汽车构造与原理课件：驱动电机

驱动电机

驱动电机学习目录1学习目标2情景导入3知识提升4项目小结5思考测试

驱动电机学习目标能力目标能现场识别各类纯电动汽车的驱动电机；能进行一种驱动电机总成的拆装；能列出驱动电机的常见故障，并分析故障原因。素养目标通过查询资料养成使用汽车维修手册的自主学习习惯；通过完成实训工作任务，培养规范操作意识和安全生产意识（尤其是高压部分的安全操作）。知识目标掌握驱动电机的定义与主要性能指标；

掌握驱动电机的分类与特点；掌握纯电动汽车驱动电机的驱动形式；掌握各类驱动电机的基本结构原理。

一辆比亚迪秦ProEV行驶过程中，组合仪表上电机冷却液温度过高指示灯突然亮起，车主要求服务站给予检修。假设你是维修技师，请分析排除故障，完成检修任务，并回答客户提出的问题。情景导入知识提升

主要内容1.驱动电机的结构与工作原理2.驱动电机管理系统3.驱动电机及其管理系统的常见故障知识提升一、驱动电机的结构与工作原理1.驱动电机的定义、分类及性能指标

驱动电机是把动力蓄电池的电能转换成机械能的装置。它利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转转矩，最终通过传动装置驱动汽车行驶。知识提升一、驱动电机的结构与工作原理1.驱动电机的定义、分类及性能指标知识提升一、驱动电机的结构与工作原理

性能指标有电机类型、额定功率、额定转速、额定电压、额定电流、额定转矩额定效率、机械特性、效率、尺寸参数、质量参数、可靠性和成本等。DM-i超级混动系统电机主要参数1.驱动电机的定义、分类及性能指标知识提升一、驱动电机的结构与工作原理

BEV动力结构形式C-离合器D-差速器FG-固定速比减速器GB-变速器M-驱动电机2.驱动电机的驱动形式知识提升一、驱动电机的结构与工作原理图2-31驱动电机定子与转子的结构(1)驱动电机(比亚迪秦ProEV)，其采用交流无刷永磁同步电动机，额定功率为65kW，最大输出功率为120kW，输出转矩为280N·m，最高工作转速为15000r/min，与前驱变速器组装在一起，如图2-30所示。(2)驱动电机定子与转子的结构如图2-31所示，定子采用叠片结构并在槽内铺设三相正弦绕组的方式。转子上粘有已充磁的永久磁钢，按一定极对数组成。图2-30比亚迪素ProEV驱动电机总成温馨提示:驱动电机的结构与工作原理请扫视频2.4二维码观看3.驱动电机的结构与工作原理知识提升一、驱动电机的结构与工作原理(3）旋转变压器（简称旋变）是一种输出电压随转子转角变化的信号元件，用于检测电机转子的位置，将转子磁钢的位置信号转换成电信号，为开关电路提供正确的换相信息。

旋变由转子总成和定子总成组成(图2-32)，安装于电机端部。图2-32比亚迪秦ProEV驱动电机旋转变压器总成3.驱动电机的结构与工作原理知识提升一、驱动电机的结构与工作原理3.驱动电机的结构与工作原理(4)旋变工作原理

旋变工作原理与变压器基本相似，区别在于普通变压器的一次、二次绕组是相对固定的，所以输出与输入电压之比是常数。而旋转变压器的一次、二次绕组随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的高低随转子的角位移变化发生变化，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某种比例关系。图2-33转子的转动位置与输出电压的关系知识提升一、驱动电机的结构与工作原理3.驱动电机的结构与工作原理(4)旋变工作原理

图2-33a为两线圈夹角为0°时，输出电压高低与输入电压高低基本相同，频率也相同。图2-33b为两线圈夹角为90°时，输出电压高低与输入电压相差最大，输出电压为0°。图5-33c为两线圈夹角为0～900范围时，输出电压低于输入电压，但大于0°。图2-33d为两线圈夹角为180°时，输出电压与输入电压相同，方向相反。图2-33转子的转动位置与输出电压的关系知识提升二、驱动电机管理系统1.驱动电机管理系统的主要功能1)限制交流电的最高输出电流和直流电的最高输出电压。2)控制电机正向驱动、反向驱动、正转发电、反转发电。3)根据目标转矩进行最优运转控制，具有限幅和平滑处理功能。4)通过CAN与其他控制模块通信，接收并发送相关的信号，间接地控制车上相关系统正常运行。5)控制电机的动力输出，同时对电机进行保护(电压跌落、过温保护、防止电机飞车等)。6)制动能量回馈控制。7)自身内部故障的检测和处理。8)可以通过电机控制器直接从充电网上对车辆进行交流充电，也可以通过电机控制器把车辆蓄电池包的高压直流电通过控制器的逆变放到充电网上。知识提升二、驱动电机管理系统2.驱动电机管理系统总体的组成与基本工作原理电机控制器安装于驱动电机上面，其外形如图2-34所示。控制器总成底板冷却水道采用摩擦焊的工艺，将两片铝制壳体进行焊接，可靠性强。在电机控制器的直流输入端，设计了一个扼流圈，可以减少对整车的电磁干扰。总成还包括信号接插件(包含12V电源/CAN总线/碰撞信号线)等。

以比亚迪秦ProEV为例，其电机控制系统主要由高压配电箱、控制器、驱动电机与发电机及相关的传感器组成。其核心部件是电机控制器。图2-34

比亚迪秦ProEV电机控制器外形知识提升二、驱动电机管理系统2.驱动电机管理系统总体的组成与基本工作原理控制器中的IGBT模块(图2-35)由比亚迪自主生产，夹在冷却水道与驱动板之间，其作用是将动力蓄电池的直流电转换成交流电供电机使用；另外，也将电机回收的交流电转换成直流电向动力蓄电池充电图2-35比亚迪秦ProEV

IGBT模块

图2-36

电机控制器端子知识提升二、驱动电机管理系统2.驱动电机管理系统总体的组成与基本工作原理

电机控制器端子如图2-36所示，端子定义见表2-8。知识提升二、驱动电机管理系统2.驱动电机管理系统总体的组成与基本工作原理

比亚迪秦ProEV驱动电机控制器电路如图2-37所示工作原理:当车辆要行驶时，驱动电机通过旋转变压器检测到电机的位置，位置信号通过控制器处理后发送给控制器IGBT，逻辑信号控制IGBT开断，控制器输出近似正弦交流电。电机定子的三相绕组在正弦绕组下驱动电机形成圆形的旋转磁场，驱动电机转子转动，在旋转的过程中，旋转变压器的信号作为速度和位置的检测信号被反馈给控制器进行监测，来准确控制电机的转速和位置。图2-37比亚迪秦ProEV驱动电机控制器电路知识提升二、驱动电机管理系统2.驱动电机管理系统总体的组成与基本工作原理比亚迪秦ProEV电动汽车冷却系统由散热器总成、电子风扇总成、电动水泵总成和冷却水管组成。采用闭式强制水冷循环系统，冷却介质为比亚迪专用乙二醇冷却液。图2-38比亚迪秦ProEV驱动电机冷却系统冷却循环路线。

2-38比亚迪秦ProEV驱动电机冷却系统冷却循环路线温馨提示:驱动电机控制系统的结构与工作原理请扫视频2.5二维码观看。知识提升三、驱动电机及其管理系统的常见故障驱动电机常见故障见表2-9知识提升三、驱动电机及其管理系统的常见故障驱动电机管理系统常见故障，见表2-10。知识提升三、驱动电机及其管理系统的常见故障驱动电机管理系统常见故障，见表2-10。项目小结

1.驱动电机是电动汽车的驱动装置。电机种类繁多，目前电动汽车常用的驱动电机主要是交流永磁同步电机。

2.驱动电机的主要性能参数有电机类型、额定功率、额定电压、额定电流、额定效率、额定转速、额定转矩、额定功率因数、绝缘等级、功率密度、过载能力、可靠性和成本等。

3.驱动电机的基本结构主要由电枢、磁场和控制器等组成。其工作原理都是利用电磁感应原理,将电能转换为机械能。

4.目前，纯电动汽车驱动电机分为传统驱动布置形式、电动机与驱动桥组合驱动布置形式、电动机与驱动桥集成驱动布置形式、轮边电动机驱动布置形式和轮毂电动机驱动布置形式等。项目小结

5.驱动电机管理系统用来控制电机的正反转、功率、转矩和转速等，该系统主要由高压配电箱、控制器及相关的传感器等组成。

6.工作时，驱动电机控制器接收档位开关信号、加速踏板深度信号、制动踏板深度信号及驱动电机旋变信号，经过一系列逻辑处理和判断，来控制驱动电机的正反转和转速等。

7.驱动电机及其管理系统故障可以通过读取故障码等方式获取。思考

测试思