新能源汽车驱动电机及其控制PPT课件
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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。
《新能源汽车驱动电机及控制技术》课件——2.驱动电机
此外，直流电机运转时电刷冒出的火花，不仅造 成转子发热、能量浪费、散热难度增加等，还会 造成高频电磁干扰，影响整车性能。目前，新能 源汽车已经基本不再使用直流电机。
相关知识
2.1.2 驱动电机的特点及应用
三相异步电机运行可靠，且相对永磁同步电机具有价格 优势。与同功率的直流电机相比，三相异步电机的效率 更高，质量减少了二分之一左右。如果采用矢量控制， 三相异步电机可以获得与直流电机相媲美的可控性和更 宽的调速范围。
达成目标
（1）了解驱动电机的分类与特点。 （2）熟悉驱动电机的技术参数与性能要求。 （3）掌握永磁同步电机的结构与工作原理。 （4）掌握三相异步电机的结构与工作原理。
（1）弘扬科学严谨、精益求精、追求卓越的工 匠精神。 （2）养成好学上进、开拓创新的工作作风，具 备良好的人文素养和职业道德。 （3）增强规范操作、安全操作的意识。
（1）会对永磁同步电机进行性能检测、故障诊断。 （2）会对三相异步电机进行故障诊断、拆装。
相关知识
驱动电机认知 永磁同步电机检修 三相异步电机检修
任务引入——打破固论，新能源SUV 征服沙漠
传统SUV
每年秋季的沙漠都不寂寞，越野爱好者们 会来到这里一展身手。在沙漠越野的赛道 上，当传统SUV还在纠结如何取舍适时四 驱和全时四驱时，曾经只能在各大城市道 路上活跃的新能源SUV已经凭借双电机全 时四驱技术成为新的沙漠英雄，如比亚迪 唐DM和宋Pro DM。
相关知识
按运转速度划分
低速电机 中速电机 高速电机
按转速能否调 节划分
恒速电机 调速电机
按结构和工作 原理划分
直流电机 交流电机
相关知识
2.1.1 驱动电机的分类
01 低速电机
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。
相关知识
2.1.2 驱动电机的特点及应用
三相异步电机运行可靠，且相对永磁同步电机具有价格 优势。与同功率的直流电机相比，三相异步电机的效率 更高，质量减少了二分之一左右。如果采用矢量控制， 三相异步电机可以获得与直流电机相媲美的可控性和更 宽的调速范围。
达成目标
（1）了解驱动电机的分类与特点。 （2）熟悉驱动电机的技术参数与性能要求。 （3）掌握永磁同步电机的结构与工作原理。 （4）掌握三相异步电机的结构与工作原理。
（1）弘扬科学严谨、精益求精、追求卓越的工 匠精神。 （2）养成好学上进、开拓创新的工作作风，具 备良好的人文素养和职业道德。 （3）增强规范操作、安全操作的意识。
（1）会对永磁同步电机进行性能检测、故障诊断。 （2）会对三相异步电机进行故障诊断、拆装。
相关知识
驱动电机认知 永磁同步电机检修 三相异步电机检修
任务引入——打破固论，新能源SUV 征服沙漠
传统SUV
每年秋季的沙漠都不寂寞，越野爱好者们 会来到这里一展身手。在沙漠越野的赛道 上，当传统SUV还在纠结如何取舍适时四 驱和全时四驱时，曾经只能在各大城市道 路上活跃的新能源SUV已经凭借双电机全 时四驱技术成为新的沙漠英雄，如比亚迪 唐DM和宋Pro DM。
相关知识
按运转速度划分
低速电机 中速电机 高速电机
按转速能否调 节划分
恒速电机 调速电机
按结构和工作 原理划分
直流电机 交流电机
相关知识
2.1.1 驱动电机的分类
01 低速电机
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。
新能源汽车驱动电机及其控制培训课件(ppt 54页)
应用：大功率、低速车辆，尤其是驱动系统功率需求较大的大型电动客车、特 斯拉等（矢量变频控制，缩小与同步电机差距），调速范围大
3、永磁同步电机
优点：小体积、轻量化、功率密度高，能耗小20%；缺点：成本高。应用广泛
4、开关磁阻电机
优点：结构简单，效率高（>85%）,成本低，调速灵活（可以通过改变电压， 导通和关断角度，拥有很好的调速范围和能力）；缺点：转矩脉动较大，噪音 大。在电动汽车上在试验阶段
目前电动汽车基本上使用交流异步电机和永磁同步电机两种。
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7
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
8
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
9
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
10
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
11
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
4
汽车驱动电机概述—驱动电机的特性 （1）体积小，质量轻，功率密度大； （2）效率高，高效区广； （3）恒功率范围广； （4）高安全性、舒适性； （5）可有效回收能量
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5
汽车驱动电机概述—电机分类
正弦波无刷直流电机（BLAC）=三相交流永磁同步电机（PMSM）
2020/4/20
小结
•本节讲述了驱动电机的类型及电机控制系统的总 体结构，本节需要注意的是电机控制系统总体构造。
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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
《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。
新能源汽车驱动电机及其控制(PPT 54页)
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
小结
• 本节讲述了永磁同步电动机的结构和原理，需要注 意的是电机的不同运行状态。
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33
驱动电机的结构原理-直流电机
2020/5/30
34
驱动电机的结构原理-开关磁阻电机
2020/5/30
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分组演练、测试
第1、2组按照工单完成电机控制台架的认识和测试任务； 第3、4组使用实车操作。操作内容： 1、举升比亚迪e5轿车，观察电机及电机控制器的安装 位置； 2、举升车辆，分别变换前进、倒档，加速，松开加速踏 板，踩下制动踏板，观察电机的各种运行状态。
2020/5/30
40
逆变器的结构原理
2020/5/30
41
逆变器的结构原理
2020/5/30
42
逆变器的结构原理
2020/5/30
43
逆变器的结构原理
2020/5/30
44
逆变器的结构原理
2020/5/30
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。
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
目前电动汽车基本上使用交流异步电机和永磁同步电机两种。
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汽车驱动电机概述—电机控制系统
(完整PPT)新能源汽车驱动电机及其控制
40
逆变器的结构原理
2020/2/6
41
逆变器的结构原理
2020/2/6
42
逆变器的结构原理
2020/2/6
43
逆变器的结构原理
2020/2/6
44
逆变器的结构原理
2020/2/6
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。
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
2020/2/6
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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
2020/2/6
47
电机检测与故障分析（比亚迪e5）
2020/2/6
48
电机检测与故障分析（知豆D2）
2020/2/6
49
电机检测与故障分析（知豆D2）
2020/2/6
50
电机检测与故障分析（EV200）
2020/2/6
18
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
2020/2/6
19
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
2020/2/6
20
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
2020/2/6
4新能源汽车驱动电机及控制系统 PPT
（2）环境适应性 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。
（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。
3.电机及分类
4.驱动电机主要性能指标及特点 （1）主要性能指标
（2）各种驱动电机的基本性能比较
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
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。
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。
（4）易磨损 由于存在电刷、 换向器等易损件, 所以必须进行定期维护
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。
（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。
3.电机及分类
4.驱动电机主要性能指标及特点 （1）主要性能指标
（2）各种驱动电机的基本性能比较
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
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。
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。
（4）易磨损 由于存在电刷、 换向器等易损件, 所以必须进行定期维护
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3、永磁同步电机
优点：小体积、轻量化、功率密度高，能耗小20%；缺点：成本高。应用广泛
4、开关磁阻电机
优点：结构简单，效率高（>85%）,成本低，调速灵活（可以通过改变电压，导 通和关断角度，拥有很好的调速范围和能力）；缺点：转矩脉动较大，噪音 大。在电动汽车上在试验阶段
目前电动汽车基本上使用交流异步电机和永磁同步电机两种。
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电机检测与故障分析（知豆D2）
50
电机检测与故障分析（知豆D2）
51
电机检测与故障分析（EV200）
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电机检测与故障分析
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测试、总结 完成考试（界面右上角）--7.16驱动电机及其控制测试。 根据考试题的结果进行总结
54
55
SUCCESS
THANK YOU
•
每对称的两根导线通过短路环组成一个单匝线圈
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驱动电机的结构原理-驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
19
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
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驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
21
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
22
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
请完成1.3.2、1.3.3测试题 讲解测试题
37
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
38
逆变器的结构原理
39
逆变器的结构原理 绝缘栅双极型晶体管IGBT
40
逆变器的结构原理
41
逆变器的结构原理
42
逆变器的结构原理
43
逆变器的结构原理
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驱动电机的结构原理-直流电机
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驱动电机的结构原理-开关磁阻电机
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分组演练、测试
第1、2组按照工单完成电机控制台架的认识和测试任务； 第3、4组使用实车操作。操作内容： 1、举升比亚迪e5轿车，观察电机及电机控制器的安装位 置； 2、举升车辆，分别变换前进、倒档，加速，松开加速踏 板，踩下制动踏板，观察电机的各种运行状态。
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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驱动电机的结构原理-三相异步电机 三相鼠笼型异步电动机
14
驱动电机的结构原理-三相异步电机
15
驱动电机的结构原理-三相异步电机
定子铁芯的槽内嵌放着定子绕组，即三相交流绕组， 接入三相交流电源就可产生旋转磁场。
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驱动电机的结构原理-三相异步电机
7
汽车驱动电机概述—电机控制系统
8
汽车驱动电机概述—电机控制系统
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汽车驱动电机概述—电机控制系统
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汽车驱动电机概述—电机控制系统
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汽车驱动电机概述—电机控制系统
小结
•本节讲述了驱动电机的类型及电机控制系统的总 体结构，本节需要注意的是电机控制系统总体构造。
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主要内容
1
汽车驱动电机概述
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
应用：大功率、低速车辆，尤其是驱动系统功率需求较大的大型电动客车、特 斯拉等（矢量变频控制，缩小与同步电机差距），调速范围大
4
汽车驱动电机概述—驱动电机的特性 （1）体积小，质量轻，功率密度大； （2）效率高，高效区广； （3）恒功率范围广； （4）高安全性、舒适性； （5）可有效回收能量
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汽车驱动电机概述—电机分类
正弦波无刷直流电机（BLAC）=三相交流永磁同步电机（PMSM）
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汽车驱动电机概述—电机分类
1、直流电机
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逆变器的结构原理
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逆变器的结构原理
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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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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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电机检测与故障分析（比亚迪e5）
新能源汽车 驱动电机及其控制
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
2
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
3
汽车驱动电机概述
电动汽车驱动电机是指应用于电动汽车上，用于驱 动车轮运动的电机。(区别于伺服电机）
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驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
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驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
小结
•本节讲述了交流电动机的结构和原理，需要注意 的是旋转磁场是如何产生的。
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驱动电机的结构原理-永磁同步电动机
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驱动电机的结构原理-永磁同步电动
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驱动电机的结构原理-永磁同步电动
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THANK YOU
•
驱动电机的结构原理-永磁同步电动
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驱动电机的结构原理-永磁同步电动
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驱动电机的结构原理-永磁同步电动
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驱动电机的结构原理-永磁同步电动
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驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
小结
• 本节讲述了永磁同步电动机的结构和原理，需要注 意的是电机的不同运行状态。