《汽车传感器原理与检测》课件 项目三 驱动电机系统传感器原理与检测

学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测学习任务2驱动电机温度传感器原理与检测项目三：驱动电机系统传感器原理与检测项目三：驱动电机系统传感器原理与检测01任务导入02任务资讯03任务实施04任务总结学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测任务导入任务导入你是比亚迪4Ｓ店维修技师，客户反映打开起动开关后仪表板上有多个故障灯点亮换挡杆拨至

Ｄ位或Ｒ位，车辆均无法正常行驶。请你在遵守车辆检测安全规则的情况下，制订合理的方案，完成驱动电机系统旋变传感器的检测，如果必要的话，还需要进行旧件拆卸和新件安装。希望你通过这次实践，不仅学会如何操作，更能体会到作为一名技师的责任和乐趣。准备好了吗？让我们开始吧！。准备好了吗？让我们开始吧！旋变传感器：作为驱动电机控制系统中的关键部件，承担着实时监测电机转子位置、转速等重要信息的重任。任务资讯旋变传感器：利用着实时监测电机转子位置、转速等重要信息的重任，并将这些信息反馈给电机控制器，以实现对电机的精准控制。旋变传感器安装位置：（1）旋变传感器一般呈圆柱形或长方体形等规则形状，外壳多采用金属材质，具备一定的防护性与散热性。（2）旋变传感器其内部的转子部分会与电机转子同轴连接，保障同步转动。一、驱动电机旋变传感器的结构图3-1-1比亚迪秦EV纯电动汽车驱动电机旋变传感器旋变传感器主要由励磁线圈、正弦线圈、余弦线圈、信号处理电路以及外壳等核心部分组成。定子作为固定不动的部件，是产生磁场的关键部分，内部包含有绕组和铁芯等结构，它为整个传感器的电磁感应过程提供基础磁场环境。

转子则是与驱动电机转子同步旋转的部件。旋变传感器的组成

学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测任务资讯二、驱动电机旋变传感器的工作原理旋变传感器由于定子绕组与转子绕组之间的互感随转子位置的变化而改变，当在定子绕组上施加一个稳定的交流激励电压时，转子的旋转会使得定子绕组与转子绕组间的耦合程度呈正弦、余弦规律周期性波动，进而导致转子绕组输出的感应电压幅值与相位也随之发生相应变化。旋变传感器输出的是蕴含转子位置与转速信息的调幅信号。图3-1-3旋变传感器输出信号电磁感应根据法拉第电磁感应定律，当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势，其大小与磁通量的变化率成正比。在旋变传感器中，定子绕组与转子构成了闭合的电磁耦合回路。当转子旋转时，转子磁场与定子绕组之间的相对位置持续变动，导致穿过定子绕组的磁通量周期性地增减。学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测任务资讯三、驱动电机旋变传感器的特点1.优点1）角度测量精度高

旋变传感器能够精确测量电机转子的角度，精度可达零点几度甚至更高。2）转速测量精准

能够实时跟踪电机转速的变化，即使在电机高速运转或频繁变速的情况下，依然可以提供准确可靠的转速数据。

3）适应恶劣环境

旋变传感器凭借其坚固的结构设计和特殊的材料选择，具有出色的环境适应性。4）角度测量无死角5）转速测量跨度大6）抗电磁干扰能力强2.缺点1）结构精细复杂和成本高

旋变传感器内部包含定子绕组、转子绕组、磁路组件以及信号处理电路等多个复杂部件。

定子绕组需要精确绕制，以保证电磁感应的一致性和精度。转子绕组的设计与制造也颇具难度，要兼顾与定子的耦合效果以及旋转稳定性。

2）解调与解算复杂旋变传感器输出的是经过调制的包含转子位置和转速信息的电信号。为了获取可用的物理量，需要进行复杂的信号解调与位置解算过程。3）对控制器性能要求高由于信号处理的复杂性，旋变传感器对与之配套的电机控制器性能提出了较高要求，

电机控制器需要具备强大的运算能力和快速的数据处理速度。学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测任务资讯四、驱动电机旋变传感器的应用01车辆起步在车辆起步瞬间，驾驶人踩下加速踏板，驱动电机需迅速输出较大转矩，确保车辆平稳快速起动。此时，旋变传感器发挥关键作用，它将电机转子的初始位置精确反馈给控制系统，控制系统依据此信息精准计算出定子电流的初始值，使电机瞬间建立起强大的磁场，输出足额转矩。02低速行驶如车辆在拥堵的城市道路中缓行，电机需要频繁地在低转速区间调整运行状态，旋变传感器实时监测电机转子的位置和转速变化，每一次细微的调整都能被精准捕捉并反馈给控制系统。

控制系统根据这些信息，精细地调控电机的电流和电压，确保电机输出平稳的转矩，维持车辆以稳定的速度前行。03高速行驶车辆高速行驶时，驱动电机需要持续稳定地输出高功率，以克服空气阻力和维持车速。

旋变传感器此时不间断地为控制系统提供电机转子的精确位置和转速信息，控制系统据此实时调整电机的输出功率，确保车辆能够稳定地保持在设定车速。学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测任务资讯五、驱动电机旋变传感器的测试方法旋变传感器的电路图如图所示，REF为励磁线圈，SIN为正弦线圈，COS为余弦线圈。对旋变传感器的电阻进行测量，这主要是针对励磁线圈、正弦线圈和余弦线圈，

使用万用表的电阻测量功能，将表笔分别连接到线圈的两端，测量其电阻值。对旋变传感器的电压进行测量，这主要是针对励磁线圈、正弦线圈和余弦线圈。使用示波器进行测量，将表笔分别连接到线圈的两端，测量其波形。图3-1-4驱动电机旋变传感器电路图学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测任务资讯六、驱动电机旋变传感器发展趋势随着新能源汽车对性能要求的不断提高，驱动电机旋变传感器需要提供更高的精度和可靠性。高精度的位置检测可以实现更精确的电机控制，提高电机的效率和性能。同时，高可靠性可以减少故障发生的概率，提高车辆的安全性和稳定性。采用更先进的信号处理算法和数字滤波技术，可以减少噪声和干扰，提高信号的质量和稳定性。

此外，优化传感器的结构和材料，提高传感器的灵敏度和线性度，也可以提高精度。

在可靠性方面，未来的旋变传感器将采用更严格的质量控制和检测标准。新能源汽车对空间和质量的要求非常严格，因此驱动电机旋变传感器需要不断向小型化和轻量化方向发展。小型化的传感器可以节省安装空间，提高车辆的空间利用率。国家以华旋传感技术有限公司(简称华旋传感)为代表的国内企业已在驱动电机旋变传感器上实现技术突破。国内旋变传感器在位置检测精度、稳定性等关键性能指标上不断提升，部分产品在速度指标上超过行业标准达30％

，精度指标上超越25％

。国内涌现出一批如华旋传感的企业，在国内汽车市场占有率已超过30％

，华旋传感已进入上汽集团、理想、小鹏等头部企业供应链，并成功打入欧洲和北美洲市场。想一想查询更多的资料，与同学分享我国旋变传感器发展的最新趋势。学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测任务实施一、任务准备二、实操演练任务1驱动电机旋变传感器检测（1）硬件检查：对驱动电机旋变传感器外观及安装状态进行检查，检查内容见表3-1-2。表3-1-2驱动电机旋变传感器外观及安装状态检查（2）画电路图：查阅相关维修手册，在下面画旋变传感器相关电路图。（3）测量旋变传感器：以实验车辆为例,查询维修手册中励磁线圈、正弦线圈和余弦线圈的电阻值范围，对旋变传感器进行测量，并并将检测结果及维修意见填入表3-1-3中。（4）检查：根据表3-1-3测量结果对故障部位进行维修,维修后重新对该功能进行检查,并将检查结果记录在下表表3-1-3旋变传感器测量学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测任务评价学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测学习情境评价表学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测任务总结学习任务1驱动电机旋变传感器原理与检测学习任务2驱动电机温度传感器原理与检测任务导入任务导入你是比亚迪4Ｓ店维修技师，客户反映打开起动开关后仪表板上有多个故障灯点亮换挡杆拨至

Ｄ位或Ｒ位，车辆均无法正常行驶。请你在遵守车辆检测安全规则的情况下，制订合理的方案，完成驱动电机系统温度传感器的检测，如果必要的话，还需要进行旧件拆卸和新件安装。希望你通过这次实践，不仅学会如何操作，更能体会到作为一名技师的责任和乐趣。准备好了吗？让我们开始吧！趣。准备好了吗？让我们开始吧！学习任务2驱动电机温度传感器原理与检测温度传感器：实时、精准地反馈驱动电机温度是确保驱动电机可靠运行的必要条件。任务资讯温度传感器：温度是影响电机性能、寿命与安全性的关键因素，过高的温度可能导致电机绕组绝缘老化、永磁体退磁，进而降低电机效率甚至引发故障。温度传感器安装位置：（1）外壳多采用耐高温、绝缘的塑料或金属材质封装，以保护内部敏感元件并适应电机周边复杂的电磁与热环境。一、驱动电机温度传感器的结构图3-2-1比亚迪秦EV纯电动汽车驱动电机温度传感器驱动电机温度传感器通常由敏感元件(热敏电阻)、绝缘外壳、引线等部分组成，

敏感元件被封装在绝缘良好的外壳内，防止与外界环境短路或受干扰。引线用于连接到汽车的电子控制单元(ECU)，将电阻变化信号传输过去，以便

ECU换算成温度值。温度传感器的组成

学习任务2驱动电机温度传感器原理与检测任务资讯二、驱动电机温度传感器的工作原理温度传感器当驱动电机运行产生热量，温度发生变化时，热敏电阻的阻值立即响应改变，它被封装在绝缘外壳内，通过引线连接到汽车的电子控制单元(ECU)。由于电阻值的变化，在与ECU内部固定电阻组成的分压电路中，分压值也随之改变，如图3-2-3所示。图3-2-3NTC热敏电阻温度传感器热敏电阻热敏电阻作为驱动电机温度传感器的核心元件，具有独特的热敏特性。其分为正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)热敏电阻，

NTC热敏电阻在驱动电机温度监测中应用广泛，其阻值与温度呈现反向变化关系。学习任务2驱动电机温度传感器原理与检测图3-2-2热敏电阻温度传感器任务资讯三、驱动电机温度传感器的特点1.优点1）高灵敏度

热敏电阻对温度变化极为敏感，尤其是NTC热敏电阻温度传感器，微小的温度波动就能引起电阻值较大幅度的改变。2）响应速度快当环境温度突变时，它能在极短时间内(通常以毫秒计)反映出电阻值的变化，进而输出对应的温度信号。3）尺寸小巧，易于安装

热敏电阻通常可以制作成各种微小的形状，体积小、质量轻。在新能源汽车紧凑的内部空间布局下，无论是安装在狭小的电池模组间隙中，还是紧贴电机外壳的有限空间内，都不会占据过多位置。4）价格相对低廉从成本角度考虑，热敏电阻式温度传感器在众多温度传感器类型中具有较大优势。其制造工艺相对成熟，使得批量生产的成本可控。2.缺点1）测量精度易受环境因素影响

尽管热敏电阻灵敏度高，但它的电阻值不仅取决于温度，还容易受到环境湿度、压力以及自身老化等因素干扰。2）线性度较差热敏电阻的电阻-温度特性并非呈理想的线性关系，特别是在较宽的温度测量范围内，这种非线性关系表现得更为明显。3）稳定性较差随着使用时间增长，热敏电阻的性能会逐渐发生漂移，主要是由于半导体材料内部结构的缓慢变化以及长时间受温度、电场等作用导致。学习任务2驱动电机温度传感器原理与检测任务资讯四、驱动电机温度传感器的应用01车辆高温车辆在高温环境下的长距离高速行驶中，车辆的驱动电机控制系统检测到驱动电机定子绕组处的温度传感器反馈温度持续上升，接近临界阈值。ECU迅速做出反应:一方面逐步降低驱动电机输出功率，避免过热加剧。另一方面启动了液冷散热系统的高速模式，加大冷却液循环流量，同时在车载显示屏上向驾驶人发出“驱动电机过热风险，请适当减速”的警示信息。学习任务2驱动电机温度传感器原理与检测任务资讯五、驱动电机温度传感器的测试方法温度传感器的电路图如图所示，Ｒ1和Ｒ2为

２

个NTC热敏电阻式温度传感器。将万用表调至电阻挡，根据传感器的类型和预计电阻值范围，选择合适的量程，然后将万用表的表笔连接到温度传感器的两端。图3-2-4驱动电机温度传感器电路图学习任务2驱动电机温度传感器原理与检测任务资讯五、驱动电机温度传感器的测试方法汽车诊断仪与车辆的OBD接口连接，打开诊断仪，选择进入电机控制器(MCU)与驱动电机相关的模块，读取温度数据流，在诊断仪的菜单中找到“驱动电机温度”或类似的数据流选项，读取并记录此时显示的温度值。图3-2-5驱动电机温度数据流学习任务2驱动电机温度传感器原理与检测任务资讯六、驱动电机旋变传感器发展趋势相比传统材料，能在更宽温度区间内将测量精度提升一个数量级，达到±

0.1℃

甚至更高精度。这对于新能源汽车的电池管理系统意义非凡，精准的温度监测可优化电池充放电效率，延长电池寿命，减少因温度误差导致的电池性能衰减风险。采用通过内置微处理器搭载复杂的温度补偿算法，实时修正热敏电阻受环境因素(如湿度、压力)干扰产生的测量偏差。采用多层防护、气密封装结构，有效隔绝外界水汽、腐蚀性气体以及机械振动