电机控制器知识 ppt课件
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电机与电气控制PPT课件
短路环
由于交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的。当交流电流过零时， 线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，这就使动、静 铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和噪音，加速动、静铁心接触面积的 磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。为了消除这一弊端，在铁心柱面的一部分，嵌入 一只铜环，名为短路环 。
保护。
结构
工作原理
主双金属片与加热元件串接在接触器负载端，（电动机电源端）的 主回路中。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯 曲，但还不足以使继电器动作。当电动机过载时，流过热元件的电流增 大，热元件产生的热量增加，使双金属片产生的弯曲位移增大，主双金 属片推动导板，并通过补偿双金属片与推杆将触点（即串接在接触器线 圈回路的热继电器常闭触点）分开，以切断电路保护电动机。
流脱扣器 7—杠杆 8、10—衔铁 11—欠电压脱扣器 12—双金属片 13—电阻丝
主开关
测试回路
U
电源变压器
V
漏电保护器
用途
主要用于当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，保障人身安全，防止触电 事故。有的漏电保护器还兼有过载、短路保护，用于不频繁起、停的电动机。
原理图
工作原理
当正常工作时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流 相量之和等于零，故其二次绕组中无感应电动势产生，漏电保护器工作于闭合状 态。如果发生漏电或触电事故，三相电流之和便不再等于零，而等于某一电流值 I生 主s。开与I关Is会s对的通应锁过的扣人感，体应分、电断大动主地势电、，路变加。压到器脱中扣性器点上形，成当回Is路达到，一这定样值零时序电，流脱扣互感器动器二作次，侧推产动
由于交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的。当交流电流过零时， 线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，这就使动、静 铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和噪音，加速动、静铁心接触面积的 磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。为了消除这一弊端，在铁心柱面的一部分，嵌入 一只铜环，名为短路环 。
保护。
结构
工作原理
主双金属片与加热元件串接在接触器负载端，（电动机电源端）的 主回路中。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯 曲，但还不足以使继电器动作。当电动机过载时，流过热元件的电流增 大，热元件产生的热量增加，使双金属片产生的弯曲位移增大，主双金 属片推动导板，并通过补偿双金属片与推杆将触点（即串接在接触器线 圈回路的热继电器常闭触点）分开，以切断电路保护电动机。
流脱扣器 7—杠杆 8、10—衔铁 11—欠电压脱扣器 12—双金属片 13—电阻丝
主开关
测试回路
U
电源变压器
V
漏电保护器
用途
主要用于当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，保障人身安全，防止触电 事故。有的漏电保护器还兼有过载、短路保护，用于不频繁起、停的电动机。
原理图
工作原理
当正常工作时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流 相量之和等于零，故其二次绕组中无感应电动势产生，漏电保护器工作于闭合状 态。如果发生漏电或触电事故，三相电流之和便不再等于零，而等于某一电流值 I生 主s。开与I关Is会s对的通应锁过的扣人感，体应分、电断大动主地势电、，路变加。压到器脱中扣性器点上形，成当回Is路达到，一这定样值零时序电，流脱扣互感器动器二作次，侧推产动
永磁无刷直流电机(电机控制)课件
设备的驱动。
新能源
用于风力发电、太阳能 发电等新能源设备的驱
动和控制。
汽车电子
用于电动汽车、混合动 力汽车等车辆的驱动和
控制。
其他领域
如航空航天、医疗器械 、智能家居等需要高精
度控制的领域。
02
电机控制系统
控制系统概述
控制系统是永磁无刷直流电机的重要组成部分，用于实现电机的启动、调速、制 动等功能。
永磁无刷直流电机通过控制电流 的相位和幅值，实现电机的启动 、调速和制动等功能。
结构与特点
结构
永磁无刷直流电机由定子、转子和控 制器三部分组成。定子包括永磁体和 电枢绕组，转子为金属导体。
特点
具有高效、高可靠性、高控制精度、 长寿命等优点，适用于需要高精度控 制的应用场景。
应用领域
工业自动化
用于各种自动化生产线 、机器人、数控机床等
电磁干扰和噪声
无刷直流电机在运行过程中会产生电磁干 扰和噪声，对周围环境和人体健康造成一 定影响，需要采取措施进行抑制。
未来研究方向
高效能电机及其控制技术
研究新型的电机结构和控制策略，以 提高电机的能效和稳定性。
智能感知与故障诊断
利用传感器和智能算法，实现对电机 系统的实时感知和故障诊断，提高系 统的可靠性和安全性。
模糊控制算法
总结词
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，通过模糊化输入变量和模糊规则实现控 制输出。
详细描述
模糊控制算法将输入变量的精确值模糊化，转换为模糊集合，然后根据模糊规则进行逻 辑运算，得到输出变量的模糊集合。最后，对输出变量的模糊集合进行去模糊化，得到 精确的控制输出。模糊控制算法能够处理不确定性和非线性问题，适用于永磁无刷直流
新能源
用于风力发电、太阳能 发电等新能源设备的驱
动和控制。
汽车电子
用于电动汽车、混合动 力汽车等车辆的驱动和
控制。
其他领域
如航空航天、医疗器械 、智能家居等需要高精
度控制的领域。
02
电机控制系统
控制系统概述
控制系统是永磁无刷直流电机的重要组成部分，用于实现电机的启动、调速、制 动等功能。
永磁无刷直流电机通过控制电流 的相位和幅值，实现电机的启动 、调速和制动等功能。
结构与特点
结构
永磁无刷直流电机由定子、转子和控 制器三部分组成。定子包括永磁体和 电枢绕组，转子为金属导体。
特点
具有高效、高可靠性、高控制精度、 长寿命等优点，适用于需要高精度控 制的应用场景。
应用领域
工业自动化
用于各种自动化生产线 、机器人、数控机床等
电磁干扰和噪声
无刷直流电机在运行过程中会产生电磁干 扰和噪声，对周围环境和人体健康造成一 定影响，需要采取措施进行抑制。
未来研究方向
高效能电机及其控制技术
研究新型的电机结构和控制策略，以 提高电机的能效和稳定性。
智能感知与故障诊断
利用传感器和智能算法，实现对电机 系统的实时感知和故障诊断，提高系 统的可靠性和安全性。
模糊控制算法
总结词
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，通过模糊化输入变量和模糊规则实现控 制输出。
详细描述
模糊控制算法将输入变量的精确值模糊化，转换为模糊集合，然后根据模糊规则进行逻 辑运算，得到输出变量的模糊集合。最后，对输出变量的模糊集合进行去模糊化，得到 精确的控制输出。模糊控制算法能够处理不确定性和非线性问题，适用于永磁无刷直流
《电动车控制器》课件
电动车控制器能够实现智能化的能源管理和远程监控，提高共享出行的安全性和 可靠性，为共享出行提供更好的服务体验。
景区观光车
景区观光车是旅游业的重要组成部分，电动车控制器能够满 足景区观光车的特殊需求。
电动车控制器具备低噪音、低能耗、环保等特点，能够提供 更加舒适、安全的观光车服务，提升游客的旅游体验。
PART 02
电动车控制器的工作原理
电机控制原理
电机控制策略
了解电机的控制策略，如 矢量控制、直接转矩控制 等，以及它们在电动车控 制器中的作用。
电机驱动方式
了解电机的驱动方式，如 永磁同步电机、感应电机 等，以及它们在电动车中 的应用和优缺点。
电机保护功能
了解电机保护功能，如过 载保护、短路保护等，以 及它们在电动车控制器中 的实现方式。
PART 05
电动车控制器的市场前景
政策环境分析
政策支持
随着环保意识的提高和能源结构的调整，政府对电动车产业的支持力度不断加 大，为电动车控制器的发展提供了良好的政策环境。
法规限制
政府对机动车排放标准和能耗要求的不断提高，将进一步推动电动车控制器市 场的需求增长。
技术发展趋势
高效能
电动车控制器的技术发展趋势是 提高能效，降低能耗，延长续航 里程，以满足市场需求。
分为一体式控制器和分体 式控制器。
按控制方式分类
分为模拟控制器和数字控 制器。
电动车控制器路为 主，功能较为简单，性能不稳定
。
发展阶段
随着微处理器技术的普及，数字控 制器逐渐取代模拟控制器，功能更 加丰富，性能更加稳定。
智能化阶段
现代电动车控制器集成了多种传感 器和执行器，实现了对电动车的全 面智能化控制，提高了电动车的安 全性、舒适性和节能性。
景区观光车
景区观光车是旅游业的重要组成部分，电动车控制器能够满 足景区观光车的特殊需求。
电动车控制器具备低噪音、低能耗、环保等特点，能够提供 更加舒适、安全的观光车服务，提升游客的旅游体验。
PART 02
电动车控制器的工作原理
电机控制原理
电机控制策略
了解电机的控制策略，如 矢量控制、直接转矩控制 等，以及它们在电动车控 制器中的作用。
电机驱动方式
了解电机的驱动方式，如 永磁同步电机、感应电机 等，以及它们在电动车中 的应用和优缺点。
电机保护功能
了解电机保护功能，如过 载保护、短路保护等，以 及它们在电动车控制器中 的实现方式。
PART 05
电动车控制器的市场前景
政策环境分析
政策支持
随着环保意识的提高和能源结构的调整，政府对电动车产业的支持力度不断加 大，为电动车控制器的发展提供了良好的政策环境。
法规限制
政府对机动车排放标准和能耗要求的不断提高，将进一步推动电动车控制器市 场的需求增长。
技术发展趋势
高效能
电动车控制器的技术发展趋势是 提高能效，降低能耗，延长续航 里程，以满足市场需求。
分为一体式控制器和分体 式控制器。
按控制方式分类
分为模拟控制器和数字控 制器。
电动车控制器路为 主，功能较为简单，性能不稳定
。
发展阶段
随着微处理器技术的普及，数字控 制器逐渐取代模拟控制器，功能更 加丰富，性能更加稳定。
智能化阶段
现代电动车控制器集成了多种传感 器和执行器，实现了对电动车的全 面智能化控制，提高了电动车的安 全性、舒适性和节能性。
专题7直流无刷电机控制ppt课件
换向器：电枢绕组两端分别接在两个相互绝缘而和绕组同轴旋转的半圆形铜片——换向片上， 组成一个换向器。换向器上压着固定不动的炭质电刷。
电枢：铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。
有刷电机定子有两个磁极，小电机直接使用永磁体做励磁磁场，大功率电机用励磁线圈 产生的电磁铁。
使用三极管或者MOS管搭建的H桥驱动电路，可以实现有刷电机速度和方向控制。
电机按一定方向转动时，3个霍尔的输出会按照6步的规律变化，见图
结合之前介绍的BLDC六步控制，在每个霍尔信号都对应一个BLDC控制步，使得BLDC旋 转一个角度，这样可以制作下表：
特别注意，一般BLDC厂家都会给出一个霍尔传感器和绕组得电情况对应关系表，不一定跟上面 两个表都完全对应一致，但是原理分析都是一致的。
然后，MOS管驱动IC这里用到IR2110S。R2110芯片体积小(SOIC-16)，集成度高(可驱动同 一桥臂两路)，响应快( ton /tof = 120/94 n s )，偏值电压高(<600 V )，驱动能力强，内设
欠压封锁，而且易于调试，并设有外部保护封锁端口。尤其是上管驱动采用外部自举电 容上电，使得驱动电源路数目较其他IC驱动大大减小。对于BLDC驱动需要6个桥臂，需 要用到3片IR2110S来驱动，虽然如此也是仅需要一路10~20V电源，从而大大减小了控制 变压器的体积和电源数目,降低了产品成本,提高了系统的可靠性。 NMOS管的导通基本条件就是VGS大于一定的阈值电压VGS(th)，IRF540的VGS(th)是4V(最 大值)。我们为IR2110S设计的电源电压为15V，IR2110S的低端驱动，即驱动Q6的IRF540， 很容易就实现NMOS管驱动条件。对于高端驱动，即驱动Q5的IRF540，就需要“自举电 路”的支持，自举电路通俗点就是升压电路，电路中的D7二极管和C13电容用于自举电 路，简单来说在该电路中，自举电路的作用是使得IR2110S高端驱动，即IR2110S的第8引 脚HO输出信号可以满足大于VGS(th) 。
电枢：铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。
有刷电机定子有两个磁极，小电机直接使用永磁体做励磁磁场，大功率电机用励磁线圈 产生的电磁铁。
使用三极管或者MOS管搭建的H桥驱动电路，可以实现有刷电机速度和方向控制。
电机按一定方向转动时，3个霍尔的输出会按照6步的规律变化，见图
结合之前介绍的BLDC六步控制，在每个霍尔信号都对应一个BLDC控制步，使得BLDC旋 转一个角度，这样可以制作下表：
特别注意，一般BLDC厂家都会给出一个霍尔传感器和绕组得电情况对应关系表，不一定跟上面 两个表都完全对应一致，但是原理分析都是一致的。
然后，MOS管驱动IC这里用到IR2110S。R2110芯片体积小(SOIC-16)，集成度高(可驱动同 一桥臂两路)，响应快( ton /tof = 120/94 n s )，偏值电压高(<600 V )，驱动能力强，内设
欠压封锁，而且易于调试，并设有外部保护封锁端口。尤其是上管驱动采用外部自举电 容上电，使得驱动电源路数目较其他IC驱动大大减小。对于BLDC驱动需要6个桥臂，需 要用到3片IR2110S来驱动，虽然如此也是仅需要一路10~20V电源，从而大大减小了控制 变压器的体积和电源数目,降低了产品成本,提高了系统的可靠性。 NMOS管的导通基本条件就是VGS大于一定的阈值电压VGS(th)，IRF540的VGS(th)是4V(最 大值)。我们为IR2110S设计的电源电压为15V，IR2110S的低端驱动，即驱动Q6的IRF540， 很容易就实现NMOS管驱动条件。对于高端驱动，即驱动Q5的IRF540，就需要“自举电 路”的支持，自举电路通俗点就是升压电路，电路中的D7二极管和C13电容用于自举电 路，简单来说在该电路中，自举电路的作用是使得IR2110S高端驱动，即IR2110S的第8引 脚HO输出信号可以满足大于VGS(th) 。
无刷直流电动机控制系统课件
针对电机在实验中表现出的稳 定性不足的问题，可以增强系 统的稳定性以提高其运行可靠 性。例如，增加保护电路或改 进散热设计等。
06 无刷直流电动机控制系统 的发展趋势与展望
技术创新与进步
数字化控制
采用先进的数字信号处理器和控制器，实现无刷直流电动机的高 性能控制，提高系统精度和稳定性。
智能传感技术
航空航天
无刷直流电动机控制系统在航空航 天领域中也得到了广泛的应用，如 无人机、直升机、卫星等。
汽车电子
无刷直流电动机控制系统在汽车电 子领域中也有广泛的应用，如汽车 空调、电动车窗、电动座椅等。
02 无刷直流电动机控制系统 的工作原理
无刷直流电动机的工作原理
结构特点
无刷直流电动机主要由电机本体、位置传感器和电子换向器 组成。电机本体具有多个线圈，电子换向器通过晶体管控制 电流的流向，实现电机的旋转。
通信协议调试
对通信协议进行调试，确保通信的稳定性和可靠性。
调试与优化
系统调试
对整个无刷直流电动机控制系统进行调试，包括 硬件电路、软件程序和通信等。
性能测试
对控制系统的性能进行测试，包括响应时间、稳 态误差等指标。
优化建议
根据调试和性能测试的结果，提出优化建议，进 一步提高控制系统的性能。
05 无刷直流电动机控制系统 的性能测试与评估
应用磁编码器、光电编码器等传感器，实现对无刷直流电动机的精 确速度和位置控制。
容错控制技术
引入多种传感器和算法，提高系统的容错能力，确保无刷直流电动 机在故障情况下的安全运行。
应用领域拓展
工业自动化
随着工业自动化水平的提高，无刷直流电动机控制系统在 机器人、数控机床等领域的应用不断扩大。
伺服电机及其控制原理-PPT
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
指令脉冲
脉冲马达
１脉冲 ＝ １步进角
例 步进角 ０.３６°的情况 １脉冲 → ０.３６°的动作
１０００脉冲 → ３６０°（１圈）
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
位置 ＝ 脉冲数 速度 ＝ 脉冲频率
42
问题8：伺服电机过热（电机烧毁）。
原因：1、负载惯性（负荷）太大，增大电机和控制器 的容量；2、设备（机械）松动、脱落，重新确认设备 （机械）各部件；3、与驱动器接线错误，确认电机和 控制器名牌，根据说明书检查是否接线错误。4、电机 轴承故障。5、电机故障（接地、缺相等）
43
3.1 伺服控制器概述
伺服驱动器（servo drives） 又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是 用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似 于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统 的一部分，主要应用于高精度的定位系统。
44
伺服控制器的作用
1、按照定位指令装置输出的脉冲串，对工件进行定位控制。 2、伺服电机锁定功能：当偏差计数器的输出为零时，如果有外力
34
需要我们注意的是： 伺服电机实际使用当中，必须了解电
机的型号规格，确认好电机编码器的分 辨率，才能选择合适的伺服控制器。
35
松下伺服电机常见故障分析
问题1：对伺服电机进行机械安装时，应该 注意什么问题？
由于每台伺服电机都带有编码器，它是一个十分容易碎 的精密光学器件，过大的冲击力会使其破坏。因而在安 装的过程中要避免对编码器使用过大的冲击力。
开环伺服系统结构简图
数控装置发出脉冲指令，经过脉冲分配和功 率放大后，驱动步进电机和传动件的累积误 差。因此，开环伺服系统的精度低，一般可 达到0.01mm左右，且速度也有一定的限制。
纯电动汽车电机及控制器课件
使用。
03
04
能量回收
在制动或滑行状态下，控制 器将电机转化为发电机，将 车辆的动能转化为电能并存 储在动力电池中，实现能量
的回收利用。
故障诊断与处理
控制器具备故障诊断功能， 能够实时监测车辆和电机的 运行状态，一旦发生故障， 立即采取相应的处理措施，
保障车辆的安全性。
控制器的硬件组成
电子控制单元（ECU）
清洁
定期清理电机表面灰尘、污垢，保持 电机散热良好。
检查绝缘
定期检查电机的紧固件，如螺栓、螺 母等，确保无松动。
控制器维护保养
控制器维护保养的重要性
控制器是纯电动汽车的“大脑”，负 责控制车辆运行，定期维护保养能够 确保其稳定、安全运行。
清洁
定期清理控制器表面灰尘、污垢，保 持散热良好。
检查连接线
控制器功能
蔚来的电机控制器能够实 现高效的能量回收，提高 车辆的续航能力。
技术特点
蔚来ES8的电机及控制器 采用了轻量化设计，有助 于降低整车重量，提高能 效。
奥迪e-tron电机及控制器介绍
电机类型
奥迪e-tron采用了永磁同步电机和异步电机的组 合，提供卓越的性能和续航里程。
控制器功能
奥迪的电机控制器能够实现精确的扭矩控制，提 供平稳的加速和行驶表现。
开关磁阻电机
开关磁阻电机是一种双凸极可变磁阻电机，通过改变绕组电 流的方向和大小来改变转子的旋转方向和速度。
开关磁阻电机具有结构简单、可靠性高、维护成本低等特点 ，但噪音较大，且对控制精度要求较高。
03
纯电动汽车控制器原理及功 能
控制器的基本原理
控制器是纯电动汽车的“大脑”，通过接收来自驾驶员的 操作指令和车辆状态信号，经过处理后控制电机输出，实 现车辆的驱动和能量回收。
03
04
能量回收
在制动或滑行状态下，控制 器将电机转化为发电机，将 车辆的动能转化为电能并存 储在动力电池中，实现能量
的回收利用。
故障诊断与处理
控制器具备故障诊断功能， 能够实时监测车辆和电机的 运行状态，一旦发生故障， 立即采取相应的处理措施，
保障车辆的安全性。
控制器的硬件组成
电子控制单元（ECU）
清洁
定期清理电机表面灰尘、污垢，保持 电机散热良好。
检查绝缘
定期检查电机的紧固件，如螺栓、螺 母等，确保无松动。
控制器维护保养
控制器维护保养的重要性
控制器是纯电动汽车的“大脑”，负 责控制车辆运行，定期维护保养能够 确保其稳定、安全运行。
清洁
定期清理控制器表面灰尘、污垢，保 持散热良好。
检查连接线
控制器功能
蔚来的电机控制器能够实 现高效的能量回收，提高 车辆的续航能力。
技术特点
蔚来ES8的电机及控制器 采用了轻量化设计，有助 于降低整车重量，提高能 效。
奥迪e-tron电机及控制器介绍
电机类型
奥迪e-tron采用了永磁同步电机和异步电机的组 合，提供卓越的性能和续航里程。
控制器功能
奥迪的电机控制器能够实现精确的扭矩控制，提 供平稳的加速和行驶表现。
开关磁阻电机
开关磁阻电机是一种双凸极可变磁阻电机，通过改变绕组电 流的方向和大小来改变转子的旋转方向和速度。
开关磁阻电机具有结构简单、可靠性高、维护成本低等特点 ，但噪音较大，且对控制精度要求较高。
03
纯电动汽车控制器原理及功 能
控制器的基本原理
控制器是纯电动汽车的“大脑”，通过接收来自驾驶员的 操作指令和车辆状态信号，经过处理后控制电机输出，实 现车辆的驱动和能量回收。
电机控制器基础知识课件
保护电路通常由熔断器、过流保护器 、过压保护器等元件组成，实现对电 机的过流、过压、短路等保护。
04 电机控制器的软件组成
CHAPTER
控制算法
控制算法是电机控制器的核心， 用于实现电机的速度、位置和转
矩控制。
控制算法通常采用PID（比例-积 分-微分）控制、模糊控制、神经
网络控制等现代控制理论。
智能制造领域
电机控制器将在智能制造领域中发挥重要作用， 如自动化生产线、数控机床等。
绿色环保与可持续发展
能效提升
电机控制器的发展将注重能效提升，降低能源消耗和碳排放，推 动绿色环保的可持续发展。
环保材料
采用环保材料制造电机控制器，减少对环境的污染和破坏。
循环经济
电机控制器的设计将注重循环经济理念，方便回收和再利用，降 低资源浪费。
。
物流系统
电机控制器用于控制物流输送带 、升降机等设备的运行，提高物
流效率。
机器人
电机控制器用于控制机器人的关 节和运动，实现精确的定位和操
作。
电动车与新能源汽车
电动汽车
电机控制器是电动汽车的核心部件之一，用于控制电机的运行， 实现车辆的加速、减速、制动等功能。
混合动力汽车
电机控制器用于控制汽车的发动机、电动机和电池等部件，提高燃 油效率和减少排放。
现代电机控制器集成了更多的功能， 如保护、诊断和通讯等，同时采用智 能控制算法，提高了电机的运行效率 和可靠性。
随着微处理器技术的发展，数字电机 控制器逐渐取代了模拟电机控制器， 控制精度和稳定性得到了提高。
02 电机控制器的工作原理
CHAPTER
电机的工作原理
直流电机
直流电流通过电机的线圈产生磁场， 该磁场与电机中的永磁体相互作用， 产生转矩使电机旋转。直流电机的转 速可以通过改变输入电流的大小和方 向来调节。
纯电动汽车-电机及控制器ppt课件
小结 操纵：在操纵装置和操纵方法上继承或沿用内燃机汽车主 要的操纵装置和操纵方法，适应驾驶员的操作习惯，使操 作简单化和规范化。 控制：在EV控制系统中，采用全自动或半自动的机电一体 化控制系统，达到安全、可靠、节能、环保和灵活的目的。 电池：提高电池的比能量和比功率，实现电池的高能化。 电机：采用高效率的电能转换系统和高效率的驱动电动机， 提高电动机和驱动系统的效率。 车身和底盘：采用流线型车身，降低迎风面积和空气阻力 系数。采用轻金属材料、高强度复合材料和新型EV专用车 身和底盘结构，实现车身和底盘的轻量化，减轻整备质量。 采用低滚动阻力轮胎，降低行驶阻力。 再生制动：回收再生制动能量，延长行驶里程。
.
2.0.3 基本组成
6. 安全保护系统 高压安全 动力电池组具有高压直流电，必须设置安全保护系 统，确保驾驶员、乘员和维修人员在驾驶、乘坐和 维修时的安全。 故障处理 必须配备电气装置的故障自检系统和故障报警系统， 在电气系统发生故障时自动控制EV不能起动等，及 时防止事故的发生。
.
2.0.3 基本组成
电动机替代发动机。 仍然采用内燃机汽车的传动系统，包括离合器、变 速器、传动轴和驱动桥等总成。 有电动机前置、驱动桥前置(F-F)，电动机前置、驱 动桥后置(F-R)等各种驱动模式。 结构复杂，效率低，不能充分发挥电动机的性能。
M—电动机 C—离合器 GB—变速器 D—差速器
.
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经典汽车设计理论推导车辆行驶平 衡方程
.
2.0.4 关键技术
2. 动力电池组的选择与特性 3. 减速器传动比的确定
由于电动机的转速高，不能直接驱动车辆的车轮， 通常在驱动系统中采用大速比的减速器或2档变速器。 作用：减速、增扭 减速器或变速器中不设置倒档齿轮，倒车是靠电动 机的反转来实现。
.
2.0.3 基本组成
6. 安全保护系统 高压安全 动力电池组具有高压直流电，必须设置安全保护系 统，确保驾驶员、乘员和维修人员在驾驶、乘坐和 维修时的安全。 故障处理 必须配备电气装置的故障自检系统和故障报警系统， 在电气系统发生故障时自动控制EV不能起动等，及 时防止事故的发生。
.
2.0.3 基本组成
电动机替代发动机。 仍然采用内燃机汽车的传动系统，包括离合器、变 速器、传动轴和驱动桥等总成。 有电动机前置、驱动桥前置(F-F)，电动机前置、驱 动桥后置(F-R)等各种驱动模式。 结构复杂，效率低，不能充分发挥电动机的性能。
M—电动机 C—离合器 GB—变速器 D—差速器
.
.
经典汽车设计理论推导车辆行驶平 衡方程
.
2.0.4 关键技术
2. 动力电池组的选择与特性 3. 减速器传动比的确定
由于电动机的转速高，不能直接驱动车辆的车轮， 通常在驱动系统中采用大速比的减速器或2档变速器。 作用：减速、增扭 减速器或变速器中不设置倒档齿轮，倒车是靠电动 机的反转来实现。
车用驱动电机原理与控制基础PPT课件(200页)
10
2. 磁通量、高斯定理
2.1.1 磁场及其度量
定义通过面的磁通量为
= ∙ = cos
图2-1 通过平面的磁通量
在国际单位制中，的单位为韦伯（Wb），有1Wb＝1T・m2 。
通过任意曲面的磁通量为
.
.
.
= ඵ d = ඵ ∙ d = ඵ cosd
上式说明，安培力是作用在整个载流导线上，而不是集中作用于一
点的。
图2-7 载流导线在磁场中受力
15
2.2.1 法拉第电磁感应定律/楞次定律
2.2 电磁感应
法拉第电磁感应定律可表述为：当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，无论这种变化是什么原因引
起的，回路中都会产生感应电动势，感应电动势的大小与通过该回路的磁通量随时间的变化率成正比。
.
∙ d = න d =
得到：
= 0
14
1. 洛伦兹力； 2. 安培力
2.1.3 （电）磁力
运动的电荷在磁场中受到力的作用，即所谓的洛伦兹力。
= ×
图2-6 带电粒子在磁场中受力
有限长载流导线所受的安培力，等于各电流元所受安培力的矢量叠
加，即
.
= න d ×
闭合回路中感应电流产生的磁通总是反抗回路中原磁通的变化，这一规律称为楞次定律。
机MG2（或者MG1）同时驱动汽车。THS属于功率分
流混合动力，通过电动机或发动机控制其转矩比例，
从而实现传动比的无级调节，所以THS又被称为电动
无级变速器。
6
1.3 车用驱动电机的典型应用
图1-8 “三合一”电驱动总成
三合一纯电驱动总成
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国外纯电动汽车整车控制器主要用于结构复杂的四轮驱动纯电动汽车 和轮毂电机纯电动汽车中。对于单电机驱动的纯电动汽车 。通常由电机控 制器代替整车控制器实现控制功能 。在国内市场没有纯电 动汽车整车控 制器产品的生产和销售 ，整车控制器停留在试验室研发阶段 。
概述——整车控制器
国家发展和改革委员会制定了《新能源汽车生产准入管理规则》,从 2007年11月1日起实施；要求企业生产新能源汽车产品必须掌握动力、驱 动、控制系统三大核心技术之一。其中控制系统在纯电动汽车中主要指整 车控制器。
——关于电动车整车控制器相关知识培训 2012.02
概述——纯电动汽车
概述——纯电动汽车
概述——整车控制器
VCU是电动汽车整车控制系统的核心控制单元，负责协调各控制系统工作。
概述——整车控制器
整车控制系统的工作原理为在车辆运行时通过传感器及其它车载控制 器将整车运行信息和状态实时反馈给整车控制器，同时整车控制器根据驾 驶员操作意图及整车控制策略进行运算，并将控制指令通过CAN总线以及 各硬件接口传递给其他车载控制器和各种执行机构。依照完善的整车控制 策略，整车控制器负责控制动力总成唤醒、电源（强电与弱电）上电、停 机、驱动、能量回馈、能量管理、安全、故障诊断与失效控制等主要功能 。
3) 整车控制器提供对相应部件进行直接控制的信号通道，包括D／A转换和 数字量输出等 。
4) 接收处理各个零部件信息，结合能源管理单元提供当前的能源状况信息 。
为保证驾驶员的安全操作和对汽车控制的可视化，采用了外接液晶显示 器以 及触摸屏的方式来显示一些重要的信号量。因此选用了一个串行 5) 系通统信故口障。的判断和存储，动态检测系统信息。记录出现的故障。 6) 对整车具有保护功能，视故障的类别对整车进行分级保护，紧急情况 下可以关掉发电机及切断母线高压系统。
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
纯电动汽车整车控制器相当于汽车的大脑 。它在汽车行驶过程中执行 多项任务，包括以下功能：
概述——整车控制器
1) 接收、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个部件控制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ发送控制指令， 使车辆按驾驶员期望行驶 。
2) 整车驱动系统由驱动电机、燃料电池、蓄电池、DC／DC转换器等部件 组成。与电机、DCDC、镍氢蓄电池组等进行可靠通信，以及针对关键 信息的模拟量进行状态的采集输入及控制指令量的输出 。
概述——整车控制器
国家发展和改革委员会制定了《新能源汽车生产准入管理规则》,从 2007年11月1日起实施；要求企业生产新能源汽车产品必须掌握动力、驱 动、控制系统三大核心技术之一。其中控制系统在纯电动汽车中主要指整 车控制器。
——关于电动车整车控制器相关知识培训 2012.02
概述——纯电动汽车
概述——纯电动汽车
概述——整车控制器
VCU是电动汽车整车控制系统的核心控制单元，负责协调各控制系统工作。
概述——整车控制器
整车控制系统的工作原理为在车辆运行时通过传感器及其它车载控制 器将整车运行信息和状态实时反馈给整车控制器，同时整车控制器根据驾 驶员操作意图及整车控制策略进行运算，并将控制指令通过CAN总线以及 各硬件接口传递给其他车载控制器和各种执行机构。依照完善的整车控制 策略，整车控制器负责控制动力总成唤醒、电源（强电与弱电）上电、停 机、驱动、能量回馈、能量管理、安全、故障诊断与失效控制等主要功能 。
3) 整车控制器提供对相应部件进行直接控制的信号通道，包括D／A转换和 数字量输出等 。
4) 接收处理各个零部件信息，结合能源管理单元提供当前的能源状况信息 。
为保证驾驶员的安全操作和对汽车控制的可视化，采用了外接液晶显示 器以 及触摸屏的方式来显示一些重要的信号量。因此选用了一个串行 5) 系通统信故口障。的判断和存储，动态检测系统信息。记录出现的故障。 6) 对整车具有保护功能，视故障的类别对整车进行分级保护，紧急情况 下可以关掉发电机及切断母线高压系统。
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
对比——整车控制器
纯电动汽车整车控制器相当于汽车的大脑 。它在汽车行驶过程中执行 多项任务，包括以下功能：
概述——整车控制器
1) 接收、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个部件控制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ发送控制指令， 使车辆按驾驶员期望行驶 。
2) 整车驱动系统由驱动电机、燃料电池、蓄电池、DC／DC转换器等部件 组成。与电机、DCDC、镍氢蓄电池组等进行可靠通信，以及针对关键 信息的模拟量进行状态的采集输入及控制指令量的输出 。