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新能源电动汽车IEDS驱动系统的调试毕业论文目录第一章 企业实习过程1第二章 新能源汽车的简介42.1电动汽车的由来42.2新能源电动汽车原理53.3新能源电动汽车的优点8第三章 IEDS电驱动系统的结成及工作原理93.1、IEDS电驱动系统的结成93.2、IEDS电驱动系统的工作原理143.3 IEDS电驱动系统的调试17第四章 IEDS电驱动系统调试中的几个案例194.1、电机控制器自干扰问题194.2、东旅纯电动装车调试的问题204.3、南京车抖动21总结心的242525第一章 企业实习过程2012年10月上旬襄阳宇清传动科技有限公司来我们学校来招聘应届毕业实习生，最后我成为了在襄阳宇清传动科技有限公司实习的应届毕业生的一员。2012年10月24日这一天开始了我为期6个月了的实习生活。这是我第一次正式的与社会职场接触并且准正式的踏上工作岗位，一切都与学样的生活不同了没有熟悉的同学与老师了，一切都是那么的陌生的。每天都在按时的上下班的时间中度过。在这种环境的变化中，实习的一开始的一段时间里我有过迷茫、彷徨，迷茫、彷徨不可能一下子就过了，我只有将我的全部注意力积中在这陌生的工作中，而这些工作对于我这才来的实习生也是毫无头绪，只有慢慢学习。我所在的部门是新能源系统事业部，主要是IEDS电驱动系统的研发生产维护。公司安排我们的实习是先从生产部开始然后再到工程部。生产部分为：IEDS电驱动系统装配室、IEDS电驱动系统实验室、驱动电动机实验室、变速箱装配线、库管。而IEDS系统装配室和IEDS实验室是我所需要去实习学习的地方。于是在这六个月的时候我从IEDS电驱动系统装配室然后到IEDS电驱动系统实验室最后到工程部，先后在这三个地方开始了我的实习生活。刚开始的到IEDS电驱动系统装配室的时候总是觉的这些简单的装配的工作要我这个大学生来做真是大材小用，这些简单的装配工作只要按步骤来一步步的装配不就行了有来的必要么。但是这只是想想该做的事还是要去认真的去的，然后我就在师傅的教导下开始了IEDS电驱动系统装配工作了，而后面我就明白了我的想是错的，我在这里学习到了IEDS电驱动系统的组成、结构，对于IEDS电驱动系统的里面所用的元件都有了一定的认识，特别是认识了一些在只在书见过还一些在书都没过到的东西，这认我见识长了不大少（例如IBGT 无感电容等（因为我是一名机械设计制造及其自动化专业的学生对电方面的知识学习的较少），也认我对于我要工作的中IEDS电驱动系统有了定了的了解了。IEDS电驱动系统组成：1、整车控制器2、电机控制器3、电磁阀4、驱动电动机5、高压柜（现在用的较少了，现在电池管理系统中有加入同样的功能） 这五部分组成了IEDS电驱动系统。现还多用一体式的控制器（就是将整车控制器集成在电机控制器内部）这样可以减少占用的空间。由于在些期间我独立装配完成过整套完整的IEDS电驱动系统所以我去对IEDS电驱动系统的组成部分的组成元件的个数、安装位都有知道了。在装配室半个多月后我去了IEDS电驱动系统实验实习，在那里我开始了进一步学习IEDS电驱动系统，开始的师傅就交我们了IEDS电驱动系统的大致的工作过程，在此中有很多有很多元件都不知道是怎么工作的是不用来有什么用功用，在师傅的教导下我认真的学习，有些在师傅讲解下自己还不是明白，就是网上查资料来补习在电学方面的知识的缺乏，这样了慢慢我的开始明白了整IEDS电驱动系统的工作原理了，然后跟着师傅去修理一些返修的产品，这个时候让我觉的前段时间在装配室的时间没有白过，因为修理产品需要对产品各个元件都在知道用的什么型号的、安装在哪里、从哪里开始安装哪里拆卸方便有效率，要是没有在装配室的时候的实习在维修产品怕我就无法下手了，原来扎实的基础是这么重要的，不能小看基础。在实验室还学会了IEDS电驱动系统调试，IEDS电驱动系实验室主要是对出厂产品的系统调试看产品是否合格，还有要反馈实验中出现的问题，我在实验室里有一个半月的时间，不仅了解了IEDS电驱动系统的工作原理及其各个元件的功用，还没学习了对IEDS电驱动系统调试用的软件DriveWizard和AutoShop , DriveWizard是电机控制器所用的软件，DriveWizard是自己学习软件，可以让电机控制器自己学习所对连接的电动机的，没个电动机出厂的时候都有没铭牌上没写的电动机的参数，但是这些参数电动机的实际参数还是差一点的，因为制造中有一些不可定的人为和非人为因素所以多多少少会一点偏差还有出厂后应为环境不一样参数也会有一定的变化，还有没一个电动机的实际参数也不一样，这样就需要DriveWizard这个软件让电机控制器去在实验中控制电动机工作从而获取电动机的实际工作参数，有了电动机实际的工作参这样才要更好更精确的控制电动面的工作。AutoShop是一个PLC编程软件，整车控制器其实就是一个PLC，用写好程序来控制电动机需要的工作状态下工作。 最后我到了工程部实习。工程部实习，在工程部需要的事情就多了，新产品的设计、实验、新车的装车调试。在就需要前面两个阶段实习所学习到的。在这那就是一个集合，会处理到各方面各种的问题。在此期间我主要做的有：纯电动对拖平台的搭建、新型IBGT电机控制器安装布局的设计、纯电动车的装车调试等等。图1 实习流程第二章 新能源汽车的简介2.1电动汽车的由来电动汽车的历史并不比内燃机汽车短，它也是最古老的汽车之一；若提及全世界上的第一 部汽车，大家的共同印象都认为是奔驰在1886年打造的Patent Motorwagen，但实际上电动车的发展历史更加悠久，早在1830年苏格兰发明家Robert Anderson便成功将电动马达装在一部马车上，后来1842年并与Thomas Davenport合作，打造出第一部 以电池为动力的电动汽车，自此开创了电动车的历史 。图2 襄阳市纯电动通勤车2.2新能源电动汽车原理从新能源电动汽车的名字我们就可以看出新能源电动汽车与传统的汽车不同这处在于新能源电动这五个字，也就说是新能源电动汽车的动力来源不是传统的柴油各汽油而是新型能源电能。新能源电动汽的组成可以分为：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成：1、电源电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。有别于老式的电网电车，新能源电动汽车电源主要是高能蓄电池，这样新能源电动汽车行车范围就不会局限于电车电网，也不用担心电网停电，这就使的新能源电动汽车行车的范围与传统汽车一样了。2. 驱动电动机 驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。三相异步交流电动机相比其它的类型的电动机的优势：制造工艺相对简单成熟、制造成本相对低、输出功率大、稳定性好、维护成本较低。我所在的实习单位采用的是自家生产的三相异步交流电机。3. 电机控制器 该装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制驱动电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。采用交流电动机及变频调速控制技术，使电动汽车的制动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。4. 传动装置 电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴，当采用电动轮驱动时，传动装置的多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载启动，所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当采用电动机无级调速控制时，电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在采用电动轮驱动时，电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。 5. 行驶装置 行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力，驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的，由车轮、轮胎和悬架等组成6. 转向装置 专项装置是为实现汽车的转弯而设置的，由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力，通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向，工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。电动汽车的转向装置有机械转向、液压转向和液压助力转向等类型。 7. 制动装置 电动汽车的制动装置同其他汽车一样，是为汽车减速或停车而设置的，通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。 8. 工作装置 工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的，如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成。 电动汽车的工作原理简介图： 蓄电池直流电流电机控制器交流电流驱动电动机传动装置行驶装置图3电动汽车的工作原理3.3新能源电动汽车的优点(1)污染少、噪音小由于新能源电动汽车用的是电能所以新能源电动可以做到零排放，传统的内燃机会排放在量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮等有害气体。电动机的噪音要比内燃机的噪音小非常多。 (2) 能源效率高，来源多样化 新能源电动汽车的能源利用效率已超过汽油机汽车，首先电动机的能源转换率一般都90%以上这是内燃机不能比的，还有特别是在城市运行时，汽车走走停停，行驶速度不高，内燃机大多数时间都在处于低档状态，而低档是也是单位路程最耗油的。新能源电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机还可以自动转化为发电机，实现减速制动时能量的回收利用 另一方面，新能源电动汽车的应用可有效地减少对石油这种不可再生资源的依赖。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化而来，这些来源都是资源充足的或是可再生的资源，除此之外， 如果夜间向蓄电池充电，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。 (3) 结构简单，使用维修方便 新能源电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小，当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护.(4)操作简单新能源电动汽车由于采用的电动机，电动机一个特点是内燃机不可比的就是可以负载零速起动，这个特点使的特别是在城市运行时，汽车走走停停，行驶速度不高的时候不用像内燃机那怕熄火情况。而并采用电动机可以去掉变速箱通过电机控制器控电动机的无级变速。第三章 IEDS电驱动系统的结成及工作原理3.1、IEDS电驱动系统的结成IEDS电驱动系统主要组成：整车控制器、电机控制器、驱动电动机、电磁阀、高压柜及各种对应的线束各元件整车控制器整车控制器其实就是一个PLC,用来接受来了整车上的各种信息，然后在编写好的程序下处理，最后发出信息给电机控制器、电磁阀等执行装置和仪表盘从而来控制整车的行驶并表示出整车的行驶的相应的参数。图4 分体式整车控制器电机控制器图5 一体式电机控制器该装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制驱动电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。采用交流电动机及变频调速控制技术，使电动汽车的制动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。 其要主元件有：由六个IBGT组成的三相逆变桥 其主要作用是将畜电池提供的直流电流转换成三相交流电流供三相异步驱动电动机工作，而还可以通还各IBGT工作的时间不同来实现变频，这样就可以实现变频调速。驱动板驱动板主是采集电机控制器内的一些电参数，如电压、电流、频率等通过硬件上的处理后变成整车控制器可接收的信号后发给整车控制器，并且接受整车控制器发出的信号处理后去控制三相逆变桥的工作。电解电容、无感电容两个电容有所不同是类型、容量、电感参数，但是它们的作用是来缓冲电流的，当是电压高的时候吸收电，电压低的时候释放电，这样保护了电子元件。放电电阻因为电解电容的容量大电压高，在电机控制不工作后还会带有大量的电并电压向，这样对维护人员就不安全，放电电阻是并联在电解电容上的，这样在电机控制器断电后，电解电容上的电会通过放电电阻消耗。预充电阻因为畜电池提供的电压高有500V600V电压，如果这么高的电压一下子加在元件上，会使元件使寿名降低，容易损坏元件，通过预充电阻分压的方法先预充让在电压到一定的值后全部电压加上，这样有个电压阶梯的缓冲有利于保护无元件。保险其作用是防止电流过载。当电流过载的时候保险就会熔断，从而断开电路来达到保护电机控制器。速度卡其作用是收集驱动电动机上测量驱动电动机转速的编码器发出的信号，处理成整车控制器可用的信号发给整车控制器。端子台端子台是一个接线的集合端子，线束都连接在这里使元件连同，集中接线使的电机控制器内部的空间紧凑顺畅。内部小风扇通过内部的小风扇使的电机控制器空气循环流动，这样电机控制器的内部温度就会均匀，防止局部温度过高而损坏了元件。外部大风扇其按装在底板的散热片处，通过空气的流动来快速带走散热片上面的大量的热量，从而达到给电机控制器散热降温的作用。电流互感器用来检测IBGT通过电流大小，而6个IBGT的电流通断的数据就可以知道了输出的电流的频率，这样就能检测出去的电流大小、频率。还有其它的元件，例如电磁继电器等驱动电动机图6 纯电动对拖平台上的使用的驱动电动机图7 驱动电动机的铭牌我所在的实习单位的驱动电动机是带有变速箱的。变速箱的好处是可以让电动机大部分的时间一直处于一个高效的工作区域，这样就可以使的电能利用率提高，而传统的变速箱不是手动的还要离合器，还采用了电动机，电动机可以负载下零启动的特点这样就可以去掉离合器了，还而采用气压进退档又省去了手动进退档的工作这样驾驶更方便易学了。而并三相异步交流电动机可以反向转动，只需要变换三相电流其中任意的两相的顺序这可样的实现反转，这样电机控制就很容易的使现反转，这样就省去了倒车档，这样变速箱的机构就相对简单了。电磁阀电磁阀其实是先导式电磁气阀，其中有4联和3联了，分别控制空档、1档、2当、3档对应的气缸工作，实际进退档位的工作，其中4联的电磁阀还个一个电磁阀是用于控制混合动力车电动机与内燃机结合与分合的离合器动作的气缸动作的。图8 四联电磁阀还有高压柜、油门踩板、档位开关等这些都是用来用来辅助给与通断的，用来控制速个系统的作用的。3.2、IEDS电驱动系统的工作原理上高压的过程先首给高压箱一个24V电高压箱一个接触器闭合给预充电路供电，在预充的作用下电解电容在安全的电压下充电，驱动板上的有一线束边连接在电解电容用来监控电压的，当电解电容上的电压达到预充的值后，驱动板会输出一个24V电到高压柜的别一个接触器，接触器闭合畜电池的就合直接上电机控制器的直流高压输入端，这样就实现了安全上高压。上高压的过程流程图高压柜一个接触器24V电流高压检测电解电容电压预充电路 电解电容开始充电驱动板检测电到预定值输出24V高压柜另一个接触器电机控制器直流高压输入端高压图9上高压的过程流程图行车过程中的原理这个过程的中心在于整车控制器，整车控制器收集信息并处理后发给合执行装置来执行，而工作装置又要反馈工件信息到整车控制器，整车控制器再处理后发出信号。油门踏板刹车踏板也就整车控制器不断收集各工作装置反馈来的信息处理后发出信号命令各工作装置工作。电机控制器整车控制器驱动电动机变速箱仪表盘选档开关电磁阀图10 IEDS电驱动系统的通讯关系3.3 IEDS电驱动系统的调试要做好IEDS电驱动系统的调试工作，就必需要了解新源能电动汽车和IEDS电驱动系统的结构及原理，这样在调试过程中出现的问题后，才能够快速准确的找出问题的原因，高效正确的处理问题。调试一般分为两个步骤：自学习自学习用的是DriveWizard软件图11 DriveWizard软件的界面通过DriveWizard软件来让电机控制器试运行，这个试用运行是一个闭环的试运行，可以监控电机各电机控制器运行的各参数，过通这种运行以检测出电机控制是否可以正常工作，还能够通过输入的电机的铭牌上的参数去安全运行，并获取电机在正常运行下的实际的参数，这个实际的参数与铭牌上的参数虽然相差很小，但是修正了这个差值后，电机控制器可以更好准确的控制电机的运行。最后就是匹配匹配就是然整个系统的运行起来，看运行中是否出现问题，没有问题一切正常运作那么就没问题了。否则就需要处理出现的问题。处理问题的方法，一般就是逆向思维。通过对整个系统的了解，从问题的表像中找出引起问的可能的原因，从常见的引发问题的原因开始检查，一项项排除问题的原因。这就需要对系统的结构原理有比较深的了解，还要收集积累出现过的问题，总结归纳分类思考。这个看似简单但是一个细心的工作，有可能就是一个接线的接触不好引起了不要正常工作。还要对其它与我们系统有一定运行上关系统的其它装置的有一定的了解，这样才能找出一些不是我们系统问题的问题。第四章 IEDS电驱动系统调试中的几个案例4.1、电机控制器自干扰问题我在实习期中发现电机控制器两个问题：电机控制器自学习的时候通过后的电机控制器下一次再同样的条件下有很大的概率不过，说明白电机控手制器不稳定。有的时候总是过自学习过不了，将端子台拆下后就能通过，这说明有问题。问题可能有几点：元件有问题装配问题电磁干扰不过元件和装配有问题这个很快就排除了，电机控制器可以正常的工作，只是自学习不好通过。这说明元件和装配不会有问题。电磁干扰的可能性很大，因为电机控制器本身就是输出高压高频的大电流的，我们在高中就学过电磁波可以过能不断变化的电场产生，最简单的电磁波发生器就是一根导线和一节电池，用导线短接电池然后断开，这样就能产生电磁波，并电导通过的电流越大电磁波越强，所以电机控制器工作的时候会产生都强度较大的电磁波，对电子元件有干扰。在实验室做实验的时候每当实验进行中的时候 ，实验平台的附近一定范围内的电子不同成程度的干扰现象，比如，手机信号不好了，通话质量有明显的降低，这说明天电机控制器有比较大的干扰源。从来源因来处理就是降压降频但是这个不是实际，也是不可能的，如果降压降频就影响了驱动电动机的工作，所以这方法不行。用屏蔽线这是一个方法，但是这样也相应的增加成本，有的地方用屏蔽线的作用也不是很大，还有就是减少线束的长度。这个问题当时几个在一起探讨过一下，后来我去了工程部后，后面电机控制器的自学习基本上都一次通过的，用来了解过了原来是装配室将线束的长度尽量减短后成果。4.2、东旅纯电动装车调试的问题这是我在没有师傅带的情况的一次装车调试。这次调试问题比较多。开始的时候去调试车辆问题主要是车没完全装好：打气泵没有安装这样车不能打气没气压，变速箱的气缸就不能工作，而那时候变速箱处行车档位上没有下空档位，没有气压不能将档空退到空档上，如果车的档位不在空档上，这样的时候做电机控制器的自学习，自学习的时候驱动电动机是会转动的且转速是最高转速40%，档位不在空档时候车子就会被带动，速度还是很快的，这样非常危险没有低压当打了开关后，电机控制器和整车控制器未能与电脑通讯上，并整车控制器的工作灯也没亮这说明没有24V低压电过来。有万表测量24V低压供电线束没有24V电压的所以可能这条线路没有接好或低压保险烧了。检查后是一接插件没有接好，松动了。档位问题当电机控制器自学习做完后，去试车时，车走不了，一走就动一下就停下来，用电脑监控是档位没上，然后排空后，手动挂档一切正常。再试车，还动一下就停了，然后去观察开动时电磁载的动作，发现是档位动作不对，这就可能接线有问题，检查接线有2根线接反了，正好这2根线分别控制2个档位的进档。改正好就正常了。4.3、南京车抖动4月上旬和同事一起去南京出差主要是去更换一个电动机，用来解决车辆起步的时候入抖动的问题。新的电动机用的是旋转编码器代以前用的光电编码器。旋转编码器比光电编器的测速的精度高，还不怕这油的问题，减少了光电编码器因为而要维修的事情，精度高就能更好的检测驱动电动机的转速，从而更精确的控制驱