任务1 驱动电机控制器认知

表2-1-1 比亚迪秦驱动电机控制器与DC总成的参数
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
3.北汽新能源EV驱动电机控制器与DC总成 （1）整车安装位置 如图2-1-13是北汽E150EV电机控制器与 DC-DC在整车上的位置图。
图2-1-13 北汽E150EV电机控制器与DC-DC在整车上的位置 广州合赢教学设备有限公司
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
（2）结构 驱动电机控制器MCU结构如图2-1-16所示， 它内部采用三相两电平电压源型逆变器，是驱动 电机系统的控制核心，称为智能 功率模块，它以 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）为核心，辅以驱 动 集成电路、主控集成电路。MCU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信 息通过CAN2.0网络发送给整车控制器VCU。驱动 电机控制器内含故障诊断电路，当电机出现异常 时，达到一定条件后，它将会激活一个错误代码 并发送给VCU整车控制器，同时也会储存该故障 码和相关数据。
图2-1-1 驱动电机管理模块 广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
DC-DC转换器是直流-直流的电压变换器，用于将动力电池或逆变器产生的电能转换成12V低压电 能，用于给12V蓄电池充电和车身电器设备供电。
将MCU与DC-DC转换器集成化是目前纯电动汽车与混合动力汽车驱动电机管理模块发展的一个趋 势，集成度更高的系统即节省了成本，也利于系统之间信息的共享与车辆部件位置的布置设计。
新能源汽车驱动电机控制器
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
建议课时：3学时
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
教学目标
知识目标
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。
技能目标
1. 能够进行驱动电机控制器总成的拆卸与安装。
素养目标
（1）能够制订工作计划，独立完成工作学习任务。 （2）能够在工作过程中，与小组其他成员合作、交流并进行学习任务分工，具备团队合作和安全操
作的意识。 （3）养成服从管理，规范作业的良好工作习惯。 （4）培养安全工作的习惯。
广州合赢教学设备有限公司
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
电机控制器不仅接受油门踏板的加减速信号， 同时接受制动踏板、电机转速、车速、电机电枢电 压、电流、冷却水温等信号，经过对这些信号的分 析完成对电机的精确控制。并且控制器会将这些信 号的数值显示在外接显示屏上以供驾驶员随时掌握 车辆状况。此外，控制器在电机发生过流、过压以 及过热情况都会自动切断主电路以保护汽车以及乘 员的安全。如图2-1-2所示为E6电机控制器，安装在 前机舱右侧，靠近DC-DC转换器的位置。
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
图2-1-6 角度传感器工作原理
图2-1-7角度传感器（旋转变压器）安装位置及结构 广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
2.比亚迪秦驱动电机控制器与DC总成 （1）整车安装位置
图2-1-8 比亚迪秦驱动电机控制器与DC-DC位置图 广州合赢教学设备有限公司
图2-1-3 电机控制器主要接口示意图 广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
电机控制器的主要功能有： a.控制电机正向驱动、反向驱动、正转发电、反转发电； b.控制电机的动力输出，同时对电机进行保护； c.通过CAN与其他控制模块通讯，接收并发送相关的信号，间接地控制车上相关系统正常运行； d.制动能量回馈控制； e.自身内部故障的检测和处理。 （2）驱动电机控制系统工作原理 驱动电机控制器系统主要是由高压配电、控制器、驱动电机及相关的传感器组成，该系统核心为 驱动电机控制器。 驱动电机控制器接受档位开关信号、油门深度、制动踏板深度、旋变等信号，经过一系列的逻辑 处理和判断，来控制电机正、反转和转速等。
图2-1-2 E6电机控制器 广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱Baidu Nhomakorabea电机控制器认知
获取信息
驱动电机控制器类型为电压型逆变器，利用IGBT（绝 缘栅双极型晶体管）将直流电转换为交流电，额定电压为 318V，主要功能是控制电动机和发电机等根据不同工况控 制电机的正反转、功率、扭矩、转速等。即控制电机的前 进、倒退、维持电动车的正常运转，关键零部件为IGBT， IGBT实际为大电容，目的是为了控制电流的工作，保证能 够输出合适的电流参数。驱动电机控制器总成包含上中下 三层，上下层为电动机控制单元，中层为水道冷却单元， 总成还包括信号接插件(包含12V电源/CAN线/档位油门刹 车/旋变/电机过温信号线/预充满信号线等等)，2根动力电 池正负极接插件，3根电机三相线接插件和2个水套接头及 其它周边附件。如图2-1-3所示。
图2-1-16 北汽EV驱动电机控制器MCU结构 广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
图2-1-16 北汽EV驱动电机控制器MCU结构
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
驱动电机控制器主要依靠电流传感器、电压传感器、温度传感器来进行电机运行状态的监测， 根据相应参数进行电压、电流的调整控制以及其它控制功能的完成。电流传感器用于检测电机工作 实际电流，包括母线电流、三相交流电流。电压传感器用于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。温度传感器用于检测电机控制系统的工作温度，包括IGBT模 块的温度。
任务1 驱动电机控制器认知
一、任务导入 二、获取信息 三、任务实施 四、任务考核
学习目录
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
任务导入
一辆纯电动汽车无法运行，你的主管 初步判断驱动电机控制器发生故障，让你 更换驱动电机控制器总成，你能完成这个 任务吗？
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
图2-1-10 比亚迪秦档位控制器、驱动电机控制器与电机控制示意图
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
DC-DC转换器的功用如下（图2-1-11）： 1）纯电模式下，DC的功能替代了传统燃油车挂接在发动机上的12V发电机， 和蓄电池并联给各 用电器提供低压电源。DC在高压（500v）输入端接触器吸合后便开始工作，输出电压标称13.5V。 2）发动机原地启动发电机发13.5V直流电，经过DC升压转换500V直流给电池包充电。 DC-DC转换器具有降压和升压功能： 1）降压：负责将动力电池480V的高压电转换成12V电源。DC/DC在主接触吸合时工作，输出的 12V电源供给整车用电器工作，并且在低压电池亏电时给低压电池充电。 2）升压：当动力电池电量不足时，DC/DC将发电机发出的电，供整车低压用电器用电后多余的量 升压后给动力电池充电及空调（AC）用电。
图2-1-11 比亚迪秦动力电池、DC-DC与用电器（空调）控制示意图
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
DC-DC转换器系统框图如图2-1-12所示。
图2-1-12 比亚迪秦DC-DC系统框图
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
（3）参数 比亚迪秦驱动电机控制器与DC总成的参数如表2-1-1所示：
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
（2）结构 比亚迪秦驱动电机控制器与DC总成结构如图2-1-9：
图2-1-9 比亚迪秦驱动电机控制器与DC-DC位置图
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
图2-1-9 比亚迪秦驱动电机控制器与DC-DC位置图
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
驱动电机控制器系统元件位置和控制框图如图2-1-4和图 2-1-5所示。
图2-1-4 驱动电机控制系统元件位置 广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
2-1-5
图 驱 动 电 机 控 制 系 统 框 图
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
3）角度传感器 角度传感器也称旋变器，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。 电机转速由角度传感器进行控制和监测。 比亚迪E6电机检测电机转子旋转的角度和位置传感器采用旋转变压器形式。如图2-1-6和图2-1-7 所示。 角度传感器由电机控制器模块监测，根据这些位置传感器的信号，电机控制器监测电机的角位置 、转速和方向。角度传感器包含一个励磁线圈、两个驱动线圈和一个不规则形状的金属转子。金属转 子以机械方式固定在电机轴上。将点火开关置于ON 位置时，电机控制模块输出一个5 V交流电、一定 频率的励磁信号至驱动线圈。驱动线圈励磁信号生成一个环绕两个从动线圈和不规则形状转子的磁场 。然后，电机控制模块监测两个从动线圈电路，以获得一个返回信号。不规则形状金属转子的位置引 起从动线圈的磁感应返回信号发生大小和形状的变化。通过比较两个从动线圈信号，电机控制模块能 确定电机的确切角度、转速和方向。
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
引导问题2 : 驱动电机控制器的安装位置在哪里？结构和特点是什么？
以下介绍具有代表性的比亚迪E6、比亚迪秦以及北汽新能源EV系列车型驱动电机控制器和DC-DC 转换器的安装位置、结构与特点。
1.比亚迪E6驱动电机控制器 （1）驱动电机控制器的功能和安装位置 比亚迪E6的驱动电机控制器，简称电机控制器，是纯电动汽车整车驱动控制系统的核心，它的作 用至关重要。简单的讲，类似于传统内燃机汽车的油量调节机构，都是通过调节油门踏板的幅度来进 行车速和牵引力的控制。但是电机控制器相比较油量调节机构的结构、功能更为复杂全面。。
获取信息
引导问题1 : 驱动电机控制器的功能是什么？
1.驱动电机管理功能 驱动电机管理模块（控制器），通常简称MCU ，主要用于管理和控制驱动电机的运转速度、方向 以及将驱动电机作为逆变电机发电。MCU的功能 类似于传统汽车的发动机控制模块。 目前使用在纯电动汽车上的驱动电机管理模块 主要有两种类型，一种是仅用于控制驱动电机的， 即MCU；另一种是更具有集成控制功能的驱动电 机管理模块，即MCU与DC-DC转换器功能，这类 的驱动电机管理模块也被称为PCU。
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
控制策略采用了经典的电机控制理论并注入了先进的控 制算法，驱动永磁同步电机以最佳方式协调工作，核心 ECU——驱动电机控制器上层软件所依赖的下层硬件电路包 括控制电路板和驱动电路板两块电路板。它们的分工有所不 同:控制板又分为模拟通道采样单元、模数转换单元、DSP处 理单元、旋变解码单元、CAN通讯单元、档位处理单元。驱 动板的包括信号隔离单元、保护信号选择单元、电源单元。 控制板对采样的数据进行处理，计算出所需占空比，产生 PWM (正弦脉宽调制)；通过驱动板传递给IGBT，供驱动电 机工作。
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
如图2-1-14是北汽E150EV前舱的部件位置图。
图2-1-14 北汽E150EV前舱部件位置
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
如图2-1-15是北汽EV200前舱的部件位置图，DC-DC集成在PDU内部。
图2-1-15 北汽EV200前舱部件位置
图2-1-17 北汽EV驱动电机控制器、IGBT、电流传感器
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机控制器认知
获取信息
驱动电机控制器的功用如下： 1）作为动力系统的总控中心，驱动电机的运行，根据工况控制电机的正反转、功率、扭矩、转速 等；协调发动机管理系统工作（图2-1-10）； 2）硬件采集电机的旋变、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。