需求，还要受车内空间的限制。这就需要电动轿车用电机向高性能 和小尺寸发展。不断提高电机本身的功率密度，用相对小巧的电机发挥出大的功率成为驱动 电机未来的发展趋势。永磁电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率及高可靠性等优点。 我国具有世界最为丰富的稀土资源，因此高效节能、高性能、轻型化永磁电机是我国车用驱 动电机的发展方向。
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任务2.2 认知新能源汽车电机及控制技术 五、驱动电机发展趋势
2.驱动电机高速化，回馈制动范围宽广高效化
通过提高电机的工作转速，减小电机的体积和质量，进而拓宽回馈制动的范围，采用适当 的变速系统及控制策略，可以使回馈制动的允许范围拓宽而适应更多工况，使整车节能更加 有效，延长行车里程。
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任务2.2 认知新能源汽车电机及控制技术
电动汽车的再生制动发电系统组成
10
任务2.2 认知新能源汽车电机及控制技术 四、我国电机的应用
1.交流异步电机
2.开关磁阻电机
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任务2.2 认知新能源汽车电机及控制技术 四、我国电机的应用
3.无刷直流电机
4.永磁同步电机
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任务2.2 认知新能源汽车电机及控制技术 五、驱动电机发展趋势
1.驱动电机的功率密度不断提高 2.驱动电机高速化，回馈制动范围宽广高效化 3.驱动电机系统集成化和一体化 4.驱动电机控制系统数字化 5.开关磁阻电机市场化
5.开关磁阻电机市场化
未来为满足消费者对纯电动轿车的动力性、经济性需求，需要考虑到纯电动轿车的成本、效率 、续驶里程、100 km 能耗、最高速度等问题，在解决开关磁阻电机输出转矩脉动大的问题后，拥 有结构和控制简单、效率高、转速范围宽、成本低、质量轻等特点的开关磁阻电机将越来越会被汽 车企业重视，并运用在电动汽车上。
电动汽车的动力系统控制
电动汽车的动力系统控制近年来，随着环保意识的日益增强和技术的不断进步，电动汽车已经成为了越来越多人的首选。
与传统燃油汽车相比，电动汽车的动力系统具有许多优点，比如零排放、噪声小、能源可再生等等。
但是，在电动汽车的控制系统中，也面临着许多的挑战，其中最核心的就是电动汽车的动力系统控制。
本文将就电动汽车的动力系统控制进行探讨。
首先，我们来了解一下电动汽车的动力系统组成，电动汽车的动力系统主要由电机、电池、逆变器、电控单元和变速器等组成。
其中最重要的两个部分就是电机和电池。
电机是电动汽车的心脏，它直接影响汽车的性能和动力输出，而电池则是电动汽车的“油箱”，它决定了汽车的续航里程和性能等方面。
这些组件的协调运作对于电动汽车来说至关重要。
接下来，我们重点关注电动汽车的电机控制系统。
电机控制系统是电动汽车动力系统控制的核心，其主要功能是将电池的电能转化为某种形式的机械能，从而驱动车辆运动。
为了实现不同速度之间的无级变速控制，电机控制系统通常采用多级换流电路和对应的调节算法使得电机可以输出可控电流、电压和频率等参数。
这种控制系统不仅可以控制汽车的速度，也可以改变发动机的转速和扭矩输出，使发动机更加高效。
在目前的电动汽车市场中，通常利用电机转矩和速度模型进行电机控制系统的开发。
传统PID调节方法是一种常用的电机控制算法，通过对电机转速和转矩进行反馈控制，可以控制电机的输出，从而实现精确的控制效果。
但是，当前也有一些新的控制方法不断涌现，比如基于人工智能技术的控制方法，这种控制方法可以更加智能化、自适应、高效。
此外，电动汽车的电池管理系统(BMS)也是电动汽车控制系统中非常重要的一部分。
其主要功能是对电池的性能、状态和安全性等进行监控和管理。
通过实时监控电池的充放电状态、过电流、过电压等异常情况，确保电池能够正常、安全的运行。
总体来看，电动汽车的动力系统控制是一个非常复杂的系统，它涉及了电机、电池、逆变器、控制单元和变速器等多个组件之间的协调和控制。
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
新能源汽车电机及控制技术答案
新能源汽车电机及控制技术答案1. 简介新能源汽车（NEV）是指采用新型能源作为驱动能源的汽车，其中电动汽车（Electric Vehicle, EV）是其中的一种主要类型。
而新能源汽车电机及控制技术是指用于驱动电动汽车的电动机及相关控制系统的技术。
2. 电机技术2.1 电动机类型电动汽车主要使用的电机类型包括直流电动机（DC Motor）、异步电动机（Asynchronous Motor）和永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）等。
•直流电动机：直流电动机是最早应用于电动汽车的电机类型之一，特点是结构简单、转速范围广、控制方便，但效率较低。
•异步电动机：异步电动机通过电动机与电动机控制器之间的交流电流实现转动。
它具有体积小、重量轻、安全可靠等特点，适用于中小型电动汽车。
•永磁同步电动机：永磁同步电动机通过电磁场产生转矩，并且由于没有电枢电阻，具有较高的效率。
它适用于纯电动汽车。
2.2 电机控制技术电动汽车的电机控制技术是保证电机正常运行和提高汽车性能的关键。
主要包括电机转速控制、转矩控制和电机启动控制等。
•电机转速控制：电机转速控制是通过改变电动机输入电压或电流来调节电机的转速。
常用的转速控制方法有电极励磁、层次电极励磁和PWM控制等。
•转矩控制：转矩控制是调节电机输出转矩的控制方法。
通过控制电机输入电流和/或转子磁通来实现。
转矩控制主要用于电机加速、制动和保护等方面。
•电机启动控制：电机启动是指将电机从静止状态转变为运动状态的过程。
常用的启动控制方法有直接启动、星三角启动和变压器启动等。
3. 电机控制系统电机控制系统是指将电机与车辆的其他部件进行协调和控制的系统。
典型的电机控制系统包括电力电子转换器、电机控制器和车辆控制系统等。
3.1 电力电子转换器电力电子转换器是将电动汽车电池的直流电转换为电机需要的交流电的装置。
常用的电力电子转换器包括整流器、逆变器和换流器等。
电动汽车用驱动电机控制系统及实现分析
电动汽车用驱动电机控制系统及实现分析摘要：为解决汽车尾气对环境造成的污染，各种新能源汽车开始问世，而电动汽车就是其中的一种。
而作为电动汽车核心技术，其驱动电机控制系统电动汽车发展的关键要素之一。
本文将对电动汽车用驱动电机控制系统的设计方式进行详细介绍，并会对该系统算法实现进行分析，旨在提高驱动电机控制系统应用水平，为电动汽车在市场中的立足与发展提供保障。
关键词：控制系统；驱动电机；电动汽车；软件设计所谓电动汽车就是以电源为动力进行驱动行使的新能源汽车。
这种汽车不仅节能，而且对于环境的污染较小，有着较大的发展空间。
该汽车主要分为燃料电池汽车、纯电动力汽车以及混合动力汽车三种，而控制系统、动力电池以及电机则是该类型车辆的关键技术。
为实现驱动电机控制系统在电动汽车中的合理运用，业内各界人士都加大了对该系统的研究力度。
一、电动汽车用驱动电机控制系统设计方案（一）软件设计在对该控制系统软件进行设计时，为保证软件可移植性以及可读性水平，一般设计人员可以运用C语言来对软件部分进行设计。
系统软件主要负责对控制信号进行输出、系统初始化以及对中断函数进行处理等。
其中初始化包括继电器初始状态设计与初始占空比设计等内容；而系统中所运用的中断主要有HSO中断、串口接受数据终端以及档位变化终端和CAN总线中断四部分内容[1]。
在对档位变化中断进行处理过程中，设计人员要通过对非可屏蔽中断NMI来实施相应处理，以便可以对档位信号第一时间做出反应，可以有效控制因档位改变而出现的相关风险。
设计人员要将定时器T1视作是PWM波基础标准，并将周期设定在2千赫兹，同时要在运用定时器在对中断信号进行收集，一般信号收集周期会控制在250赫兹左右。
而电枢部分自己励磁要通过“PI”控制算法进行模糊计算，进而获得精准结果。
此控制器最大的优势就是可以在较大范围内，对系统控制量进行科学调整，从而实现对系统响应速度的有效提升，有效避免稳态误差的出现，确保控制系统的动态性能以及静差数值。
电动汽车的动力系统
电动汽车的动力系统随着环境保护和可持续发展意识的增强，电动汽车作为一种清洁能源交通工具正逐渐受到人们的青睐。
电动汽车的动力系统是电动汽车的核心部件，它决定了电动汽车的性能和使用体验。
本文将通过对电动汽车的动力系统进行分析，探讨其组成结构以及其中的关键技术。
一、电动汽车的动力系统组成1. 电机系统电动汽车的动力系统主要由电机系统、电池系统和电控系统组成。
其中，电机系统是电动汽车的动力来源，是其最重要的组成部分。
电机系统包括电动机、减速器和传动装置。
电动汽车通常采用交流电机或直流电机，其中交流电机又分为异步电机和同步电机。
减速器主要是为了降低电机转速并提供合适的扭矩输出，传动装置则将电机的动力传输到车轮上。
2. 电池系统电池系统是电动汽车的能量存储和释放装置，也是电动汽车的能源来源。
电池系统包括电池组、电池管理系统和充电系统。
电动汽车常用的电池种类有铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池等。
电池管理系统主要负责电池的监控和保护，确保电池的安全性和寿命。
充电系统则提供电池组的充电功能。
3. 电控系统电控系统是电动汽车的智能控制中枢，负责监测和控制整个动力系统的运行。
电控系统包括控制器、传感器、电子控制单元等。
控制器是电动汽车动力系统的调度中心，负责调节电机的工作状态和输出功率。
传感器用于采集各种关键参数，如车速、电机转速、电池状态等。
电子控制单元则负责数据处理和系统控制。
二、电动汽车动力系统的关键技术1. 电机技术电机技术是电动汽车动力系统的核心技术。
随着电机技术的不断进步，电动汽车的动力性能和续航里程得到了大幅提升。
目前，电动汽车主要采用永磁同步电机或感应电机，这些电机具有高效率、高转速和高扭矩输出的特点。
另外，电机的轻量化设计也是当前的研究热点之一。
2. 电池技术电池技术是限制电动汽车发展的关键因素之一。
目前，锂离子电池是电动汽车常用的电池技术，它具有高能量密度、长寿命和快速充电的特点。
然而，锂离子电池的成本和安全性仍然是亟待解决的问题。
电动汽车电机驱动系统的组成
电动汽车电机驱动系统的组成电动汽车电机驱动系统是电动汽车的核心部件，它由多个组成部分组合而成，共同实现电动汽车的动力输出和驱动功能。
本文将从电机、电控系统和电池系统三个方面介绍电动汽车电机驱动系统的组成。
1. 电机电动汽车的电机是实现动力输出的关键组件。
电动汽车电机通常采用交流异步电机或永磁同步电机。
交流异步电机结构简单、成本较低，但效率相对较低；永磁同步电机具有高效率、高功率密度和良好的动力性能，但成本较高。
电机通过电流控制器控制电流大小和方向，实现电机转速和扭矩的调节，从而满足车辆不同驾驶工况下的需求。
2. 电控系统电动汽车的电控系统是控制电机工作状态和调节电机性能的关键。
电控系统由电流控制器、逆变器和电控单元等组成。
电流控制器根据驾驶员的需求和车辆状态，通过调节电机的电流大小和方向，控制电机的转速和扭矩。
逆变器则将电池系统提供的直流电转换为交流电供给电机。
电控单元负责监测和控制电池系统、电机系统和车辆系统之间的信息交互，确保各个系统的协调运行。
3. 电池系统电动汽车的电池系统是提供电能的关键组成部分。
电池系统通常采用锂离子电池、镍氢电池或铅酸电池等。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命和低自放电率等优点，成为目前电动汽车最常用的电池类型。
电池系统通过电池管理系统监测和管理电池的状态，包括电池的电量、温度、电压和健康状况等。
电池管理系统可以优化电池的充放电过程，保证电池的安全性和稳定性，延长电池的使用寿命。
电动汽车的电机驱动系统由电机、电控系统和电池系统三个主要部分组成。
电机作为动力输出的关键，通过电流控制器调节电流大小和方向，实现转速和扭矩的控制。
电控系统负责控制电机的工作状态和性能，确保电机的稳定运行。
电池系统提供电能，并通过电池管理系统监测和管理电池状态，保证电池的安全性和稳定性。
这三个部分相互协作，共同实现电动汽车的驱动功能。
通过不断的技术创新和发展，电动汽车的电机驱动系统将进一步提升性能，满足人们对环保、高效、安全的出行需求。
【新能源汽车技术】第五章 电动汽车驱动电机及控制系统
4. 不同类型的电机
2.交流三相感应电动机
U1 V2
W2
W1
V1
U2
笼型三相异步电动机的结构 3. 永磁无刷直流电动机 永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。具有直流电动机特性的
无刷直流电动机，反电动势波形和供电电流波形都是矩形波，所以又 称为矩形波同步电动机。 它采用永磁体转子，没有励磁损耗：发热的电枢绕组又装在外面的定 子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有无 线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。 它的转速不受机械换向的限制，如果采用空气轴承或磁悬浮轴承，可 以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有 更高的能量密度和更高的效率，在电动汽车中有着很好的应用前景。
比拟的优良控制特性。
由于存在电刷和机械换向器，不但限制了电机过载能力与速度的进一步 提高，而且如果长时间运行，势必要经常维护和更换电刷和换向器。
由于损耗存在于转子上，使得散热困难， 限制了电机转矩质量比的进一步提高。 鉴于直流电动机存在以上缺陷， 在新研制的电动汽车上已基本不采用 直流电动机。
4. 不同类型的电机
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。
8.电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关的标准和规定。
9.电机能够在恶劣条件下可靠工作。电动机应具有高的可靠性、耐温 和耐潮性，并在运行时噪声低，能够在较恶劣的环境下长期工作。
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。
新能源汽车电机及控制系统检修(第2版)-项目一
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。
如图1-1 某科技公司生产的电机控制器
• 我国电机及控制系统生产企业主要可以分为两类，一是具备 电机及控制系统生产能力的整车企业，二是第三方供应商。
相关知识 1.1.2 电机及控制系统的主流供应商
1．国内主流供应商
• 创立于1995 年，总部位于广东省深圳 市，是一家拥有IT、汽车及新能源三大 产业群的新技术民营企业。
• 2006 年，其收购西安秦川汽车有限责 任公司，成立比亚迪汽车有限公司，正 式进入汽车制造与销售领域，开始民族 自主汽车品牌的发展征程。
相关知识 1.1.2 电机及控制系统的主流供应商
2．国外主流供应商
• 简称丰田，是全球范围内汽车销 量领先、综合实力强大的日本跨国 汽车制造商。
• 作为新能源汽车研发领域的先驱， 在电机及控制系统技术上具有完备 的储备积累，在企业内部实现了电 机及控制系统的直接供货。
• 简称西门子，是全球领先的技术企 业，总部德国，专注于电气化、自 动化和数字化领域，是世界最大的 高效能源和资源节约型技术供应商 之一。拥有全球领先的驱动技术， 可提供具有各种性能级别和设计形 式的驱动电机。
• 是全球产销量领先的独立驱动电 机供应商之一，年产量达10 万台 以上。
相关知识 1.1.2 电机及控制系统的主流供应商
1．国内主流供应商
• 简称深圳大地和，是经市属事 业性科研单位改制而来的，此 前一直致力于永磁同步电机、 交流异步电机及其驱动系统的 研发，经历了批量生产和规范 化管理的模式转变，现年产量 达两万台。
电动汽车电机及控制技术重点操作流程
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新能源汽车驱动电机及控制系统检修 项目4 电动汽车电机及控制器冷却系统
三、电动水泵的结构和工作原理
电动水泵结构
电动水泵主要由电机壳体、碳刷 架、碳刷、转子、永久磁铁、水泵 底盖、叶轮、外壳组成。
三、电动水泵的结构和工作原理
电动水泵安装位置 电动冷却液泵利用驱动电机上的支架固定，其安装于驱动电机前方。
三、电动水泵的结构和工作原理
电动水泵工作原理
电动水泵的功能主要
是对冷却液进行加压，保证 其在冷却系统中能够不间断 的循环流动。
四、冷却液温度传感器的结构和工作原理
冷却液温度传感器工作原理
冷却液温度传感器为负温 度系数电阻计，即随着温度的 升高，其电阻值下降。冷却液 温度传感器的工作原理是主控 器通过传感器电阻的变化后测 量其电压值，并推算出冷却液 温度。
四、冷却液温度传感器的结构和工作原理
二、电机及控制器冷却系统主要类型
知识点
正确使用冷却液，可起到防腐蚀、 冷却防水垢和防冻结等作用，能够使 冷却系统始终处于最佳的工作状态。 冷却系统的日常检查包括冷却液液面 的检查和冷却液添加。驾驶员可以根 据冷却液液位的检查判断冷却系统是 否存在泄漏等故障，为行车安全作为 保障。
三、电机及控制器冷却系统结构组成
纯电动汽车冷却系统主要有散热 器、副水箱、水泵、高压电控总 成、电机组成。
三、电机及控制器冷却系统结构组成
（2）冷却液液流的控制 荣威E50冷却系统冷却液在管 路中的循环路径如下图所示。
02 电机及控制器冷却系统工 作原理
电机及控制器冷却பைடு நூலகம்统工作原理
为了节约车辆空间，缩小电机的体 积，降低电机的重量，提高电机的效 率一般采用水冷的方式。而对于车载
二、电机及控制器冷却系统主要类型
类型
自然散热、风冷散热、液体循环散热
电动汽车对电动机和电机控制系统的要求
电动汽车对电动机和电机控制系统的要求摘要：电动汽车作为人类解决能源和环境问题的汽车工业新技术，已成为国内外汽车研发的热点。
驱动电机是电动汽车中的主要部件，起着至关重要的作用。
汽车行驶的特点是频繁地启动、加速、减速、停车等，在低速或爬坡时需要高转矩，在高速行驶时需要低转矩。
电动机的转速范围应能满足汽车从零到最大行驶速度的要求，即要求电动机具有高的比功率和功率密度。
因此，总结电动汽车对驱动电机的要求具有较高的理论和实际意义。
关键词：电动车驱动电动机电动机控制要求电动机要求1.1 电动汽车中电动机的应用现状电动汽车驱动电机的特性曲线如图1.1所示：图1.1电动汽车驱动电机的特性曲线这条特性曲线分为两个区域：I区恒转矩区和Ⅱ区恒功率区。
电机在恒转矩区运行时转矩保持恒定而功率随着转速的上升而线性增加；电机在恒功率区运行时功率保持恒定而转矩随着转速的上升而呈双曲线减小。
为了适应车辆的启动、加速、负荷爬坡、频繁起停等复杂工况，对转矩要求比较高，因此电动汽车主要运行于I区中，即恒转矩运行。
而当汽车车速较高，汽车行驶比较平稳时，主要克服行驶阻力，转矩消耗比较小，因此电动汽车主要运行于Ⅱ区[1]，即恒功率运行。
为了满足电动汽车的这种特性，电动汽车驱动用电机及其控制系统的要求为：在整个运行范围内具有较高的效率，以提高车辆的续驶里程；有较强的过载能力、快速的动态响应及良好的起动加速性能；调速范围宽，且低速运行时能够提供大转矩；高可靠性、高功率密度、低成本[2]。
1.2 电动汽车对电动机的要求电动汽车电动机应满足的主要要求可归纳为如下两大方面,电动机控制系统的要求和电动机本身的要求：1.2.1电动车对电动机控制系统的要求1)高电压。
在允许的范围内，尽可能采用高电压，可以减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸，特别是可以降低逆变器的成本。
工作电压由THS的274 V提高到THS B的500 V;在尺寸不变的条件下，最高功率由33 kW提高到50 kW,最大转矩由350 N.m提高到400ON.m。
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电动汽车用电机及其控制系统
主要研究内容
充分考虑了电动车用感应电动机的高比功率、高效率、运行区域宽等特点，初步得出了适合于电动车用的感应电动机的优化设计方法。
对电机进行温度场的数值计算。
通过合理的优化结构设计，在满足机械强度的前提下尽量减小各零部件的体积和重量。
在实现跟随转速的力矩控制基础上，在提高控制速度、控制精度、CAN总线通讯速度及可靠性等方面开展了研究。
实现了电启机、电启车、电驱动、发动机单独驱动、混合驱动、再生制动六种工作模式。
采用具有CAN 接口的DSP做为控制器的CPU。
进行了磁通矢量调节的直接转矩控制器的开发，在控制算法和编程上更多的考虑混合动力车的工况要求。
仿真研究了直接力矩控制在混合动力车上的应用问题。
已在样车和小批下线车实用。
研究成果获省部级科技成果二等奖1项。
（1）水冷感应电机
（2）水冷永磁无刷电机
永磁同步式主驱动电机及其控制系统；最大转矩（60sec）150N•m；连续转矩(1hr)60 N•m；连续输出功率(1hr) 20kW
（3）交流同步式起动/发电机及其控制系统
最大转矩（60sec）45N•m；连续转矩(1hr) 15N•m；最大输出功率(60sec) 8kW；连续输出功率(1hr) 4kW
负责人：程树康
以上为哈尔滨工业大学的研究成果，不知有用否。