任务3.2 线控驱动系统通信原理-教学课件

主讲老师：汪俊东线控驱动系统通信原理项目三：线控驱动技术任务3.2《智能汽车线控底盘装调与测试》目录任务导入AssignmentINTRO学习目标LearningobjectivesCONTENTS0102课堂小测Classroomquiz课堂总结Classroomsummary0405知识准备Backgroundknowledge03PART01任务导入AssignmentINTRO任务导入在当今的汽车工业中，线控技术正逐渐成为关键技术之一，它通过电子信号来取代传统的机械连接和液压系统，实现对车辆的精准控制。这种技术的核心在于其通信原理，即如何准确、高效、安全地在不同组件之间传输指令和反馈信息。讲课前，先问问大家知道线控驱动部件与整车控制器是如何通信的？PART02学习目标Learningobjectives学习目标素质目标通过理解实训整车通信原理，激发学生整体意识和形成一定的逻辑思维能力；培养学生精益求精、爱岗敬业的大国工匠精神。能力目标能正确叙述纯电动驱动系统的结构原理[A29]；能正确分析实训整车通信原理[A30]；能正确分析线控驱动系统电路拓扑图[A31]。知识目标能正确掌握纯电动驱动系统的结构原理[K32]；能正确理解实训整车通信原理[K33]；能正确理解线控驱动系统电路原理[K34]。思政专栏2013年以来，张连钢坚持自主创新、科技报国，带领团队锐意进取、集智攻关，破解一系列技术难题，构建一整套技术标准，建成拥有自主知识产权的全自动化码头、5G智慧码头，成为工业互联网在港口场景中应用的成功案例，被誉为中国智慧港口的“推门人”。“越遇到困难越来劲，越遇到难题，越能激发我的斗志。”张连钢和团队留下几十万字的分析报告和两千多份技术会议记录，用1000多天就完成国外常规8到10年建设任务。点赞中国速度！张连钢大国工匠张连钢思政专栏张连钢和团队的创新精神和不懈努力，为中国港口的自动化、智能化发展树立了新的标杆，同时也为全球港口行业提供了宝贵的经验和启示。他们用实际行动诠释了“大国工匠精神”，不断追求卓越，勇于创新，为国家的现代化建设贡献了自己的力量。青岛港全自动化码头工作场景大国工匠张连钢PART03知识准备Backgroundknowledge一、纯电动驱动系统的结构原理1.传感器的结构原理旋变传感器的实物图（1）旋变传感器旋转变压器简称“旋变”，是电机控制中常用的一种位置传感器，它的作用就是精准测量电机转子的位置、转速及旋转方向，将这些信号传输给控制单元，由软件的控制算法来控制电机。一、纯电动驱动系统的结构原理1.传感器的结构原理旋转变压器输入输出波形（1）旋变传感器旋变传感器内部结构原理图一、纯电动驱动系统的结构原理1.传感器的结构原理驱动电机温度传感器的工作原理（2）驱动电机温度传感器驱动电机温度传感器是指能检测驱动电机工作温度并转换成电信号输出的传感器。驱动电机温度传感器一、纯电动驱动系统的结构原理2.整车控制器整车控制器整车控制器（VCU）采集各种信号，同时接收CAN总线上各控制单元发出的数据，并结合整车控制策略对这些信息进行分析和判断，最后通过CAN总线发出指令来控制各系统控制器的工作，实现对汽车的精准控制，确保其安全、高效、稳定地运行。一、纯电动驱动系统的结构原理2.整车控制器341625整车能量管理能量回收控制整车行驶控制故障监控和处理整车附件管理VCU作用在线标定一、纯电动驱动系统的结构原理3.执行器的结构原理驱动电机控制器（1）驱动电机控制器俗称电机控制器(MCU，MotorControlUnit)，它介于电池和电机之间，根据油门（也叫电门）输入控制汽车的速度和加速度。电机控制器将电池的直流电转换为交流电，并调节电池的功率输出，驱动电机工作。电机控制器还能在再生制动过程中反转电机旋转，反向为电池充电。一、纯电动驱动系统的结构原理3.执行器的结构原理（1）驱动电机控制器341625控制驱动电机的功率输出控制能量回收把直流电转换成交流电主动放电控制驱动电机转向功能实现CAN通信7安全保护一、纯电动驱动系统的结构原理3.执行器的结构原理（1）驱动电机控制器1结构组成电子控制模块234驱动模块功率变换模块传感器一、纯电动驱动系统的结构原理3.执行器的结构原理异步电机的结构示意图（2）驱动电机1）异步电机是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现将电能转换为机械能的一种交流电机。主要由静止的定子和旋转的转子两大部分组成，转子与定子之间没有任何连接和接触。一、纯电动驱动系统的结构原理3.执行器的结构原理异步电机的工作原理（2）驱动电机1）异步电机当定子绕组通交流电后，定子绕组会产生一个旋转电磁场。转子绕组不停地切割定子的磁感应线。转子绕组中就会产生电流，而这个电流又会形成一个磁场。转子绕组会不停追赶着定子的旋转磁场，使转子沿着定子旋转电磁场相同的方向旋转，最终使电机开始旋转。一、纯电动驱动系统的结构原理3.执行器的结构原理（2）驱动电机1）异步电机优点缺点结构紧凑，坚固耐用；运行可靠，维护方便；体积小，质量小环境适应性好；转矩脉动低，噪声低；冷却自由度高对环境的适应性好功率因数低，运行时必须从电网吸收无功电流来建立磁场；控制复杂，易受电机参数及负载变化的影响；转子不易散热；调速性能差，调速范围窄一、纯电动驱动系统的结构原理3.执行器的结构原理永磁同步电机的结构示意图（2）驱动电机2）永磁同步电机它是国内纯电动驱动汽车应用的主流。其转子是由带有永久磁场的钢制成，电机工作时给定子通电，产生旋转磁场推动转自转动，而“同步”的意思是在稳态运行时，转子的旋转速度与磁场的旋转速度同步。一、纯电动驱动系统的结构原理3.执行器的结构原理永磁同步电机的工作原理（2）驱动电机2）永磁同步电机电机的转子是个永磁体，N、S极沿圆周方向交替排列，定子是旋转的磁场。电机运行时，定子存在旋转磁动势，转子像磁针在旋转磁场中旋转一样，随着定子的旋转磁场同步旋转。一、纯电动驱动系统的结构原理3.执行器的结构原理（2）驱动电机2）永磁同步电机优点缺点功率因数大，效率高，功率密度大；结构简单、便于维护，使用寿命较长，可靠性高；调速性能好，精度高；具有良好的瞬时特性，转动惯量低，响应速度快；频率高，输出转矩大电机造价较高；在恒功率模式下，操纵较为复杂，控制系统成本较高；弱磁能力差，调速范围有限；永磁材料磁场不可变，要想增大电机的功率，其体积会很大二、实训整车通信原理线控转向线控制动线控驱动BMSVCUPC遥控器CAN0CAN1CAN2三、线控驱动系统电路拓扑分析实训整车电路图底盘核心线控部件包括线控转向总成、线控制动总成、线控驱动总成、电池管理系统BMS（48V锂电）、启动电池（12V铅酸）、整车控制器（VCU）、无线遥控等。三、线控驱动系统电路拓扑分析1.针脚定义VCU线束插接器（1）整车控制器VCU线束插接器针脚定义三、线控驱动系统电路拓扑分析1.针脚定义VCU白色插接器（编号为A）针脚定义（1）整车控制器VCU线束插接器针脚定义三、线控驱动系统电路拓扑分析1.针脚定义VCU黑色插接器（编号为B）针脚定义（1）整车控制器VCU线束插接器针脚定义三、线控驱动系统电路拓扑分析1.针脚定义电机温度和旋变传感器插接器针脚定义（2）驱动电机控制器线束插接器针脚定义三、线控驱动系统电路拓扑分析1.针脚定义CAN总线插接器针脚定义（2）驱动电机控制器线束插接器针脚定义电磁刹插接器针脚定义三、线控驱动系统电路拓扑分析2.电路拓扑分析（1）电源系统电路分析48V高压锂电池除了给驱动电机控制器供电外，还可以通过DC/DC转换器给12V低压电池充电，并给整车其他用电设备供电。电量显示器可显示48V高压锂电池的电量状态。12V低压电池给整车控制器VCU、制动控制器、转向控制器、遥控接收器、转向灯和刹车灯等设备供电。三、线控驱动系统电路拓扑分析2.电路拓扑分析（2）线控驱动系统电路分析驱动电机控制器的电源受启动开关和急停开关控制。三、线控驱动系统电路拓扑分析2.电路拓扑分析（2）线控驱动系统电路分析整车控制器的电源受启动开关控制。当按下启动开关后，继电器2线圈通电，继电器2触点闭合，电流方向为：12V电源→继电器2触点→保险丝FU1→整车控制器A9、B24。PART04课堂小测Classroomquiz一、判断题1.旋转变压器简称“旋变”，是电机控制中常用的一种位置传感器，它的作用就是精准测量电机转子的位置、转矩及旋转方向。（

）2.整车控制器的具体作用包括整车行驶控制、整车附件管理、整车能量管理、能量回收控制、故障监控和处理、在线标定等。（

）3.纯电动驱动系统常见的电机类型有异步电机和永磁同步电机两种。（）4.永磁同步电机属于直流电机的一种，是国内纯电动驱动汽车应用的主流。（

）×√√×二、单选题1.温度感测元件是一个（

）系数的热敏电阻。A.正温度B.负温度C.绝对温度D.相对温度2.以下对整车控制器的描述不正确的是（

）。A.是汽车中央控制单元，起着整个控制系统的核心作用B.接收并处理来自车辆各子系统的反馈信息，为驾驶员提供必要的决策支持C.能进行故障诊断和安全保护处理D.对驾驶员的扭矩Map进行标定，可以改变车辆的舒适性BD二、单选题3.驱动电机控制器将电池的（

）。A.低压电转换为高压电