新能源汽车电机驱动系统 课件 1.2.2驱动电机系统的关键技术

驱动电机系统的关键技术CONTENTS学习目标1、掌握驱动电机系统结构组成2、掌握电机驱动系统关键技术4、能够掌握电机驱动系统前进和能量回收的过程和原理NEWENERGYVEHICLENEWENERGYVEHICLENEWENERGYVEHICLE3、能够掌握电机驱动系统的结构组成和工作原理01电机控制系统组成及功用NEWENERGYVEHICLE驱动电机控制系统是电动汽车三大核心之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。电机控制系统由动力总成（驱动电动机（DM））、高压配电设备、电机控制器（MCU）、高低压线束和相关传感器等组成。整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出。电机控制器主要功能如下：①怠速控制（爬行）；②前进；③倒车；④交流转直流；⑤驻坡；⑥通信和保护驱动电机控制器是电机系统的控制中心（智能功率模块），以IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路，故障诊断电路。驱动电机控制器内含传感器用来提供驱动电机系统的工作信息，包括：电流传感器；电压传感器；温度传感器。驱动电机系统工作必须满足以下条件：①高压电源输入正常（一般绝缘性能大于20MΩ）；②低压12V电源供电正常（电压范围9~16V）；③与整车控制器通讯正常；④电容放电正常；⑤旋变传感器信号正常；⑥三相交流输出电路正常电机及电机控制器温度正常，开盖保持开关信号正常。电机控制器主要由：接口电路、控制主板、IGBT模块（驱动）、超级电容、放电电阻、电流感应器、壳体水道等组成。02电机控制系统高压电路NEWENERGYVEHICLETITLE1.通常纯电动汽车整车共分为5段高压线束。1）动力电池高压电缆：连接动力电池到高压盒之间的线缆。2）电机控制器电缆：连接高压盒到电机控制器之间的线缆图。3）快充线束：连接快充口到高压盒之间的线束。4）慢充线束：连接慢充口到车载充电机之间的线束。5）高压附件线束。03工作原理NEWENERGYVEHICLE1.电机控制器的工作原理在驱动电机系统中，驱动电机的输出动作主要是靠控制单元给定命令执行，即控制器输出命令。控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电，供给配套的驱动电机使用；其通过有效的控制策略，控制动力总成以最佳方式协调工作。2.驱动过程工作原理当电机驱动车辆前行或倒退时，动力电池通过PDU将高压直流电流向电机控制器，电机控制器将动力电池的高压直流电逆变为三相交流电，供给驱动电机，驱动车辆。3.能量回收过程工作原理当车辆减速或制动时，驱动电机转变为发电机，向电机控制器输送三相交流电，电

机控制器将驱动电机输送过来的三相交流电正流成稳定的直流电，再通过高压控制盒，

输送到动力电池，为动力电池充电。4.电机控制系统工作原理电机控制系统以驾驶人的操作意图为输入，经整车控制器（VCU）转换成控制信号提供给电机控制器，电机控制器响应并反馈，控制电机的输出转矩，从而使电动汽车以驾驶人预期的状态行驶。当电机控制器同时收到制动和加速信号，则以制动信号优先。当车辆驱动行驶时，电驱系统可将储存在动力电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速或制动时，将车轮的机械能转化为电能充入动力电池，前者是将电能转化为机械能，后者是将机械能转化为电能。在能量转换和传递的过程中驱动电机和电机控制器会产生大量的热，电驱冷却系统可将热量及时带走，使它们始终处于正常的温度范围。5.汽车减速/制动状态（机械能转化为电能）：当车辆减速/制动的时候车辆能够进行能量回收，此时电动机转变为发电机，将车辆一部分的机械能转化为电能。与此同时，电机控制器接收整车控制器的控制信号，将输入的三相交流电