項(xiàng)目3新能源汽車電機(jī)控制器檢修任務(wù)1制動(dòng)能量回饋強(qiáng)度設(shè)置任務(wù)導(dǎo)入?yún)切〗銊傎I(mǎi)了一輛比亞迪秦PROEV，但是在開(kāi)車過(guò)程中老是感覺(jué)減速時(shí)車輛存在頓挫現(xiàn)象（拽車），電話咨詢4S店服務(wù)顧問(wèn)后，推斷可能是因?yàn)槠鋵⒅苿?dòng)能量回饋強(qiáng)度設(shè)置為了“較大”級(jí)別。服務(wù)顧問(wèn)指導(dǎo)吳小姐更改制動(dòng)能量回饋強(qiáng)度級(jí)別之后，車輛恢復(fù)正常。新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修1.掌握制動(dòng)能量回饋的基本原理和控制策略。2.理解制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的能量回收模式。3.掌握設(shè)置整車制動(dòng)能量回饋強(qiáng)度。4.能夠通過(guò)整車數(shù)據(jù)和解碼儀判斷能量回饋系統(tǒng)的工作狀況。5.認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、積極主動(dòng)。安全生產(chǎn)，文明施工。6.與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作。7.獲得分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本方法。任務(wù)目標(biāo)01/02/制動(dòng)能量回饋的控制策略制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的作用與分類CONTENT03/制動(dòng)能量回饋的基本原理目錄04/制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的能量回收模式新授Newlesson01PARTONE一、制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的作用與分類制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)也稱“制動(dòng)能量回收系統(tǒng)”或“再生制動(dòng)”，該系統(tǒng)的作用是在新能源汽車減速制動(dòng)（或者滑行）時(shí)將汽車的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并將電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能裝置（如各種蓄電池、超級(jí)電容和超高速飛輪）中，最終增加新能源汽車的續(xù)駛里程。如圖所示。一、制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的作用與分類上圖所示為制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換原理圖。電動(dòng)汽車在制動(dòng)減速或停車過(guò)程中，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)工況，制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)完成從汽車動(dòng)能到蓄電池電能的轉(zhuǎn)化，這就是制動(dòng)能量的回收過(guò)程。電動(dòng)汽車在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)處于驅(qū)動(dòng)工況，儲(chǔ)存的電能，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，這就是能量消耗的過(guò)程。一、制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的作用與分類制動(dòng)初始速度和終止速度、電動(dòng)汽車質(zhì)量等；影響制動(dòng)總能量的因素如再生制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式、電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)(滾動(dòng)阻力消耗、空氣阻力消耗等)、制動(dòng)力分配策略(摩擦制動(dòng)損耗)和制動(dòng)強(qiáng)度等；影響可回收能量的因素如電動(dòng)機(jī)和電池工作特性、傳動(dòng)系統(tǒng)特性、各部件及傳遞線路損耗和控制器損耗等。影響再生制動(dòng)回收能量的因素影響能量回收的因素主要可分為3類：一、制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的作用與分類制動(dòng)總能量、可回收能量和再生制動(dòng)回收能量三者之間的關(guān)系如圖所示。一、制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的作用與分類電動(dòng)汽車的制動(dòng)方式應(yīng)考慮機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種類型的結(jié)合，盡可能多地用回饋發(fā)電方式取代機(jī)械式制動(dòng)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)與繞組分布形成實(shí)際磁極數(shù)的關(guān)系在電動(dòng)汽車制動(dòng)和滑行時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)改為發(fā)電狀態(tài)，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能存儲(chǔ)于電池之中，這樣既可減小機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的損耗，又能提高整車能量使用效率，達(dá)到節(jié)約能源和提高電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程的目的。電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的方法可分為機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩大類。一般來(lái)講，在動(dòng)力電池充電效率為100%，電動(dòng)機(jī)效率、制動(dòng)回饋效率為50%，車輛總消耗能量的50%用于獲得車輛動(dòng)能的設(shè)定條件下，基于能量守恒而解析計(jì)算得到，采用再生制動(dòng)能量回收可提高車輛續(xù)駛里程33%。二、制動(dòng)能量回饋的控制策略制動(dòng)能量回收的控制策略是指在確保整車制動(dòng)的安全、穩(wěn)定和舒適性的情況下，根據(jù)加速踏板的開(kāi)度、車輛行駛的速度、蓄電池的荷電狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)的工作特性等諸多參數(shù)，同時(shí)考慮到蓄電池存儲(chǔ)能量的能力、電機(jī)的能量回饋功率以及發(fā)電效率等諸多限制條件，控制純電動(dòng)汽車的機(jī)械摩擦制動(dòng)和電機(jī)制動(dòng)，使制動(dòng)能量的回收量最多的控制方法。目前主要有三種不同的制動(dòng)控制策略：理想制動(dòng)力分配控制策略、最佳制動(dòng)能量回饋控制策略和前后制動(dòng)力固定比值控制策略。二、制動(dòng)能量回饋的控制策略理想制動(dòng)力分配控制策略1理想制動(dòng)力分配控制策略能充分利用地面附著條件，使制動(dòng)距離最短，制動(dòng)時(shí)汽車方向穩(wěn)定性也好，不僅如此，理想制動(dòng)力分配控制策略回收制動(dòng)能量的效果相當(dāng)好，但控制系統(tǒng)較復(fù)雜，適用于全可控的混合制動(dòng)系統(tǒng)。理想制動(dòng)力分配控制策略以使車輛的制動(dòng)距離最小化為控制目標(biāo)，控制施加在前后輪上的制動(dòng)力，同時(shí)給駕駛?cè)颂峁┳罴训闹苿?dòng)方向穩(wěn)定性。要想實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目的，要求施加在前后輪上的制動(dòng)力遵循理想的制動(dòng)力分配曲線。理想制動(dòng)力分配二、制動(dòng)能量回饋的控制策略最佳制動(dòng)能量回饋控制策略2在符合制動(dòng)要求的條件下，最佳制動(dòng)能量回饋控制策略的原理是在滿足對(duì)應(yīng)于給定減速度指令的總制動(dòng)力情況下，向前輪分配更多的制動(dòng)力。因此，對(duì)于能量回饋制動(dòng)，將有更多的制動(dòng)能量可得到回收。這種控制策略對(duì)并聯(lián)式的混合制動(dòng)系統(tǒng)與全可控的混合制動(dòng)系統(tǒng)均適用。

二、制動(dòng)能量回饋的控制策略前后制動(dòng)力固定比值控制策略3前后制動(dòng)力固定比值控制策略對(duì)于常規(guī)機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，前后輪制動(dòng)力的分配比例是固定的。對(duì)電動(dòng)汽車的混合制動(dòng)系統(tǒng)而言，前后制動(dòng)力固定比值控制策略是指前輪（前輪驅(qū)動(dòng)）的總制動(dòng)力（摩擦制動(dòng)力與電力制動(dòng)力之和）與后輪摩擦制動(dòng)力的比值在一定的制動(dòng)減速度范圍內(nèi)是固定的。為了獲得較大的制動(dòng)能量回饋，這種控制策略主要用于前輪驅(qū)動(dòng)汽車并聯(lián)式的混合制動(dòng)系統(tǒng)，即在制動(dòng)主缸中安裝檢測(cè)主缸液壓的壓力傳感器，使施加在驅(qū)動(dòng)輪上的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)力正比于制動(dòng)主缸中的液壓力。一般而言，回饋發(fā)電制動(dòng)只能起到限制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子速度過(guò)高的作用，即不讓汽車的速度比同步速度高出很多，但無(wú)法使其小于同步轉(zhuǎn)速。也就是說(shuō)，回饋發(fā)電制動(dòng)僅僅能起到穩(wěn)定運(yùn)行的作用。三、制動(dòng)能量回饋的基本原理純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的組成1純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)主要由整車控制器、儲(chǔ)能系統(tǒng)(動(dòng)力電池組)、電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液壓系統(tǒng)以及傳動(dòng)裝置等部分組成。如下圖所示。三、制動(dòng)能量回饋的基本原理純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的組成1整車控制器接收到加速踏板開(kāi)度為0%時(shí)，VCU通過(guò)動(dòng)力CAN向電機(jī)控制發(fā)出能量回收指令，電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)通過(guò)電機(jī)控制器整流后給動(dòng)力電池充電。BMC通過(guò)動(dòng)力CAN向VCU反饋當(dāng)前的動(dòng)力電池信息。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)與繞組分布形成實(shí)際磁極數(shù)的關(guān)系當(dāng)純電動(dòng)車輛電池組SOC＞95%/插電混動(dòng)車輛電池組SOC＞93%時(shí)，能量回收的電流不輸送給動(dòng)力電池，整車控制器通過(guò)CAN總線給電機(jī)控制器信號(hào)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作于驅(qū)動(dòng)與發(fā)電模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的正常行駛與制動(dòng)。從上圖可知三、制動(dòng)能量回饋的基本原理純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的工作原理2根據(jù)制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及工作原理，由電機(jī)控制器控制逆變器以及整流電路等開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通與斷開(kāi)，來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛在爬坡或加速行駛時(shí)電池向電機(jī)和負(fù)載供電，以及在減速制動(dòng)時(shí)電機(jī)對(duì)電池進(jìn)行充電。下圖為電動(dòng)機(jī)控制器控制逆變器。三、制動(dòng)能量回饋的基本原理純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的工作原理2純電動(dòng)汽車在勻速或者加速行駛過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)工作于電動(dòng)模式；根據(jù)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)與繞組分布形成實(shí)際磁極數(shù)的關(guān)系在減速制動(dòng)行駛過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電模式，此時(shí)進(jìn)行能量回饋。以水磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)為例，其具有電動(dòng)以及發(fā)電這兩種工作模式三、制動(dòng)能量回饋的基本原理純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的工作原理2當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作為電動(dòng)模式時(shí)，逆變器下半橋的開(kāi)關(guān)管處于常通狀態(tài)，對(duì)上半橋的開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)的三相按順序?qū)ǘa(chǎn)生轉(zhuǎn)矩推動(dòng)汽車行駛。當(dāng)電動(dòng)機(jī)從電動(dòng)模式切換到發(fā)電模式時(shí)，逆變器上半橋的開(kāi)關(guān)管處于截止?fàn)顟B(tài)，對(duì)逆變器的下半橋開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，假設(shè)下半橋某開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，回路電流逐漸上升，相電感積蓄能量，此為續(xù)流過(guò)程，如上圖所示。三、制動(dòng)能量回饋的基本原理純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的工作原理2然后把該開(kāi)關(guān)管進(jìn)行關(guān)閉，續(xù)流過(guò)程的回路斷開(kāi)，此時(shí)三相繞組中有很高的電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，即電動(dòng)機(jī)電壓大于電池電壓，故向電池充電，此過(guò)程為充電過(guò)程，如上圖所示。電動(dòng)機(jī)進(jìn)行回饋制動(dòng)時(shí)，相變量的電角度為0~60°的電流情況。三、制動(dòng)能量回饋的基本原理純電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的工作原理2當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT2導(dǎo)通時(shí)，形成了VT2→VD4二極管→B相繞組→A相繞組→VT2的續(xù)流回路，該能量存儲(chǔ)于電動(dòng)機(jī)的繞組電感中，因此其電流不斷增大。續(xù)流過(guò)程關(guān)斷VT2管，使續(xù)流過(guò)程切換至充電過(guò)程，充電回路為A相繞組→VD2二極管→雙向DC/DC變換器—電池→VD4二極管→B相→A相，續(xù)流過(guò)程中儲(chǔ)存在電感中的能量將被釋放出來(lái)，存儲(chǔ)到蓄電池中，因此其電流不斷減小。充電過(guò)程四、制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的能量回收模式發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)滑行/制動(dòng)狀態(tài)下的能量回收模式1在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)滑行/制動(dòng)狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離合器分離，電機(jī)/發(fā)電機(jī)離合器接合，能量?jī)H通過(guò)電機(jī)/發(fā)電機(jī)回收。在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)滑行/制動(dòng)狀態(tài)下的能量回收模式四、制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的能量回收模式發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖時(shí)滑行/制動(dòng)狀態(tài)下的能量回收模式2在發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖時(shí)滑行/制動(dòng)狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離合器閉合，電機(jī)/發(fā)電機(jī)離合器閉合，能量除了通過(guò)電機(jī)/發(fā)電機(jī)回收外，一部分用于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)（此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)切斷燃油供給）。在發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖時(shí)滑行/制動(dòng)狀態(tài)下的能量回收模式四、制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)的能量回收模式發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)滑行/制動(dòng)狀態(tài)下的能量回收模式3在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)滑行/制動(dòng)狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離合器打開(kāi)，電機(jī)/發(fā)電機(jī)離合器接合，能量?jī)H通過(guò)電機(jī)/發(fā)電機(jī)回收。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)滑行/制動(dòng)狀態(tài)下的能量回收模式實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02PARTTWO任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備序號(hào)設(shè)備及工具圖片設(shè)備及工具名稱數(shù)量設(shè)備及工具是否完好1

□是□否2

□是□否3

□是□否4

□是□否5

□是□否6

□是□否7

□是□否8

□是□否質(zhì)檢意見(jiàn)原因：□是□否任務(wù)實(shí)施

實(shí)訓(xùn)工單姓名

班級(jí)（專業(yè)）

完成日期

實(shí)訓(xùn)任務(wù)1：通過(guò)儀表判斷制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)工作狀況序號(hào)操作步驟記錄完成情況1記錄檢修車型臺(tái)架□已完成□未完成□2設(shè)置能量回饋模式標(biāo)準(zhǔn)能量□已完成□未完成□3車速提至最高車速：km/h已完成□未完成□4觀察功率指針現(xiàn)象功率指針指向動(dòng)力電池放電功率指針指向動(dòng)力電池充電已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)2：通過(guò)解碼儀判斷制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)工作狀況序號(hào)操作步驟記錄完成情況1記錄檢修車型臺(tái)架□已完成□未完成□2讀取數(shù)據(jù)流讀取數(shù)據(jù)流過(guò)程：選擇車輛制造商--數(shù)據(jù)流已完成□未完成□3車輛操作車輛操作過(guò)程：設(shè)置車輛較大能量回饋--汽車即可進(jìn)入能量回饋過(guò)程已完成□未完成□4記錄電池組當(dāng)前總電流數(shù)據(jù)流變化正到負(fù)□已完成□未完成□5得出結(jié)論電流示數(shù)為動(dòng)力電池放電電流示數(shù)為動(dòng)力電池充電已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施6S現(xiàn)場(chǎng)管理序號(hào)操作步驟完成情況備注1建立安全操作環(huán)境已完成□

2清理及整理工具量具已完成□

3清理及復(fù)原設(shè)備已完成□

4清理場(chǎng)地已完成□

5物品回收和環(huán)保已完成□

6完善和檢查工單已完成□項(xiàng)目3新能源汽車電機(jī)控制器檢修任務(wù)2絕緣柵雙極型晶體管檢測(cè)任務(wù)導(dǎo)入小李來(lái)到4S店面試，面試官提供了一臺(tái)秦EV前驅(qū)總成上的IGBT驅(qū)動(dòng)板，要求他快速且熟練的檢測(cè)其好壞。如果你是小李，你能通過(guò)面試官的測(cè)試嗎？新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修1.了解IGBT的定義。2.掌握IGBT的結(jié)構(gòu)與工作原理。3.了解IGBT的應(yīng)用。4.完成電機(jī)控制器IGBT模塊檢測(cè)。5.掌握檢測(cè)正確IGBT驅(qū)動(dòng)板的方法。6.與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作。7.獲得分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本方法。任務(wù)目標(biāo)01/02/IGBT的結(jié)構(gòu)與工作原理IGBT的定義CONTENT03/IGBT的功能目錄04/IGBT的發(fā)展與應(yīng)用新授Newlesson01PARTONE一、IGBT的定義下圖所示的的絕緣柵雙極型晶體管（簡(jiǎn)稱IGBT），是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種電壓控制型雙極型復(fù)合器件，是一種由MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）和BJT（雙極型三極管）組合成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，被認(rèn)為是電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一。一、IGBT的定義IGBT兼有MOSFET（金氧半場(chǎng)效晶體管）的高輸入阻抗和GTR（電力晶體管）的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GBT非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。作為MOSFET和GTR兩種器件優(yōu)點(diǎn)的“集大成者”，IGBT的驅(qū)動(dòng)功率小且飽和壓降低，開(kāi)關(guān)速度快且開(kāi)關(guān)損耗小，在高壓、大電流和高速等方面具備其他功率器件不可比擬的優(yōu)勢(shì)。優(yōu)點(diǎn)二、IGBT的結(jié)構(gòu)與工作原理上圖所示的IGBT是由一個(gè)PNP型三極管和增強(qiáng)型N溝道MOS管組合而成的，這種IGBT稱為N-IGBT，用圖（d）所示圖形符號(hào)表示。IGBT有三個(gè)極：C極（集電極）、G極（柵極）和E極（發(fā)射極）。相應(yīng)的還有P溝道IGBT，稱為P-IGBT，將圖（d）所示圖形符號(hào)中的箭頭改為由E極指向G極即為P-IGBT的圖形符號(hào)。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)（c）等效圖（d）圖形符號(hào)二、IGBT的結(jié)構(gòu)與工作原理電力電子設(shè)備中主要采用N-IGBT，以下圖所示電路來(lái)說(shuō)明N-IGBT的工作原理。N-IGBT工作原理說(shuō)明圖二、IGBT的結(jié)構(gòu)與工作原理根據(jù)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)與繞組分布形成實(shí)際磁極數(shù)的關(guān)系從上圖可以得知電源

通過(guò)開(kāi)關(guān)S為IGBT提供

電壓，電源

經(jīng)

為IGBT提供電壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，IGBT的G、E極之間獲得電壓

，只要

電壓大于開(kāi)啟電壓（2～6V），IGBT內(nèi)部的NMOS管就有導(dǎo)電溝道形成，NMOS管D、S極之間導(dǎo)通，為三極管電流提供通路，三極管導(dǎo)通。有電流

從IGBT的C極流入，經(jīng)三極管E極后分成

和

兩路電流，

電流流經(jīng)NMOS管的D、S極，

電流從三極管的集電極流出，

電流匯合成電流從IGBT的E極流出，即IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，

電壓為0V，NMOS管導(dǎo)電溝道夾斷（消失），

都為0A，

、

電流也為0A，即IGBT處于截止?fàn)顟B(tài)。三、IGBT的功能IGBT的主要功能是控制交流電和直流電的轉(zhuǎn)換，同時(shí)承擔(dān)電壓的高低轉(zhuǎn)換功能，還能將電動(dòng)機(jī)回收的交流電流轉(zhuǎn)換成可供蓄電池充電的電流。IGBT可被視為“非通即斷”的開(kāi)關(guān)，導(dǎo)通時(shí)可被看做導(dǎo)線，斷開(kāi)時(shí)可以充當(dāng)開(kāi)路。對(duì)此，比亞迪功率器件產(chǎn)品總監(jiān)楊欽耀的解釋是：“功率半導(dǎo)體器件是電流的開(kāi)關(guān)，在關(guān)斷的時(shí)候，能夠保證漏電流和殘余電流很小，且耐受電壓很高。在開(kāi)通的時(shí)候，功率半導(dǎo)體器件能夠保證電阻小、電流大，并且開(kāi)關(guān)的時(shí)間很短。”四、IGBT的發(fā)展與應(yīng)用應(yīng)用于邏輯和存儲(chǔ)電路的MOS技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展極大的促進(jìn)了以功率MOSFET為代表的第二代功率半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)和規(guī)模應(yīng)用，硅基功率MOSFET的成功迅速拓展了電力電子器件在低壓高頻中小功率電力電子裝備中的應(yīng)用。固態(tài)電子器件開(kāi)始出現(xiàn)并逐漸替代真空管，電力電子產(chǎn)業(yè)基于第一代以雙極型晶體管和晶閘管為代表的功率半導(dǎo)體器件逐步發(fā)展起來(lái)，但是其控制和保護(hù)較為復(fù)雜且價(jià)格昂貴。出于保護(hù)環(huán)境的考量，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了“電動(dòng)汽車發(fā)展法”，為大學(xué)和汽車制造商提供資金用以開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車技術(shù)。196620世紀(jì)70年代20世紀(jì)50年代四、IGBT的發(fā)展與應(yīng)用20世紀(jì)80年代以絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）為代表的基于MOS和雙極型復(fù)合的第三代功率半導(dǎo)體器件得到迅速發(fā)展，IGBT的高功率密度、電壓驅(qū)動(dòng)和寬安全工作區(qū)特性使得其成為中大功率、中低頻率電力電子設(shè)備的首選。1996年通用汽車推出了一款命名為GMEVI的電動(dòng)汽車，該電動(dòng)汽車研發(fā)時(shí)用幾個(gè)IGBT替代了逆變器中的48個(gè)功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管（功率MOSFET），這個(gè)方法對(duì)電動(dòng)汽車的商業(yè)化至關(guān)重要，大大推動(dòng)了電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展。四、IGBT的發(fā)展與應(yīng)用IGBT在新能源汽車中的應(yīng)用較為普遍。在電動(dòng)汽車的“三電”方面，特斯拉的ModelS使用的是三相異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)。充電樁的核心部件也離不開(kāi)IGBT芯片。有關(guān)信息顯示，在新能源汽車中，IGBT模塊約占整車成本的7%～10%。作為電力電子重要大功率主流器件之一，IGBT已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家用電器、工業(yè)應(yīng)用、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02PARTTWO任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備序號(hào)設(shè)備及工具圖片設(shè)備及工具名稱數(shù)量設(shè)備及工具是否完好1

□是□否2

□是□否3

□是□否4

□是□否5

□是□否6

□是□否7

□是□否8

□是□否質(zhì)檢意見(jiàn)原因：□是□否任務(wù)實(shí)施

實(shí)訓(xùn)工單姓名

班級(jí)（專業(yè)）

完成日期

實(shí)訓(xùn)任務(wù)1：第一組IGBT上橋二極管測(cè)試序號(hào)操作步驟記錄完成情況1使用萬(wàn)用表，調(diào)至二極管檔，紅筆固定搭在IGBT的正極銅排，黑筆分別搭在兩個(gè)輸出端。測(cè)得二極管示數(shù)：已完成□未完成□2交換表筆，黑筆固定搭在IGBT的正極銅排，紅筆分別搭在兩個(gè)輸出端。

測(cè)得：二極管是否正常：已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)2：第一組IGBT下橋二極管測(cè)試序號(hào)操作步驟記錄完成情況1表筆紅筆搭在IGBT的負(fù)極銅排，黑筆分別搭在輸出端。測(cè)得：二極管是否正常：已完成□未完成□2變換表筆，紅筆搭在負(fù)極銅排，黑筆搭在輸出端。測(cè)得：二極管是否正常：已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)3：其他2組IGBT二極管測(cè)試序號(hào)操作步驟記錄完成情況4以相同的方式，分別測(cè)得剩下的2組IGBT上下橋的二極管示數(shù)，記錄下來(lái)。測(cè)得：二極管是否正常：已完成□未完成□5查看IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)照各組IGBT上下橋的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果總結(jié)：已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施6S現(xiàn)場(chǎng)管理序號(hào)操作步驟完成情況備注1建立安全操作環(huán)境已完成□

2清理及整理工具量具已完成□

3清理及復(fù)原設(shè)備已完成□

4清理場(chǎng)地已完成□

5物品回收和環(huán)保已完成□

6完善和檢查工單已完成□項(xiàng)目3新能源汽車電機(jī)控制器檢修任務(wù)3電機(jī)控制器檢測(cè)與更換任務(wù)導(dǎo)入小李來(lái)到4S店面試，面試官提供了一臺(tái)秦EV前驅(qū)總成上的電機(jī)控制器，要求他快速且熟練的拆解內(nèi)部的各個(gè)零部件，并能檢測(cè)各部件好壞。如果你是小李，你能通過(guò)面試官的測(cè)試嗎？新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修1.了解IPM的定義。2.掌握IPM的結(jié)構(gòu)與工作原理。3.了解IPM的應(yīng)用。4.識(shí)別電機(jī)控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。5.完成電機(jī)控制器的拆卸。6.掌握控制器扼流圈、電機(jī)控制器主控板與IGBT驅(qū)動(dòng)板的拆卸。7.具備正確進(jìn)行電機(jī)控制器電容的拆卸與檢測(cè)的能力。8.與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作。9.獲得分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本方法。任務(wù)目標(biāo)01/02/IPM的主要特征智能功率模塊IPM的認(rèn)識(shí)CONTENT03/IPM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)目錄04/IPM在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用新授Newlesson01PARTONE一、智能功率模塊IPM的認(rèn)識(shí)前驅(qū)總成驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器主要組成包括IPM模塊、IGBT模塊、信號(hào)數(shù)據(jù)采集模塊、關(guān)聯(lián)電路等硬件，以及電機(jī)控制算法與邏輯保護(hù)等軟件部分。其中IPM（IntelligentPowerModule）是指智能功率模塊，把功率開(kāi)關(guān)器件（IGBT）和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起，而且內(nèi)有過(guò)電壓、過(guò)電流和過(guò)溫等故障檢測(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到CPU。它由高速低工耗的管芯和優(yōu)化的門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。即使發(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng),IPM自身也不受損壞。二、IPM的主要特征IPM內(nèi)的IGBT芯片都選用高速型,而且驅(qū)動(dòng)電路緊靠IGBT芯片,驅(qū)動(dòng)延時(shí)小,所以IPM開(kāi)關(guān)速度快,損耗小。1.開(kāi)關(guān)速度快IPM內(nèi)部的IGBT導(dǎo)通壓降低,開(kāi)關(guān)速度快,故IPM功耗小。2.低功耗IPM中的IGBT電流傳感器是射極分流式，采樣電阻上流過(guò)的電流很小。3.過(guò)電流、短路保護(hù)一般說(shuō)來(lái),智能功率模塊(IPM)包含有數(shù)字接口電路、驅(qū)動(dòng)電路、功率器件IGBT、保護(hù)電路、內(nèi)部DC-AC/AC-DC變換器等部分,是數(shù)模混合式大規(guī)模集成電路。具備的特點(diǎn)主要有：二、IPM的主要特征當(dāng)IPM的溫度達(dá)到53℃～64℃，電機(jī)控制器通過(guò)動(dòng)力CAN在網(wǎng)關(guān)控制器內(nèi)與整車控制器進(jìn)行通訊，VCU控制散熱風(fēng)扇低速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)VCU接到IPM的溫度>64℃，VCU控制散熱風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)；VCU接到IPM的溫度>85℃，IPM內(nèi)部的保護(hù)電路就會(huì)阻止門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，不接受控制輸入信號(hào)，直至過(guò)熱現(xiàn)象消失，保護(hù)器件不受損壞，同時(shí)輸出過(guò)熱故障信號(hào)。當(dāng)溫度下降到過(guò)熱復(fù)位閥值時(shí)，電路自動(dòng)恢復(fù)正常工作。組合儀表點(diǎn)亮電機(jī)過(guò)熱指示燈，提醒“請(qǐng)檢查動(dòng)力系統(tǒng)”。4.過(guò)熱保護(hù)二、IPM的主要特征當(dāng)車輛在減速或滑行的時(shí)候，VCU接收到油門(mén)踏板的開(kāi)度為0%時(shí)，VCU在網(wǎng)關(guān)控制器內(nèi)通過(guò)動(dòng)力CAN與電機(jī)控制器進(jìn)行通訊。電機(jī)根據(jù)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方法切割導(dǎo)線，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是轉(zhuǎn)子，被切割的導(dǎo)線是定子繞組。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（機(jī)械能轉(zhuǎn)換成磁能）產(chǎn)生磁場(chǎng)，定子繞組線圈（磁能轉(zhuǎn)成電能-電磁感應(yīng)）產(chǎn)生電能；每轉(zhuǎn)動(dòng)180度產(chǎn)生的電壓方向（極性）改變一次（進(jìn)去低電位，出來(lái)高電位），從而產(chǎn)生交流方波電。然后經(jīng)過(guò)電機(jī)控制器內(nèi)的IGBT上的二極管整流變成直流電輸出給動(dòng)力電池包充電，此工作過(guò)程稱為制動(dòng)能量回收。5.制動(dòng)能量回收功能二、IPM的主要特征當(dāng)電機(jī)控制器檢測(cè)到母線電壓低于電池包標(biāo)稱電壓15V時(shí)，電機(jī)控制器通過(guò)動(dòng)力CAN在網(wǎng)關(guān)控制器與電池管理器進(jìn)行信息交互，電池管理器控制電池包正、負(fù)極接觸器斷開(kāi)。電機(jī)控制器根據(jù)母線電壓進(jìn)行主動(dòng)泄放。保護(hù)電機(jī)控制器內(nèi)部電子元件不受損壞。6.驅(qū)動(dòng)電源欠壓保護(hù)二、IPM的主要特征FPGA芯片的反應(yīng)速度快，在車輛發(fā)生故障時(shí)，比如：電機(jī)出現(xiàn)絕緣不良導(dǎo)致電流過(guò)大，電機(jī)控制器通過(guò)動(dòng)力CAN網(wǎng)關(guān)控制器內(nèi)與電池管理器進(jìn)行通訊，電池管理器控制電池包正負(fù)極接觸器斷開(kāi)，電機(jī)控制器對(duì)電容進(jìn)行主動(dòng)泄放，5秒內(nèi)迅速將電容端的電壓釋放到60V以下。若電機(jī)控制器的主動(dòng)泄放失效，電機(jī)控制器會(huì)啟動(dòng)被動(dòng)泄放程序，在2min內(nèi)迅速將電容端的電壓釋放到60V以下，有效保障了維修人員和車輛電子元件的安全。7.主動(dòng)/被動(dòng)泄放保護(hù)功能上圖為電機(jī)控制器主控板，主控板的電路架構(gòu)上使用了一片DSP控制芯片以及一片F(xiàn)PGA芯片二、IPM的主要特征8.電機(jī)控制器電壓跌落保護(hù)當(dāng)車輛在行駛過(guò)程中，由于動(dòng)力電池的某個(gè)模組或單體蓄電池下降過(guò)快，電機(jī)控制器檢測(cè)到母線端的電壓下降超過(guò)30V時(shí)，電機(jī)控制器通過(guò)動(dòng)力CAN在網(wǎng)關(guān)控制器與電池管理器進(jìn)行信息交互，電池管理器控制電池包正、負(fù)極接觸器斷開(kāi)。電機(jī)控制器根據(jù)母線電壓進(jìn)行主動(dòng)泄放。保護(hù)電機(jī)控制器內(nèi)部電子元件不受損壞。二、IPM的主要特征9.安裝方便IPM采用陶瓷絕緣結(jié)構(gòu)，直接安裝在絕緣板上。直流輸入（P、N）、制動(dòng)單元輸出（B）和變頻器輸出端子直接用螺釘連接；輸入、輸出控制端子并排成一列，可用通用插座連接。所以主接線端子和控制端接線端子都可以直接拆卸，不需要烙鐵焊接，非常方便。三、IPM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)下圖為IPM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以分為UV為欠壓保護(hù)單元、OC為過(guò)電流保護(hù)單元、SC為短路保護(hù)單元、OT為過(guò)熱保護(hù)單元四個(gè)單元。這些保護(hù)單元的輸出信號(hào)作為或門(mén)輸入信號(hào)。IPM內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖三、IPM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖可見(jiàn)IGBT1～I(xiàn)GBT6組成逆變橋，VDF1～VDF6分別為6個(gè)IGBT的續(xù)流二極管。其中IGBT1～I(xiàn)GBT3為上橋臂開(kāi)關(guān)器件，由3個(gè)單獨(dú)“浮地直流電源”給3組控制電路供電；IGBT4～I(xiàn)GBT6為下橋臂開(kāi)關(guān)器件，由一組直流電源供電給3組控制電路。IGBT7為制動(dòng)電路開(kāi)關(guān)器件，VDW是它的續(xù)流二極管，內(nèi)部具有門(mén)極驅(qū)動(dòng)控制、故障檢測(cè)和多種保護(hù)電路。內(nèi)部故障保護(hù)電路若檢測(cè)到過(guò)電流、欠電壓、過(guò)熱和短路故障中的任一故障，IPM就會(huì)自行軟關(guān)斷，同時(shí)送出故障報(bào)警信號(hào)。三、IPM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)IPM引腳定義表引腳名稱定義UinU上橋臂U相控制信號(hào)輸入端。UccU上橋臂U相驅(qū)動(dòng)電源輸入端，UccU為“+”端。GNDU為“-”端。UinV上橋臂V相控制信號(hào)輸入端。UccV上橋臂V相驅(qū)動(dòng)電源輸入端，UccV為“+”端。GNDV為“-”端。UinW上橋臂W相控制信號(hào)輸入端。UccW上橋臂W相驅(qū)動(dòng)電源輸入端，UccW為“+”端。GNDW為“-”端。Ucc下橋臂共用驅(qū)動(dòng)電源（Ucc）輸入端，Ucc為“+”端，GND為“-”端。三、IPM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)IPM引腳定義表引腳名稱定義UinDB制動(dòng)控制信號(hào)輸入端。UinX下橋臂X相控制信號(hào)輸入端。UinY下橋臂Y相控制信號(hào)輸入端。UinZ下橋臂Z相控制信號(hào)輸入端。ALM保護(hù)電路動(dòng)作時(shí)的輸出端。P、N變頻裝置整流、平波后主電源（Ud）輸入端，P為“+”端，N為“-”端。B制動(dòng)輸出端子，減速時(shí)可以釋放再生電能的端子。U、V、W變頻器三相輸出端。四、IPM在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，IPM模塊以TMS320LF2407為核心的硬件配置控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示，主要由以下幾部分構(gòu)成:控制器核心TMS320LF2407，外圍接口電路、功率開(kāi)關(guān)模塊及其驅(qū)動(dòng)。IPM控制模塊結(jié)構(gòu)框圖四、IPM在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用高度集成的技術(shù)使得IPM能夠顯著簡(jiǎn)化整個(gè)PWM變頻器的設(shè)計(jì)。變頻器開(kāi)發(fā)工程師只需設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的絕緣接口和4個(gè)或者6個(gè)IPM供電電源電路。簡(jiǎn)化的外圍電路能夠很好的滿足電動(dòng)汽車變頻器對(duì)于單位體積內(nèi)功率密度高的要求。如圖所示。即使IPM在直流母線電壓很高時(shí)發(fā)生短路關(guān)斷，浪涌過(guò)電壓也不會(huì)超過(guò)模塊的耐壓極限。純電動(dòng)汽車應(yīng)用框圖四、IPM在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用如圖所示顯示的是逆變器在發(fā)生相間短路時(shí)的IPM內(nèi)部IGBT單元的測(cè)試波形。電動(dòng)汽車通常采用水冷散熱。為提高冷卻能力，水冷的水路應(yīng)設(shè)計(jì)在IPM內(nèi)的IGBT硅片正下方。此外，必須確保這些水路的密封以避免泄露，并選擇合適的位置以消除管道與安裝孔之間的沖突。高效的散熱系統(tǒng)能保證功率循環(huán)壽命和熱循環(huán)壽命。300A/600VIPM發(fā)生相間短路時(shí)的關(guān)斷波形實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02PARTTWO任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備序號(hào)設(shè)備及工具圖片設(shè)備及工具名稱數(shù)量設(shè)備及工具是否完好1

□是□否2

□是□否3

□是□否4

□是□否5

□是□否6

□是□否7

□是□否8

□是□否質(zhì)檢意見(jiàn)原因：□是□否任務(wù)實(shí)施

實(shí)訓(xùn)工單姓名

班級(jí)（專業(yè)）

完成日期

實(shí)訓(xùn)任務(wù)1：前驅(qū)動(dòng)總成電機(jī)控制器組成認(rèn)知序號(hào)操作步驟記錄完成情況1識(shí)別電機(jī)控制器標(biāo)簽，識(shí)別控制器高壓母線，三相電接口，記錄電機(jī)標(biāo)簽與型號(hào)。已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施序號(hào)操作步驟記錄完成情況2使用旋轉(zhuǎn)柄與對(duì)應(yīng)批頭，松開(kāi)控制器保護(hù)蓋固定螺絲，拆掉控制器保護(hù)蓋。

已完成□未完成□3識(shí)別驅(qū)動(dòng)總成電機(jī)控制器內(nèi)部主要模塊及主要功能：扼流圈、電容、IPM電機(jī)控制器主控板，IGBT驅(qū)動(dòng)板，溫度傳感器，霍爾電流傳感器等。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)2：控制器扼流圈的拆卸序號(hào)操作步驟記錄完成情況1使用合適的批頭與旋柄，松開(kāi)保護(hù)蓋螺絲。合適的力度取下保護(hù)蓋，注意保護(hù)蓋下方有固定膠。

已完成□未完成□2使用合適的批頭與旋柄，松開(kāi)電容的母線銅排固定螺栓，拆下扼流圈保護(hù)蓋。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施序號(hào)操作步驟記錄完成情況3使用合適的批頭與旋柄，拆除直流母線外部的固定螺絲，使用工具或合適的力度拔下母線。

已完成□未完成□4取下扼流圈，拆除時(shí)注意下部有固定膠，使用合適的力度或工具取下來(lái)。扼流圈有磁性。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)3：電機(jī)控制器的電容拆卸與檢測(cè)序號(hào)操作步驟記錄完成情況1使用套筒嫁接桿，松開(kāi)電容表面的母排固定螺絲，取下母排。

已完成□未完成□2使用批頭與旋柄松開(kāi)扼流圈支架固定螺栓。取下支架。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施序號(hào)操作步驟記錄完成情況3使用批頭與旋柄拆卸薄膜電容的固定螺絲。

已完成□未完成□4使用套筒嫁接桿松開(kāi)電容與IGBT的固定螺栓。

已完成□未完成□5使用批頭與棘輪拆卸主控板與電容預(yù)充檢測(cè)線。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施序號(hào)操作步驟記錄完成情況6取下電容。查看薄膜電容標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)規(guī)格。觀察薄膜電容外觀是否有鼓包、絕緣層是否有萎縮等情況，若有請(qǐng)及時(shí)更換。

已完成□未完成□7使用萬(wàn)用表，打開(kāi)電容檔，紅筆與黑筆分別搭在三組銅排上，測(cè)得三組電容示數(shù)。若均在電容標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，說(shuō)明電容正常，否則電容損壞。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)4：電機(jī)控制器主控板與IGBT驅(qū)動(dòng)板的拆卸序號(hào)操作步驟記錄完成情況1識(shí)別電機(jī)控制器主控板結(jié)構(gòu)：低壓插頭、連接線、主控板芯片、IGBT驅(qū)動(dòng)板（位于主控板下方）。

已完成□未完成□2使用批頭與旋柄松開(kāi)控制器主控板上層板螺栓，控制器兩側(cè)的搭鐵線以及溫度傳感器松開(kāi)。

已完成□未完成□3使用批頭與旋柄松開(kāi)側(cè)面螺絲。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施序號(hào)操作步驟記錄完成情況4按住控制器端口卡扣，使用合適的力度拔掉兩個(gè)低壓插頭。

已完成□未完成□5取下電機(jī)控制器主控板，拆卸完成。

已完成□未完成□6松開(kāi)支架固定螺絲，取下IGBT驅(qū)動(dòng)板與電機(jī)控制器支架。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施序號(hào)操作步驟記錄完成情況7識(shí)別IGBT的A、B、C三相銅排。電流傳感器檢測(cè)三相電流。

已完成□未完成□8拔下電流傳感器的低壓插頭。

已完成□未完成□9使用批頭與旋柄松開(kāi)電流傳感器兩側(cè)的固定螺栓。

已完成□未完成□10使用套筒，松開(kāi)BC相母排螺絲，取下電流傳感器與母排。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施序號(hào)操作步驟記錄完成情況11使用批頭與旋柄松開(kāi)IGBT驅(qū)動(dòng)板固定螺絲，使用套筒和敕輪松開(kāi)A相母排螺栓，取下銅排和IGBT驅(qū)動(dòng)板。電機(jī)控制器各部件拆卸完成。

已完成□未完成□12識(shí)別IGBT驅(qū)動(dòng)板主要結(jié)構(gòu)位置。如驅(qū)動(dòng)芯片識(shí)別，三組IGBT橋臂，三組IGBT正負(fù)極等。

已完成□未完成□任務(wù)實(shí)施6S現(xiàn)場(chǎng)管理序號(hào)操作步驟完成情況備注1建立安全操作環(huán)境已完成□

2清理及整理工具量具已完成□

3清理及復(fù)原設(shè)備已完成□

4清理場(chǎng)地已完成□

5物品回收和環(huán)保已完成□

6完善和檢查工單已完成□項(xiàng)目3新能源汽車電機(jī)控制器檢修任務(wù)4電機(jī)控制器數(shù)據(jù)標(biāo)定任務(wù)導(dǎo)入小李來(lái)到某整車廠面試，面試官提供了一臺(tái)秦EV前驅(qū)總成上的電機(jī)控制器，詢問(wèn)要如何進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)臺(tái)架標(biāo)定測(cè)試，你能回答這個(gè)問(wèn)題嗎？新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修1.掌握電機(jī)控制器的主要功能及其組成。2.了解純電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求。3.掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)臺(tái)架標(biāo)定及測(cè)試的方法。4.掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)裝車后的標(biāo)定及測(cè)試方法。5.掌握純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)定。6.認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、積極主動(dòng)。安全生產(chǎn)，文明施工。7.獲得分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本方法。任務(wù)目標(biāo)01/02/純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)標(biāo)定電機(jī)控制器的概念CONTENT目錄新授Newlesson01PARTONE一、電機(jī)控制器的概念純電動(dòng)汽車的電機(jī)控制器是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置，其主要功能是實(shí)現(xiàn)新能源純電動(dòng)汽車的電能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換及逆轉(zhuǎn)換。電機(jī)控制器的主要功能及其組成1電機(jī)控制器主要由低壓主控電路、高壓驅(qū)動(dòng)電路、功率電子器件、薄膜電容以及其他配套附件組成。一、電機(jī)控制器的概念電機(jī)控制器的主要功能及其組成1控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，執(zhí)行來(lái)自整車控制器的目標(biāo)轉(zhuǎn)速指令實(shí)現(xiàn)功能通過(guò)高速CAN總線與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械負(fù)載，執(zhí)行來(lái)自整車控制器的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩指令控制電機(jī)發(fā)電，執(zhí)行來(lái)自整車控制器的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩命令實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我保護(hù)，保護(hù)控制器本身不受損壞，包括過(guò)溫保護(hù)、過(guò)壓、欠壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)等一、電機(jī)控制器的概念純電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求2(1)在起步階段，要求電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能以最大轉(zhuǎn)矩輸出，以適應(yīng)日常使用快速啟動(dòng)、加速、爬坡和頻繁啟停要求；(2)峰值轉(zhuǎn)矩至少是額定轉(zhuǎn)矩的1.8～2倍以上，并且持續(xù)時(shí)間要求能持續(xù)20～40s；(3)永磁同步電機(jī)無(wú)論在何種工況下運(yùn)行，都不應(yīng)出現(xiàn)永磁體退磁的情況；(4)恒功率轉(zhuǎn)速區(qū)要求足夠的寬廣，通常需要是基轉(zhuǎn)速區(qū)域的3～4倍；純電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要技術(shù)要求如下：一、電機(jī)控制器的概念純電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求2(5)永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)電壓需要控制在一個(gè)合理的水平范圍內(nèi)，否則在電機(jī)控制器失去對(duì)電機(jī)控制時(shí)，一個(gè)異常的反電動(dòng)勢(shì)有可能擊穿電機(jī)控制器的IGBT；(6)電機(jī)需要有較低的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和較低的振動(dòng)和噪聲，在轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速特性的較寬范圍內(nèi)具有較高的效率；(7)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要有較高的體積功率密度和較高的系統(tǒng)效率；(8)能適應(yīng)不同環(huán)境如高溫、低溫、高海拔的使用要求；(9)成本具有競(jìng)爭(zhēng)力。純電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要技術(shù)要求如下：二、純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)標(biāo)定驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)臺(tái)架標(biāo)定及測(cè)試1以永磁同步電機(jī)為例，基于永磁同步電機(jī)臺(tái)架標(biāo)定的主要內(nèi)容是電機(jī)特性標(biāo)定、傳感器標(biāo)定、旋轉(zhuǎn)變壓器零位標(biāo)定。目前，車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的臺(tái)架測(cè)試都是按照GB／T18488.1和GB／T18488.2的規(guī)定進(jìn)行的，GB／T18488.1和GB／T18488.2詳細(xì)規(guī)定了驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求和測(cè)試方法。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)屬于法規(guī)件，每一個(gè)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)都需要進(jìn)行國(guó)家強(qiáng)制性檢驗(yàn)并進(jìn)行公告參數(shù)備案。標(biāo)定及測(cè)試二、純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)標(biāo)定驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)裝車后的標(biāo)定及測(cè)試2臺(tái)架測(cè)試不能完全模擬整車狀態(tài)，尤其是壞路，路面不平度為E級(jí)及以下路面，4個(gè)輪胎附著力不同，負(fù)載突變，控制不好容易失控，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性是一個(gè)巨大的考驗(yàn)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)裝車后的標(biāo)定測(cè)試主要是驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器與整車控制器的參數(shù)調(diào)整優(yōu)化，以控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)達(dá)到理想狀態(tài)。二、純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)標(biāo)定驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)裝車后的標(biāo)定及測(cè)試2（1）基于CAN總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及標(biāo)定基于CAN總線技術(shù)的標(biāo)定系統(tǒng)主要由標(biāo)定控制器、USB-CAN通信模塊和主控PC機(jī)端的標(biāo)定平臺(tái)軟件組成，PC機(jī)端監(jiān)控及標(biāo)定界面通過(guò)USB-CAN從總線上讀取驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的通信報(bào)文并能實(shí)時(shí)修改標(biāo)定參數(shù)，將程序?qū)懭腧?qū)動(dòng)電機(jī)控制器內(nèi)。二、純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)標(biāo)定驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)裝車后的標(biāo)定及測(cè)試