1、任務2 驅動電機及控制系統結構原理授課題目任務2驅動電機及控制系統結構原理教學目標應知.了解驅動電機及控制器基本結構.了解驅動電機控制器的功能、結構與工作原理應會.具備資料查詢、收集和整理能力.能進行驅動電機的結構分析能力.具備一定的驅動電機系統的運行數據分析能力教學重點內容教學方法應知.了解驅動電機及控制器基本結構.了解驅動電機控制器的功能、結構與 工作原理任務驅動法、現場教學法、 實踐操作法教學難點內容突破方法應會1 .具備資料查詢、收集和整理能力.能進行驅動電機的結構分析能力.具備一定的驅動電機系統的運行 數據分析能力通過教師與學生的互動與 學生自主的反復練習課堂類型理實一體授課地點教學

2、方法案例分析法、任務驅動法、現場教學法、實踐操作法課時2授課班級實施時間備課時間教學過程時 間 分 配內容/項目/情景教學活動形式教學目標6s管理進入實訓室門口的檢查：.工作服穿戴是否整齊.食品包裝盒不能帶入實訓室實訓室的檢查.檢查學生是否隨手丟垃圾.實訓操作時是否規范離開實訓室：1.做到整理；整頓；清掃工作注重培養學生的素養培養學生具有6S管理的理念 教師講授一、新課引入：約 張先生的新能源電動汽車在行駛過程中，儀表突然提示驅動電機高溫報警1 的故障，于是將車輛開到4s店進行檢修。張先生：新能源電動汽車驅動電機是怎么工作的呢？技師李：新能源電動汽車的驅動系統主要包括驅動電機和電機控制器兩部

3、分。動力電池提供的高壓直流電首先經過電機控制器轉換為驅動電機所需的交流電，電機控制器還實時監控電機的工作溫度及轉速等情況，出現故 障后會立即發出報警信號。蔚來ES6前置永磁同步電機+后置異步感應電機的驅動系統通過提出問題并將學生回答問題的答案引發更 1提問引入2.通過提出問題引入案W并且收集隨 機 抽 取 的 2-3 名 學 生 回 答 的 答 案多 學 生 討 論，到二、講授新課： 目錄1.驅動電機系統.驅動電機控制器.電機系統數據流分析2.1驅動電機系統新能源電動汽車的驅動電機系統主要由驅動電動機(DM )和電機 控制器(MCU)組成，電機系統通過高低壓線束、冷卻管路與整車其它系 統進行連

4、接。Ik & * 國1T，10釧 ,， MH 附士則 mu. 西力電地J*K |上一1 MiR ffftit 測動02中制也機控制潺. ， 一, . r=UJrl|1L-, - V驅動電機是車輛的唯一動力源向外輸出扭矩，驅動車輛前進或后退。根據 車輛不同的運行狀態，新能源汽車的驅動電機具有電力驅動和能量回收兩 種工作模式。當車輛采用電力驅動時，動力電池的高壓直流電輸送至電機控制 器，電機控制器將直流電轉換為交流電輸送給驅動電機，電機運轉時產生 的扭矩傳遞給驅動輪使車輛行駛。(jili- 側 E電機控川器 力山泡圖4-13電力驕動過程在再生能量階段，通過車輪的旋轉帶動電機轉動。此時電動機轉 為發

5、電機的功能，由電機控制器將電機產生的交流電轉為直流電，然后向 動力電池充電。驅動輪 電機電機控制器 動力電池(2)(3)(4)(LW/iAZ1圖4-14能量回收過程(1)驅動電機 新能源汽車驅動電機除了常見的定子、轉子外，還有冷卻水道、旋轉變壓器、高壓接線盒等其他部件。(1)驅動電機新能源汽車驅動電機除了常見的定子、轉子外，還有冷卻水道、 旋轉變壓器、高壓接線盒等其他部件。旋變溫度接插件(2)電機冷卻系統電機的散熱方式主要有自然冷卻和液體冷卻兩種，新能源汽車普 遍采用液體冷卻方式，俗稱水冷。新能源汽車電機冷卻系統與傳統燃油車的冷卻系統很相似，只是冷卻水泵為電子式，由12V電源驅動其運轉。判斷驅

6、動電機的發熱程度是用“溫升”而不是用“溫度”來衡量的，當“溫 升”突然增大或超過最高工作溫度時，說明電機已發生故障。因新能源汽 車的電機和控制器需要完全密封，因此需要在電機中安裝溫度傳感器來檢 測電機的實時運動狀態。電機極限工作溫度是由其絕緣材料的耐熱等級來決定的，電機溫 度傳感器通常采用內埋的方式布置在電機定子線圈內部，采用NTC負溫度 系數熱敏電阻檢測電機的工作溫度，并作為控制電子水泵是否運轉的主要 依據。電機溫度過高時可能導致電機嚴重損壞，當出現這種情況時應立即安靠邊 停車。電機溫度過高后車輛會進入跛行模式，限制扭矩輸出或強制停機。 以北汽新能源EV160車型為例，當電機控制器檢測到驅動

7、電機溫度傳感器 顯示120CW溫度140時，降功率運行；溫度三140時，降功率至0, 即停機（3）旋變變壓器旋轉變壓器是一種電磁式傳感器，又稱作同步分解器，簡稱旋變。 用來測量驅動電機的轉軸角位移和角速度。由激勵繞組、余弦繞組和正弦 繞組3個線圈組成。2.2電機控制器（1）電機控制器功能電機控制器是驅動電機系統的控制中心，又稱智能功率模塊，通 常簡稱為MCU。北汽EV160電機控制器長城WEY P8電機控制器MCU的主要功能是控制電機的旋轉速度、旋轉方向以及再生能量 回收。此外，電機控制器還要對電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器等 輸入信號進行處理，并將驅動電機系統的運行狀態通過CAN總線發送

8、給整 車控制器。（2）電機控制器結構電機控制器以IGBT模塊（絕緣柵雙極型晶體管）為核心，主要由 控制板、冷卻水道、UVW高壓插件、直流高壓插件、IGBT模塊及驅動板組 成。驅動電機控制器內部設有故障診斷電路，當診斷出系統異常時會 激活一個錯誤代碼，發送給整車控制器，同時也會存儲該故障碼和數據。E6電機控制器比亞迪秦電機控制器(2)電機控制器原理電機控制器是通過調節電壓大小、頻率高低、相位變化等參數來 控制電機的運轉，即通過相應的電力轉換來控制電機工作。所謂的電力轉 換就是直流與交流、電壓與頻率的轉換。電力轉換形式有交流玲直流轉換、 直流玲交流轉換、直流玲直流轉換和交流玲交流轉換。電機控制器接

9、收檔位開關、油門位置、旋轉變壓器、制動等信號， 經過判斷和邏輯運算之后控制電機的正反轉以及轉速，電機控制器工作框 架如圖4-24所示。電機控制器內部主要包括控制電路板和驅動電路板兩 部分。控制電路板以信號采集、旋變解碼、模數轉換以及CAN通訊功能為 主，并計算出所需占空比，產生PWM (正弦脈寬調制)信號。驅動電路板 以電源控制、功率調節為主，通過IGBT向驅動電機輸送U、V、W三相交主電機控制器電池蛆電子儀表板電機溫度電機控制器工作框架IGBT是由31丁（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型 電壓驅動式功率半導體器件。與其他電子元器件相比，IGBT具有輸入阻抗 高、開關

10、速度快、驅動電路簡單、承受電壓高、導通電流大等優點，已經 廣泛用于各種變頻器和調速電路中。新能源汽車電機控制器主要是通過脈沖寬度調制（PWM）的方式控 制IGBT工作，從而將電流從DC轉換到AC（電池到驅動電機）或者從AC轉 化至1DC（驅動電機到電池）2.3電機系統數據流分析利用診斷儀可以讀取驅動電機轉速、IGBT模塊溫度、驅動電機溫 度以及電壓電流等數據。新能源電動汽車實車運行數據如圖。|例EV160-2Q16款系線選擇 驅動電機系統（MCU）（2017年4月1日以前生產） 數據流|名稱當前值單位立流母線電壓32300V直流量級電流0.32A驅動電機目標轉矩命令0,00N*m驅動電機目標轉

11、速命令-1.0r/min驅動電機當前轉矩0.00N-m驅動電機當前轉速-0.4r/minA相IGBT模塊當前內部溫度332B相IGBT模塊當前內部溫度33cC相IGBT模塊當前內部溫度33MCU當前散型底板溫度45驅動電機當前溫度29七D軸電流給定值0.00AD軸電流反饋值116AQ軸電流給定值0.00AQ軸電流反饋值-0,12AD軸電壓1.28V拓展閱讀逆變器與變頻器一、逆變器逆變器是把直流電能轉變成交流電。它一般由逆變橋、控制邏輯 和濾波電路組成。二、變頻器變頻器是通過改變電機工作頻率方式來控制電機的電力控制設 備。一般由整流、濾波、逆變、制動單元、驅動單元、檢測單元、微處理 單元等組成。逆變器變頻器可變電壓DC- 口C必換券DC12VDC 201Vdc 5oov r*變頻器電壓轉換DC 201V - DC 12 V利用空調變頻器驅動空調壓縮機、學生分組操作1、高壓防護作業及場地隔離2、電機旋轉變壓器檢測3、驅動電機系統數據流記錄與分析生 相 監 督完 成 操 作四、本課小結1、驅動電機系統組成與工