电动汽车驱动电机 ppt课件
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电动汽车驱动电机系统检修ppt课件
3.充电接口
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逐步实现统一。
3.充电接口
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（1）交流充电接口
3.充电接口
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（2）直流充电接口
三、充电方式
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1.按充电快慢分类 按充电速度的快慢，电动汽车充电分为慢充、快 充和更换电池三种方式。 （1）慢充 由220 V/16 A规格的标准电网电源供电，典型的充 电时间为8～10 h（SOC达到95%以上）。 常规充电方法有定流充电法、定压充电法和阶段 充电法三种。
① 脉冲快速充电
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间歇期可使电池经化学反应产生的氧气和氢气有时 间重新化合成水，减小电池极化现象，使下一轮的定 流充电能够更加顺利地进行，提高蓄电池的存储能量 。由于有较充分的反应时间，减少了析气量，提高了 蓄电池的充电电流接受率。
② Reflex TM快速充电
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用于提高充电速度并降低充电过程中的极化。
三、充电方式
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2.按电力传输方式分类 按充电时电力传输方式的不同，电动汽车充电可分 为有线式充电和无线式充电两种。
（2）无线充电
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电磁感应充电、磁共振充电和微波充电三种方式。
三、充电方式
3.按充电时车辆的运行方式分类 分为：停车充电和行车充电。
本任务主要学习纯电动汽车驱动电机系统的组成、结 构原理，主要以直流驱动电机为例说明驱动电机总成拆 装检修方法，并以北汽EV200纯电动汽车为例，阐述驱 动电机系统常见故障的诊断与排除方法。
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学习任务3-4 驱动电机系统检修
学习目标：
1.能够正确描述纯电动汽车驱动电机系统组成及各组 成部分的功能。
③ 阶段充电法
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a.两阶段法采用恒电流和恒电压相结合的充电方法， 首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒 电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就 是第二阶段的恒电压。
电动汽车驱动电机ppt课件
26
第三章
驱动电机系统控制策略简介
驱动电机系统下电流程
27
第三章
驱动电机系统控制策略简介
驱动电机系统驱动模式
整车控制器根据车辆运行的不同情况，包括车速、挡位、电池 SOC值来决定，电机输出扭矩/功率。
当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，转化成三相正弦交流电,驱动电机输出扭矩，通过机械 传输来驱动车辆。
9
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电机控制器结构
10
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电机控制器结构
11
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电机控制器主要零件
12
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB驱动电机系统工作原理
在驱动电机系统中，驱动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。
CAN总线接口
29 CAN_SHIELD
10
TH
9
TL
电机温度传感器接口
28
屏蔽层
8
485+
7
485-
RS485总线接口
15 HVIL1(+L1) 26 HVIL2(+L2)
高低压互锁接口
19
第二章
驱动电机系统关键部件简介
检修——驱动电机控制器低压插件
建议检修时先确认插件是否连接到位，是否有“退针”现象。
20
第二章
驱动电机系统关键部件简介
检修——确认高压动力线束连接
新能源驱动电机课件ppt
高效能
提高电机的效率，降低能耗，是未来发展的主要方向。
轻量化
减轻电机重量，使其更适应电动汽车等移动设备的需要。
智能化
结合先进的控制算法，实现电机的智能化控制，提高其性 能和稳定性。
技术创新点
材料创新
新型材料如碳纤维、稀土永磁体的应用，可以提高电机的性能。
பைடு நூலகம்设计创新
优化电机结构设计，降低制造成本，提高生产效率。
集成化
电机与电力电子、控制系统的集成化程度越来越高，实现更高效 、紧凑的解决方案。
智能化
利用人工智能和大数据技术优化电机性能，实现预测性维护和智 能控制。
政策环境分析
1 2 3
政府支持
各国政府对新能源汽车产业给予政策支持，如补 贴、税收优惠等，促进新能源驱动电机市场的快 速发展。
排放法规
日益严格的排放法规推动汽车制造商加快新能源 汽车的研发和推广，对新能源驱动电机市场产生 积极影响。
分类
根据能源类型，新能源驱动电机 可分为直流电机、交流电机、永 磁同步电机、开关磁阻电机等。
工作原理与特性
工作原理
新能源驱动电机基于电磁感应原理， 通过磁场和电流的作用力产生旋转力 矩，从而驱动车辆或设备运动。
特性
高效、节能、环保、高扭矩、高可靠 性等。
新能源驱动电机的应用场景
新能源汽车
电动自行车
集成化设计
实现电机与其他动力系统的集 成化设计，提高整体效率。
成本问题
降低制造成本
通过优化生产工艺和降低材料成本，降低新 能源驱动电机的制造成本。
维护成本
提高电机的可靠性和耐久性，降低后期的维 护成本。
研发成本
加大研发投入，推动新能源驱动电机的技术 进步和产品升级。
电动汽车驱动电机课件
驱动电机的控制策略
矢量控制
通过控制电机的输入电流或电压的大 小和方向，实现对电机转矩和转速的 精确控制。
直接转矩控制
滑模控制
通过改变电机的输入电压或电流，使 电机状态在设定路径上滑模运动，实 现对电机状态的快速响应和精确控制 。
通过直接控制电机的输出转矩和转速 ，实现对电机运动的快速响应和精确 控制。
驱动电机的热管理
冷却系统
为了防止电机过热，需要设计高效的冷却系统，如液冷系统或风冷系统。
热设计
在电机的设计阶段就需要考虑到热设计，合理布置电机的散热器和散热通道， 提高电机的散热性能。
04
电动汽车驱动电机的应用与发展
驱动电机在电动汽车中的应用现状
驱动电机是电动汽车的核心部件，负责将电能转化为机械能，为汽车提供动力。 目前，电动汽车驱动电机主要采用永磁同步电机、感应电机和开关磁阻电机等。
电动汽车驱动电机课 件
目录
• 电动汽车驱动电机概述 • 电动汽车驱动电机的工作原理 • 电动汽车驱动电机的性能分析 • 电动汽车驱动电机的应用与发展 • 电动汽车驱动电机的维护与保养
01
电动汽车驱动电机概述
驱动电机在电动汽车中的作用
01
02
03
提供动力输出
驱动电机将电能转化为机 械能，为电动汽车提供前 进和后退的动力。
永磁同步电机具有效率高、功率密度大、调速范围宽等优点，是当前电动汽车驱 动电机的首选。感应电机结构简单、可靠性高、成本低，在低端电动汽车上广泛 应用。开关磁阻电机具有较高的能效和可靠性，但噪音和振动较大，需要进一步 改进。
驱动电机的发展趋势与挑战
驱动电机的发展趋势包括提高能效、降低成本、减小体积和 重量、提高可靠性和耐久性等。为了实现这些目标，需要采 用新材料、新工艺和新技术，如稀土永磁材料、碳化硅功率 器件等。
80页PPT 电动汽车电机驱动系统
制
i*
i
SMC 电 流控制
CCC APC
功率转换 器
电子换向器
SRM i
编码器
d dt
8
6
4
2
0
矫顽力 (kOe)
钕-铁-硼 (Nd-Fe-B) 永磁材料自从1983年被发现之后，由于它具有最高的剩磁 和矫顽力，以及相对低的价格，使得它在永磁电机中具有很好的应用前景。永 磁材料的特性通常与温度有关，一般永磁体随温度的增加而失去剩磁，如果永 磁体的温度超过居里温度，则其磁性为零。退磁特性曲线也随温度变化，在一 定温度范围内，其变化是可逆的，且近似线性。因此，在设计永磁电机时，必 须考虑电机运行过程中温度的变化范围。
C1
Vs
D1
ILoad R0 L0
S3
Lr1 Dr1Sr1 C3
D3
Sr2 Dr2 Lr2
S2 C2
D2
S4 C4
D4
S1
C1
Vs
D1
ILoad R0 L0
S3
Lr1 Dr1Sr1 C3
D3
Sr2 Dr2 Lr2
S2 C2
D2
S4 C4
D4
0
S1, S4
S2, S3
Sr1 0
Sr2
I Load
0
I Lr2 (I Lr1)
D轴
S
N
S
N
Q轴
N
S
非磁性槽楔
永磁体
N
S
气槽 非磁性轴
蓄电池 频率指令
三相逆变器
电压传感 器
直流电流传 感器
永磁同 步电动
机
效率优化
PWM 信号
f V K(f )
i*
i
SMC 电 流控制
CCC APC
功率转换 器
电子换向器
SRM i
编码器
d dt
8
6
4
2
0
矫顽力 (kOe)
钕-铁-硼 (Nd-Fe-B) 永磁材料自从1983年被发现之后，由于它具有最高的剩磁 和矫顽力，以及相对低的价格，使得它在永磁电机中具有很好的应用前景。永 磁材料的特性通常与温度有关，一般永磁体随温度的增加而失去剩磁，如果永 磁体的温度超过居里温度，则其磁性为零。退磁特性曲线也随温度变化，在一 定温度范围内，其变化是可逆的，且近似线性。因此，在设计永磁电机时，必 须考虑电机运行过程中温度的变化范围。
C1
Vs
D1
ILoad R0 L0
S3
Lr1 Dr1Sr1 C3
D3
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S2 C2
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S4 C4
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D1
ILoad R0 L0
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D2
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S1, S4
S2, S3
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Sr2
I Load
0
I Lr2 (I Lr1)
D轴
S
N
S
N
Q轴
N
S
非磁性槽楔
永磁体
N
S
气槽 非磁性轴
蓄电池 频率指令
三相逆变器
电压传感 器
直流电流传 感器
永磁同 步电动
机
效率优化
PWM 信号
f V K(f )
新能源汽车技术 课件 第5章_电动汽车驱动电机
图 5 -6 电 动 机 的 工 作 点
a) 稳定运行 b) 不稳定运行 c) 上扬特性
5.3 电动机的结构和分类
1. 电动机的基本结构 电动机一般主要 由两部分组成: 固 定 部 分 称 为 定 子 , 旋 转 部 分 称 为 转 子 。另 外 , 还 有 端 盖、 风扇、 罩壳、 机座、 接线盒等, 如图 5-7 所示。
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的尺 寸, 特别是 可以降低逆变器的成本 。 工作电压 由 THS 的 274V 提 高 到 THS B 的 500V 时, 在 尺 寸不 变 的 条 件 下, 最 高 功 率 可 由 33kW 提 高 到 50kW、 最 大 转 矩 可 由 350N · m 提 高 到 4 0 0 0 N ·m 。 可见, 应用高电压 系统对汽车动力性能的提高极为有利。 2 ) 转速高。 电动汽车所采 用 的 感 应 电 动 机 的 转 速 可 以 达 到 8000 ~12000r /min, 高 转 速 电 动机的体积较 小、质量较小, 有利于降低整车的装备质量。
图 5 -7 电 动 机 的 结 构
电动机的定子由定子铁心、 定子绕组和机座 3 部分组成。 定子绕组镶嵌在定子铁心中, 通 过电流 时产生感应电动势, 实现电能量转换。 电动机的转子由转子铁心、 转子绕组和转轴组 成。 转子铁心 也作为电动机磁路的一部分。 转子绕组的作用是感应电动势, 通过电流时产生电 磁转矩。 转轴是支撑 转子的重量、传递转矩、输出机械功率的 主 要 部 件 。
37
1. 质量小、 体积小。 可通过采用铝合金外壳等途径减小电动机的质量, 各种控制装置和 冷却系统的材料等 也尽可能选用轻质材料。 电动汽车驱动电机要求有高的比功率 ( 电动机单 位质量的输出功率) 和在较 宽 的 转 速 和 转 矩 范 围 内 都 有 较 高 的 效 率 , 以 实 现 减 轻 车 重 、延 长 续驶里程的目的 。
a) 稳定运行 b) 不稳定运行 c) 上扬特性
5.3 电动机的结构和分类
1. 电动机的基本结构 电动机一般主要 由两部分组成: 固 定 部 分 称 为 定 子 , 旋 转 部 分 称 为 转 子 。另 外 , 还 有 端 盖、 风扇、 罩壳、 机座、 接线盒等, 如图 5-7 所示。
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的尺 寸, 特别是 可以降低逆变器的成本 。 工作电压 由 THS 的 274V 提 高 到 THS B 的 500V 时, 在 尺 寸不 变 的 条 件 下, 最 高 功 率 可 由 33kW 提 高 到 50kW、 最 大 转 矩 可 由 350N · m 提 高 到 4 0 0 0 N ·m 。 可见, 应用高电压 系统对汽车动力性能的提高极为有利。 2 ) 转速高。 电动汽车所采 用 的 感 应 电 动 机 的 转 速 可 以 达 到 8000 ~12000r /min, 高 转 速 电 动机的体积较 小、质量较小, 有利于降低整车的装备质量。
图 5 -7 电 动 机 的 结 构
电动机的定子由定子铁心、 定子绕组和机座 3 部分组成。 定子绕组镶嵌在定子铁心中, 通 过电流 时产生感应电动势, 实现电能量转换。 电动机的转子由转子铁心、 转子绕组和转轴组 成。 转子铁心 也作为电动机磁路的一部分。 转子绕组的作用是感应电动势, 通过电流时产生电 磁转矩。 转轴是支撑 转子的重量、传递转矩、输出机械功率的 主 要 部 件 。
37
1. 质量小、 体积小。 可通过采用铝合金外壳等途径减小电动机的质量, 各种控制装置和 冷却系统的材料等 也尽可能选用轻质材料。 电动汽车驱动电机要求有高的比功率 ( 电动机单 位质量的输出功率) 和在较 宽 的 转 速 和 转 矩 范 围 内 都 有 较 高 的 效 率 , 以 实 现 减 轻 车 重 、延 长 续驶里程的目的 。
《新能源汽车驱动电机及控制技术》课件——3.电机控制器
相关知识 3.1.1 电机控制器的结构
电机控制器 构成
控制单元 逆变桥驱动单元
逆变桥单元 电容器
电流传感器等
相关知识 3.1.1 电机控制器的结构
电机控制器的控制单元接收VCU通过 CAN总线发送过来的转矩需求信号，根据 驱动电机的转子转速信号、转子位置信号 及三相线束的相电流信号，对逆变桥驱动 单元产生定时信号。
相关知识 3.1.1 电机控制器的结构
逆变桥单元的核心元件是IGBT，可以将高压驱动电 源输出的直流电变成三相交流电，并送至驱动电机 的三相线束。逆变桥单元的IGBT两两组合，组成多 个单桥臂。
逆变桥驱动单元通过连接线连接每个单桥臂，用以 实时监控IGBT并判断逆变桥单元的运行状态，若逆 变桥单元出现欠电压、过电压、过电流、过温、短 路等故障，则逆变桥驱动单材料较传统硅基材料，具有其3 倍的禁带宽度、10 倍的临界击穿场强、2 倍的电子饱和漂移速率和3 倍的热导率，且更高效、耐高压和耐高温。根据相关测 试结果分析，采用碳化硅IGBT的电机控制器与传统电机控制器相比，体积可以减少 20%，质量减轻35%，电力损耗从20%降到5%，可使电机控制器的效率提升到99%以 上，并使整车最大行驶里程提升5%以上，社会经济效益十分明显。
任务引入——搭载第三代半导体的电机控制器强势来袭
电机控制器作为新能源汽车电机及控制系统的重要组成部分，一直是业界关注的 焦点。电机控制器的核心部件是IGBT，而传统硅基IGBT的许多功能正逼近甚至已达 到其材料的极限，因此新能源汽车行业将视线聚焦在性能更好的第三代半导体材料 上，碳化硅材料便是第三代半导体材料的代表。
控制单元的电源为低压控制电源。
相关知识 3.1.1 电机控制器的结构
逆变桥驱动单元的作用是连接控制单元的低压电路 与逆变桥单元的高压电路，实现控制单元对逆变桥 单元的控制作用。为防止高压电路的电流串入低压 电路，导致控制单元损坏，逆变桥驱动单元应实现 信号之间的安全转换。
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PPT课件
16
第二章
驱动电机系统关键部件简介
检修——确认低压信号线束连接
驱动电机低 压接口定义
建议检修时先确认 插件是否连接到位， 是否有“退针”现 象。
连接器型号：Amphenol RTOWO1419NP03
编号
信号名称
说明
A
激励绕阻R1
B
激励绕阻R2
C
余弦绕阻S1
D
余弦绕阻S3
E
正弦绕阻S2
F
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5
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电动机结构
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6
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电动机主要零件
PPT课件
7
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器
驱动电机系统的控制中心，又称智能功率模块，以IGBT （绝缘栅双极型晶体管）模块为核心，辅以驱动集成电路、主 控集成电路。
对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状 态的信息通过CAN2.0网络发送给整车控制器。驱动电机控制器 内含故障诊断电路。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，同时也会把 存储该故障码和数据。
PPT课件
8
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器
KTZ3322S02 AK33D XXXXX XXXX 新能源
大洋
KTZ3328S01 BK33D XXXXX XXXX 新能源股份 KTZ3322S02 BK33D XXXXX XXXX 新能源
大郡 大郡
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15
第二章
驱动电机系统关键部件简介
检修——确认低压信号线束连接
驱动电机系统状态和故障信息会通过整车CAN网络上传 给整车控制器（VCU)，传输通道是两根信号线束，分别 是电机到控制器的19PIN插件和控制器到VCU的35PIN插 件。驱动电机低压插件。
在驱动电机系统中，驱动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。
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13
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 装车的驱动电机状态
部件名称 驱动电动机 驱动电动机 驱动电动机 驱动电动机
使用以下传感器来提供驱动电机系统的工作信息，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 动力电池电压、12V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IGBT模 块温度、电机控制器板载温度）
驱动电机控制器（MCU）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。
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2
第一章
驱动电机系统概述
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车安全可靠运 行。
336V
工作电压范围
265～410V
控制电源
12V
控制电源电压 范围
9～16V
标称容量 重量
防护等级
85kVA 9kg IP67
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4
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电动机采用永磁同步电机（PMSM）
具有效率高、体积小、重量轻及可靠性高等优点；是动力系统的重 要执行机构，是电能与机械能转化的部件，且自身的运行状态等信息可 以被采集到驱动电机控制器。 依靠内置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，控制器解码后可以获知电机转速； 温度传感器：用以检测电机的绕组温度，控制器可以保护电机避免过热。
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9
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电机控制器结构
PPT课件
10
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电机控制器结构
PPT课件
11
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电机控制器主要零件
PPT课件
12
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB驱动电机系统工作原理
供应厂家 大洋 大洋 大郡 大郡
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14
第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 装车的驱动电机控制器状态
部件名称
驱动电机控 制器
驱动电机控 制器
驱动电机控 制器
驱动电机控 制器
零件号 E00008441 E00008453 E00008450 E00008454
型号
编号
铭牌 供应厂家
KTZ3328S01 AK33D XXXXX XXXX 新能源股份 大洋
01 驱动电机系统概述 02 驱动电机系统关键部件简介 03 驱动电机系统控制策略简介
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1
第一章
驱动电机系统概述
驱动电机系统是纯电动汽车三大核心部件之一，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动机（DM）、
零件号 E00013180 E00013995 E00013182 E00013996
型号
编号
铭牌
TZ30S01 AD33D XXXXX XXXX 新能源股份
TZ20S02 AD33D XXXXX XXXX 新能源
TZ30S01 BD33D XXXXX XXXX 新能源股份
TZ20S02 BD33D XXXXX XXXX 新能源
检修——驱动电机控制器低压插件
PPT课件
3
第一章
驱动电机系统概述
C33DB 驱动电机系统技术指标参数
驱动电动机
类型
永磁同步
基速
2812rpm
转速范围
0～9000rpm
额定功率
30kW
峰值功率
53kW
额定扭矩
102Nm
峰值扭矩
180Nm
重量
45kg
防护等级
IP67
尺寸（定子直 径 X 总长)
(Φ)245X(L)280
控制器
直流输入电压
正弦绕阻S4
电机旋转变压器接口
G
TH0
H
TL0
电机温度接口
L
HVIL1(+L1)
M
HVIL2(+L2)
高低压互锁接口
PPT课件
17
第二章
驱动电机系统关键部件简介
检修——驱动电机控制器低压插件
1
12
13
23
24
35
建议检修时先确认插件是否连接到位，是否有“退针”现象。
PPT课件
ห้องสมุดไป่ตู้
18
第二章
驱动电机系统关键部件简介