新能源汽车驱动电机及控制技术 课件 项目1、2 驱动电机系统基础与高压安全认知、驱动电机结构与技术检测

新能源汽车驱动电机及控制技术1目录项目一驱动电机系统基础与高压安全认知项目二驱动电机结构与技术检测项目三减速器与传动机构技术分析项目四驱动电机控制系统认知及故障诊断项目五电驱动热管理系统故障诊断1项目描述驱动电机系统是新能源汽车的核心部件之一，其性能直接关系到整车的动力性、经济性和安全性。本项目围绕驱动电机系统的基础理论、技术发展现状及高压安全操作规范展开，通过三个典型任务，帮助学生掌握电机工作原理、类型对比与选型依据，以及高压系统安全操作与应急处理流程。内容由浅入深，注重理论与实践结合，突出职业能力和安全意识的培养。1知识目标1.能解释直流/交流电路的基本概念与电磁感应原理2.能说明永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机的工作原理与特点3.能识别常用电工工具与仪表的用途及使用方法4.能阐述高压安全操作规范与应急处理流程5.能归纳高压系统的结构组成与安全风险点1技能目标1.能够正确使用万用表、示波器等电工工具进行电路测量2.能够识别不同类型驱动电机的结构与特点3.能够按照规范完成高压系统断电与绝缘检测操作4.能够模拟高压漏电、短路等应急情况下的处理流程1素养目标1.养成严谨科学的电路测量与数据分析习惯2.具备高压系统操作中的安全意识和责任意识3.能够团队协作完成电机拆装与故障诊断任务5.具备技术创新与终身学习的意识4.形成规范操作、文明实训的职业素养1项目一驱动电机系统基础与高压安全任务一

驱动电机电学基础任务二

驱动电机技术发展任务三

高压安全防护体系1任务引入在认识新能源汽车王同学在实训中发现一台新能源实训车辆的驱动电机无法启动，初步检查发现电源指示灯正常，但电机无反应。指导教师要求他先从基础电路和电磁原理入手，使用万用表和示波器进行初步检测，判断是否为电路问题或电机本身故障。1引导问题什么是直流电路与交流电路？它们有何区别？直流/交流电路核心概念01直流电是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定，从而产生波形。简称DC。1.直流电及其特点直流/交流电路核心概念01（1）稳定性高。电压稳定，不易受到外界因素（如雷电）的影响。（2）传输效率高。在长距离传输中，电能损失较小。（3）适用于电子设备。大多数电子设备内部电路工作需要直流电。（4）不适合短距离电力传输。在短距离电力传输中，由于电阻的存在，电能损失较大。（5）电压调整困难。对于不同的电子设备，可能需要不同的电压，因此需要使用电压调整器。1.直流电的特点直流/交流电路核心概念012.交流电及其特点交流电是指大小和方向都随时间作周期性变化的电流，简称AC。交流电的大小和方向均随时间按正弦规律变化，即交流电的幅值和频率可以改变。常用于家庭电源插座、水力、火力、风力发电站、电网。直流/交流电路核心概念012.交流电及其特点‌（1）交流电的电压和频率可调，便于变压和远距离输电，能够满足不同设备的用电需求。同时，交流电机具有较高的效率和可靠性，维护成本较低。（2）交流电的电流方向和大小不断变化，会产生电磁辐射和噪音，对周围环境和人体健康有一定影响。此外，交流电的短路电流较大，对电气设备和线路的安全性要求较高。013.‌直流电与交流电的转换技术直流/交流电路核心概念直流变交流技术逆变器技术变压器技术机械式换流器交流变直流技术整流器技术滤波器技术开关电源技术电磁感应021.电磁感应现象‌电磁感应现象是指当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动，或者穿过闭合电路的磁感线数量（磁通量B）发生变化时，闭合电路中就会有电流产生，此时产生的电动势称为感应电动势，产生的电流称为感应电流。电磁感应022.磁通量‌设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S（有效面积S，即垂直通过磁感线的面积）且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫作穿过这个面的磁通量，用符号Φ表示。在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号为Wb。故磁通量的计算公式为：Φ=BS其中，Φ——磁通量，单位为Wb；B——磁感应强度，单位为T（特斯拉）；S——有效面积，即垂直通过磁感线的面积，单位为㎡。电磁感应023.感应电动势‌定义：在电磁感应现象中产生的电动势，叫作感应电动势。方向：由低电势指向高电势。产生感应电动势的条件：穿过回路的磁通量发生变化。电磁感应024.安培定则‌电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。法国物理学家安培确定了电流产生的磁场方向的判断方法，称为安培定则（也叫作右手螺旋定则）。直线电流产生磁场通电线管的磁场025.‌左手定则载流导体在磁场中受到安培力的作用，其所受安培力的方向用左手定则判定，如下图所示。电磁感应026.‌电磁感应定律线圈产生的感应电动势大小可用法拉第电磁感应定律（简称电磁感应定律）来计算。法拉第电磁感应定律指出：闭合线圈产生的感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比，其数学表达式为：E=NΔ/Δt其中：E——电动势，单位为V；N——线圈的匝数；∆Ø——磁通量的变化量，单位为Wb；∆t——磁通量变化所需的时间，单位为s。电磁感应031.‌电机的能量转换电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械，驱动电机在电动汽车中被要求承担电动机和发电机的双重功能，即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能，将电能转化为机械能；而在减速和下坡滑行时又被要求进行发电，将车轮的惯性动能转换为电能。电机的基本运行原理041.‌绝缘拆装工具的使用常用电工工具与仪表使用绝缘拆装工具是专门用于带电或可能带电的高压电气设备维修作业的手动工具，其手柄和杆部采用绝缘材料制成，能有效防止电流通过工具传导至操作人员，保障维修安全。042.‌检测仪器的使用数字万用表常用电工工具与仪表使用“开路”及“短路”测试042.‌检测仪器的使用绝缘电阻测试仪常用电工工具与仪表使用“开路”及“短路”测试042.‌检测仪器的使用钳形电流表常用电工工具与仪表使用1项目一驱动电机系统基础与高压安全任务一

驱动电机电学基础任务二

驱动电机技术发展任务三

高压安全防护体系1任务引入李先生计划将家中的燃油汽车更换为新能源电动汽车，在选购过程中，李先生对新能源汽车电机的稳定性与控制性能要求高，不同品牌汽车不同的驱动电机的特点不同，让他感到困惑，不知道该如何根据自己的需求选择合适的驱动电机。如果你是新能源汽车的销售人员，你将如何从驱动电机的类型、应用场景和特点给李先生进行解释。1引导问题请根据查阅资料和自己的认知，简单分析新能源汽车驱动电机的发展现状、应用及趋势。电动汽车电机的发展及性能要求01从19世纪电动汽车驱动电机开始发展，随着20世纪大容量动力电池技术上的技术突破和充电设施的完善与普及，电动汽车行业发展迅猛。驱动电机系统为电动汽车的关键部件，直接影响电动汽车的性能和可靠性。1.电动汽车电机的发展现状电动汽车电机的发展及性能要求01体积小、质量轻全速段高效运行低速大转矩及宽范围的恒功率特性高电压效率高，损耗少，具有制动能量回收功能。安全性使用寿命长2.新能源汽车对驱动电机的性能要求1引导问题请根据查阅资料和自己的认知，简单分析新能源汽车驱动电机的发展现状、应用及趋势。主流电机类型对比02驱动电机是新能源汽车的“心脏”，其性能直接决定了车辆的加速、爬坡、最高速度等关键动力性能和能效水平。电动汽车对驱动电机的核心要求可归纳为“三高两低”：高功率密度（小体积大功率）、高效率（延长续航）、高可靠性，以及低成本、低NVH（Noise（噪声）、Vibration（振动）与Harshness（声振粗糙度））。近年来，驱动电机技术围绕这些目标不断发展，形成了多种技术路线并存的局面。电机的种类多，用途广，功率覆盖面大，而新能源汽车对功率容量、体积、质量、散热等条件的需求，采用的驱动电机种类较少，目前，新能源汽车采用的驱动电机主要包括交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。驱动电机的概述主流电机类型对比02交流异步电机的定子及转子为独立绕组，两者基于电磁感应原理实现力矩的传递，其转子以低于气隙旋转磁场转速旋转的交流电机，也称为交流感应电机。其简单坚固，成本相对的低廉，但控制系统复杂，存在调速范围小、转矩特性不理想的问题。近年来交流电机之所以得到普遍推广，主要得益于电力电子技术、微处理器技术和交流电动机控制技术的发展。1.交流异步电机主流电机类型对比02永磁同步电机是利用永磁体建立励磁磁场的同步电机，其定子产生旋转磁场，转子采用永磁材料制成，磁场相互作用是转子转动，转速与交流电频率为整数倍关系（视转子线圈绕组数而定）。永磁同步电机具有效率高、转矩和功率密度大、功率因数高、可靠性高和便于维护等优点。2.永磁同步电机主流电机类型对比02开关磁阻电动机的定子和转子铁芯均由硅钢片叠压而成，定、转子冲片均有一齿槽，构成双凸极结构，根据定子和转子片上齿槽的多少，形成不同的极数。开关磁阻电动机的工作原理遵循“磁阻最小原理”——磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，因此，由磁场扭曲而产生磁阻性质的电磁转矩。开关磁阻电机结构简单坚固，调速范围宽、调速性能优异、调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高3.开关磁阻电机主流电机类型对比02主流电机类型对比项目常规检查内容交流异步电机永磁同步电机开关磁阻电机转速/r·min-112000-150004000-10000>15000功率密度低高中等功率因数/%82-8590-9360-65峰值效率/%94-9595-9790负载效率90-9285-9778-86恒功率区1:51:2.251:3体积大小小质量大小小运行可靠性好优好调速控制性能好好好控制器成本高高低典型车型的驱动电机应用案例03日本丰田公司于2017年退出第4代Prius驱动电机，其驱动电机峰值功率为53kW，峰值转矩为163N·m，最高转速为17000rpm，转子结构采用全新的“V一”型，并且为了提高磁阻转矩大小在“V”型永磁体槽间加入空气磁障，定转子结构如图1-2-1所示。此外，日本电机工程研究室和一些公司合作推出了一种双层永磁体转子结构的内置式驱动电机，这种结构使得其额定转矩和最大效率区均增加10%，峰值效率最大可达97%以上，主要运行区域的效率高达93%。1.丰田Prius2017驱动电机定子与转子结构典型车型的驱动电机应用案例03美国特斯拉公司于2014年推出的TeslaModelS高速异步交流电机，最大输出功率310kW，峰值转速达16000rpm；2017年量产的Model3永磁同步驱动电机为3相6极电机，采用内置“V”型结构，功率为193kW，转矩为430N·m，并且通过大量的定子轭部油槽提高了定子油冷效果2.特斯拉异步交流电机与永磁同步电典型车型的驱动电机应用案例03比亚迪E6纯电动和秦系列混合电动汽车均使用永磁同步驱动电机，电机性能最大功率和最大转矩分别为110kW和90kW、250N·m和450N·m。比亚迪唐系列混合动力电动汽车和蔚来ES8电动汽车均采用宝马i8类用的前后双电机驱动架构，前者为永磁电机，后者为异步电机。吉利汽车帝豪EV采用了前置单永磁电机，最大功率为96kW，最大转矩240N·m。3.比亚迪秦集成式前驱总成及驱动电机1项目一驱动电机系统基础与高压安全任务一

驱动电机电学基础任务二

驱动电机技术发展任务三

高压安全防护体系1任务引入王师傅是一名新能源汽车维修技师，今天他接到一辆比亚迪汉EV的维修任务，车辆报告“高压系统绝缘故障”。王师傅首先对车辆进行高压系统安全检查，确认断电后方可开始检测。请你作为助手，协助王师傅完成高压系统的安全认知与规范操作。1引导问题高压系统有哪些主要风险点？高压系统结构及风险点01新能源汽车的高压电气系统作为车辆能量管理与动力输出的核心架构，具有高度集成化与模块化的特点。新能源汽车高压电气系统架构高压系统结构及风险点01高压触点风险1.新能源汽车高压系统风险点风险场景电压等级/V电流阈值/mA事故可能性人体接触裸露高压部件300—80050—100高绝缘层老化破损400—100030—80中高潮湿环境下误操作350—75040—90高断电确认不到位600—80060—120高高压互锁失效300—90050—100中高压系统结构及风险点01短路与电弧风险1.新能源汽车高压系统风险点当维修人员从事高压电缆与连接端口的拆装，或者开展电池检测工作之际，若工具意外触碰或操作失误，极有可能引发正负极直接触碰，引发短路情况；在高压插接器拔插或线路断开时，即使电流不大，高电压也足以击穿空气形成电弧。这种电弧温度极高，可导致严重烧伤、引发火灾或爆炸。高压系统结构及风险点01热失控与火灾风险1.新能源汽车高压系统风险点运行与维修环节中，新能源汽车的动力电池均有热失控隐患，当电池进行充放电操作时会生成热量；若冷却系统效率不够或者外部环境温度过高，电池内部温度就会迅速升高。当温度达到121℃及以上，电解液会开始分解并逸出可燃气体；若温度上升至超过200℃，隔膜有熔化风险，会引发电池内部短路，最终引发热失控现象。若电池单体温度持续高于150℃，热失控出现概率达约90%，且可能在60s内引发火焰喷射。在维修阶段，若操作涵盖电池模组的拆卸安装、检查或运送，只要出现外壳破损、机械挤压或冷却液外泄，均会引发热失控，更严重的状况是，热失控一日出现，不仅会造成单体电池爆燃，还能借链式反应影响整个电池包，引发大范围火情。高压系统结构及风险点011.IP67安全防护及绝缘检测新能源汽车的IP67安全防护标准是衡量其动力蓄电池及驱动电机等关键部件防尘和防水能力的重要指标。高压系统结构及风险点01IP67标准的含义1.IP67安全防护及绝缘检测风险场景电压等级/V电流阈值/mA事故可能性0无防护0无防护1防止大于

50mm之物体侵入1水滴滴入到外壳无影响2防止大于

12.5mm之物体侵入2当外壳倾斜到15度时，水滴滴入到外壳无影响3防止大于

2.5mm之物体侵入3水或雨水从60度角落到外壳上无影响4防止大于

1.0mm之物体侵入4液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响5无法完全防止灰尘侵入5用水冲洗无任何伤害6完全防止灰尘侵入6可用于船舱内的环境——7可于短时间内耐浸水（1m）——8于一定压力下长时间浸水高压系统结构及风险点012.新能源汽车绝缘监测GB18384-2020《电动汽车安全要求》中对绝缘电阻的要求为：在最大工作电压下，直流电路绝缘电阻应不小于100Ω/V，交流电路应不小于500Ω/V。如果直流和交流的B级电压电路可导电的连接在一起，则应满足绝缘电阻不小于500Ω/V的要求。绝缘电阻测量是新能源汽车高压电气系统绝缘监测技术的基础，能够有效评估系统整体的绝缘性能，一般在动力蓄电池系统内装有一个绝缘监控系统模块来实时监测车辆绝缘性能。1引导问题如何进行高压系统断电操作？新能源汽车高压安全操作规范021.电动汽车高压维修人员规范电动汽车高压系统维修作业人员除了身体素质满足一定要求之外，还须接受必要培训取得相应资格证后才能正式进行电动汽车的维修工作，如获取具备国家应急管理部颁发的“特种作业操作证（低压电工证）新能源汽车高压安全操作规范022.电动汽车高压维修场地规范电动汽车维修工位应相对独立，与常规维修区、客户休息区、易燃品存储区等物理隔离，设立明显的“高压作业区”或“新能源专用工位”标识新能源汽车高压安全操作规范022.电动汽车高压维修场地规范操作人员防护装备及绝缘检测用具

a.绝缘手套b.绝缘鞋c.防护服d.绝缘帽e.绝缘垫新能源汽车高压安全操作规范022.电动汽车高压维修场地规范绝缘检修工具主要包括绝缘组合工具以及绝缘检测仪器仪表

a.绝缘工具套组b.万用表c.绝缘电阻测试仪新能源汽车高压安全操作规范022.电动汽车高压维修场地规范安全警示标识

a.隔离围栏b.警示牌新能源汽车高压安全操作规范022.电动汽车高压维修场地规范防护装备及绝缘检测用具检查

防护装备或绝缘检修工具常规检查内容绝缘手套检查表面是否光滑，应当无霉变、针孔、裂纹、砂眼、割伤等明显缺陷或明显波纹；检查是否有粘连和漏气现象。绝缘鞋检查绝缘鞋底以及表面是否损伤、磨损或破漏、划痕等。防护服检查确认其外观无破损、缝线牢固、无腐蚀性残留，耐压等级匹配且绝缘性能达标，附属部件完好、材质未老化，同时清洁干燥、存放规范。绝缘帽检查是否超过有效试验期；观察绝缘表面有无破损。绝缘垫检查绝缘防护垫表面有无裂痕、砂眼、老化、局部隆起、切口、夹杂导电异物、折缝、空隙等现象；放置绝缘垫并用兆欧表检测绝缘性能，绝缘值大于20MΩ。绝缘组合工具检查绝缘材料完好无孔洞、裂纹等破损；检查绝缘材料是否牢固地黏附在导电部件上；检查金属工具的裸露部分是否有锈蚀，标志是否清晰完整。绝缘检测工具检查线束以及表面是否有破损；检查性能并进行校零。新能源汽车高压安全操作规范023.高压系统断电操作工具准备工位安全布置车辆下电断开12V低压电源断开高压系统连接等待残余电量放电验电确认无高压1引导问题发生漏电或短路时应如何应急处理？高压应急处理(漏电、短路)流程03现场评估与警戒专业人员必须穿戴符合标准的个人防护装备，包括绝缘手套（1000V以上）、绝缘靴、护目镜、绝缘工具等。设置至少10米的隔离警戒区；使用“高压电危险”警示牌；确认车辆型号，查阅紧急救援指南（ERG）。执行全流程高压断电观察仪表盘或听声音，确认车辆是否已处于“OFF”状态；断开低压12V电源，并进行绝缘包裹；等待（5-15分钟）并验证高压断电。处理具体故障高压泄漏（绝缘故障）控高压短路/热失控（冒烟/起火）车辆涉水事故后处置将事故车辆存放于室外隔离区，与其他车辆保持至少15米距离。持续监控至少24小时，防止电池复燃。将车辆信息、事故过程、处理措施详细记录并告知接收的维修单位。

任务实施任务名称：新能源汽车高压安全操作实训结合实训手册，完成能源汽车高压安全操作实训，进行新能源汽车维修工位布置及高压系统断电流程的操作。新能源汽车驱动电机及控制技术1目录项目一驱动电机系统基础与高压安全认知项目二驱动电机结构与技术检测项目三减速器与传动机构技术分析项目四驱动电机控制系统认知及故障诊断项目五电驱动热管理系统故障诊断1项目描述驱动电机系统是新能源汽车的核心部件，其中，新能源汽车最常用的电机类型是‌永磁同步电机‌，凭借其‌高效率、高功率密度、优异的低速扭矩和动态响应‌等核心优势，已成为当前新能源汽车领域应用最广泛的驱动电机类型，其性能直接决定了车辆的动力表现、能效水平和安全可靠性。本项目聚焦于永磁同步电机的主流技术体系，以比亚迪秦等典型车型为载体，通过驱动电机结构原理认知、驱动电机潮装与维护、驱动电机检测与诊断三个由浅入深、理论与实操紧密结合的综合性任务，系统化培养学生的‌技术认知、规范操作与故障诊断‌三大核心职业能力，并贯穿强调高压安全意识和严谨科学的工作态度。1知识目标1.能叙述永磁同步电机的分类及特点2.能讲解永磁同步电机的结构与工作原理3.能分析永磁同步电机的特性4.能归纳永磁同步电机的拆装步骤及操作要点5.能分析永磁同步电机故障及检测方法1技能目标1.能识读永磁同步电机的铭牌信息2.能正确拆装及维护永磁同步电机3.能正确检测永磁同步电机4.能识读永磁同步电机故障码1素养目标1.在电机拆装、检测与维护过程中遵循标准化流程，养成严谨科学的工作态度2.与小组成员、客户进行清晰有效的技术交流，协同完成检测任务3.在作业过程中注重冷却液的规范处置及精细操作中追求零误差。1项目二驱动电机结构与技术检测任务一

驱动电机结构原理认知任务二

电机拆装与维护任务三

电机检测与诊断1任务引入李先生驾驶一辆比亚迪秦新能源汽车，行驶到10000公里，到4S店维护保养，其中有一个项目是进行驱动电机的检查与维护，李先生向维修人员提问，该车辆电机类型及工作原理，维修人员该从哪些方面向李先生说明？

请你根据专业知识进行客户答疑。1引导问题比亚迪秦车辆所用的电机为什么类型？永磁同步电机定义01永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousmotors,PMSM)所谓永磁，指的是在制造电机转子时加入永磁体，使电机的性能得到进一步的提升。而所谓同步，则指的是转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。因此，通过控制电机的定子绕组输入电流频率，电动汽车的车速将最终被控制。1.永磁同步电机的定义永磁同步电机定义01高转矩/惯量比、高功率密度、高效率、体积小、响应快、运行可靠等优点。与异步电机相比，无需励磁电流，因而功率因数高；主磁场由转子永磁体提供，因而无转子铜耗和铁耗(铁耗很小)，效率高。近年来，由于永磁材料性能不断提高，以及PMSM控制技术的不断成熟，PMSM在电动汽车上的应用越来越普及。2.永磁同步电机的特点永磁同步电机的分类及特点021.表面式永磁同步电机（SPMSM）是一种永磁体直接粘贴在转子表面的同步电机，其永磁体呈瓦片形或矩形排列，通过环氧树脂或非导磁套筒固定在转子铁芯外表面。这种结构使直轴与交轴电感相等，磁路对称且气隙磁场谐波含量低，适合产生正弦波磁动势。特点：其优势在于结构简单、制造成本低。但存在机械强度弱、弱磁能力差以及高温下易退磁等局限性。应用‌：家用电器、低速驱动设备。永磁同步电机的分类及特点022.‌内置式永磁同步电机（IPMSM）‌内置式永磁同步电机（IPMSM）是一种将永磁体嵌入转子铁芯内部的同步电机，其永磁体通过磁极靴或非导磁材料固定，形成直轴与交轴电感不等的磁路结构。特点：这种设计不仅增强了转子机械强度，还能通过磁阻转矩提升功率密度和效率，适用于高动态响应场景。其定子结构与普通同步电机类似，采用三相绕组产生旋转磁场，而转子无需外部励磁，兼具高效率、低振动和宽调速范围的特点。永磁同步电机的分类及特点022.‌内置式永磁同步电机（IPMSM）‌按照磁体磁化方向与转子旋转方向的相互关系，内置式转子可分为径向式、切向式和混合式3种永磁同步电机的分类及特点022.‌内置式永磁同步电机（IPMSM）‌1）径向式永磁同步电机‌：利用永磁体产生磁场的旋转电机。它的磁路结构沿径向分布，磁场方向与转子轴线垂直，定子绕组通过电流产生旋转磁场，带动永磁体转子同步旋转。2）切向式永磁同步电机‌：转子的永磁体沿着切线方向排列，通过磁路设计形成并联磁路。3）混合式永磁同步电机‌：其转子同时配备永磁体和电励磁绕组，通过协同调节气隙磁场强度，显著拓宽了恒功率运行范围并提升高速性能。03

永磁同步电机的结构永磁同步电机主要由转子、定子绕组、转速传感器以及外壳、冷却等零部件组成，在定子和转子中间还有一个比较小的空气隙。定子有比较充足的硬度和韧度，可以减少电动机运转时产生的铁耗。转子装有永磁材料，由叠片压制而成，材料有硅钢片、铜导条和铝等。

永磁同步电机的结构031.‌转子‌转子采用内置永磁体结构，在铁芯内开有插装永磁体的槽，在永磁体两侧有隔磁的空气槽以减小漏磁。

永磁同步电机的结构032.‌定子‌定子由铁芯和三相绕组构成，定子铁芯嵌有三相绕组，按照8极48槽双层叠式绕制。

永磁同步电机的结构033.机座与端盖‌定子安装在机座内，机座是整个电机安装的基础，机座壁内有冷却水通道，冷却水通道是螺旋状环绕机座，分两层制作，两个冷却水管接头是冷却水的进出口。在机座两端有端盖，端盖封闭电机并支撑转子，前端盖是传动端的端盖，后端盖是非传动端的端盖。

永磁同步电机的结构034.电机冷却水道‌比亚迪E6车型的冷却系统采用闭式强制水冷循环系统，冷却介质为乙二醇型冷却液。冷却系统由电动水泵提供动力，低温冷却液通过冷却管路由散热器流向待散热元件，冷却液在待散热元件处吸收热量后，再通过冷却管路流经散热器进行散热通，之后进行下一个循环。

永磁同步电机的工作原理04转子磁场的形成要分两步走：第一步是定子旋转磁场先在转子绕组中感应出电流；第二步是感应电流再产生转子磁场。在楞次定律的作用下，转子跟随定子旋转磁场转动。整个工作过程是：定子绕组输入三相正弦交流电→产生旋转磁场→与永磁转子磁场作用→转子产生转矩→转子随定子的旋转磁场转动。

永磁同步电机的工作原理04由于永磁同步电机的转速恒为同步转速，转子主磁场和定子圆形旋转磁动势产生的旋转的磁场也保持相对静止。两个磁场相互作用，在定子与转子之间的气隙中形成一个合成磁场，它与转子主磁场发生相互作用便产生了一个推动或者阻碍电机旋转的电磁转矩Te。由于气隙合成磁场与转子主磁场位置关系的不同，永磁同步电机既可以运行于电动状态也可以运行于发电状态。

永磁同步电机特性051.‌永磁同步电机驱动特性‌永磁同步电机系统具有更高的效率，尤其是低速下有更高的效率，更高的功率密度。

永磁同步电机特性052.‌永磁同步电机运动特性‌永磁同步电机的运行特性主要是机械特性和工作特性。永磁同步电机稳态正常运行时，转速始终保持同步速不变，因此，其机械特性为平行于横轴的直线，调节电源频率来调节电动机转速时，转速将严格地与频率成正比例变化。

永磁同步电机特性052.‌永磁同步电机运动特性‌永磁同步电动机的工作特性是指当电源电压恒定时，电动机的输入功率、电枢电流、效率、功率因数等随输出功率变化的关系。

永磁同步电机特性053.永磁同步电机的优缺点‌优点1）效率高：由于转子使用永磁体产生磁场，无需励磁电流，消除了励磁损耗，在额定负载和部分负载下都能保持极高的效率

。2）功率密度高：省去了转子绕组，可以设计得更加紧凑，在同功率或转矩等级下，体积和重量通常小于异步电机

。

3）动态响应好：转动惯量小，通过磁场定向控制可实现精确的转矩和速度控制，具有极佳的动态响应性能。

4）功率因数高：可运行在接近功率因数为1的状态，降低了电网的无功负担。

5）

低速性能好：在低速时能提供稳定的高转矩，调速范围宽。

6）结构简单：转子上没有绕组、滑环或电刷，结构坚固可靠，免维护。

永磁同步电机特性053.永磁同步电机的优缺点‌缺点1）成本高：高性能永磁体（如钕铁硼）材料成本高昂，且价格受稀土元素影响

。2）退磁风险：高温或冲击电流可能导致永磁体不可逆退磁，性能下降甚至失效。

3）磁场调节困难：转子磁场由永磁体固定产生，难以直接调节，高速时需复杂的弱磁控制。

4）制造难度大：永磁材料磁场强度高，装入转子及整体装配时难度较大。

永磁同步电机的铭牌数据061.‌型号

永磁同步电机的铭牌数据062.‌基本参数额定功率额定功率指电机在额定状态下运行时电机端输出的机械功率，单位为W或者KW。额定电压额定电压指点击在额定状态下运行时加在定子绕组上的线电压，单位为V。额定转速额定转速是指在额定电压、额定电流下，电机运转于额定功率时的转速，单位为r/min。

永磁同步电机的铭牌数据062.‌基本参数峰值功率峰值功率是指电机在峰值转矩状态下运行时电机轴端输出的机械功率，单位为W或者KW。

峰值转矩

峰值转矩是电机在短时间内可输出的最大转矩，单位为N·m，体现电机的瞬时动力响应性能。

额定转矩

额定转矩指电机在额定功率和额定转速下持续输出的转矩值，单位为N·m，反映其持续工作能力。

永磁同步电机的铭牌数据062.‌基本参数最大转速最大转速是指电机正常运行所能达到的最大速度，体现了永磁同步电机的调速能力，单位为r/min。最高效率最高效率是指电机在整个运行区间所能达到的最大效率。

功率因数功率因数是指电机有效功率与视在功率的比值，表征着电机运行时从电网吸收的无功功率的大小。

永磁同步电机的铭牌数据062.‌基本参数防护等级

防护等级标注电机对固体异物和水的防护能力。绝缘等级

绝缘等级表示电机绕组所能承受的最高工作温度，常用等级有B级、F级和H级。工作制式

工作制式标明电机的运行方式。1项目二驱动电机结构与技术检测任务一驱动电机结构原理认知任务二电机拆装与维护任务三

电机检测与诊断1任务引入李先生驾驶一辆比亚迪秦新能源汽车，行驶到10000公里，到4S店维护保养，其中有一个项目是进行驱动电机的检查与维护，李先生向维修人员提问，该车辆电机是否需要进项拆检，拆装过程中如何保障安全？维修人员该从哪些方面向李先生说明？请你根据专业知识进行客户答疑。1引导问题永磁同步电机拆装应该注意哪些问题？

场地及个人防护01检查工位检查绝缘手套检查工作台检查安全围栏检查消防设施放置警示牌检查急救药品检查绝缘垫检查安全帽

永磁同步电机拆卸02工具准备检查转子拆卸前端盖锁止翻转台识读铭牌检查并清洁拆卸后端盖铲除杂质旧胶拆卸减速器端盖拆卸减速装置铲除端盖杂质检查齿轮轴承取出转子铲除转子杂质

永磁同步电机装配03安装转子工具复位安装前端盖紧固螺栓安装减速装置安装减速器端盖安装后端盖紧固螺栓

永磁同步电机维护04场地布置电机外观检查电机外部附件及连接螺栓检查电机及减速器总成检查确定需要进行下一步维护或修理的项目1项目二驱动电机结构与技术检测任务一驱动电机结构原理认知任务二电机拆装与维护任务三电机检测与诊断1任务引入王师傅的一辆比亚迪秦EV电动汽车，行驶里程约32005km。某日车辆行驶中出现动力中断现象，仪表盘显示“电机控制系统故障”提示，重启车辆后故障依旧。请根据永磁同步电机控制系统的故障码，完成故障排除任务。1引导问题电机故障等级怎么划分？

电机故障等级分类01‌整车故障等级等级名

称故障处理1级致命故障电机零扭矩，1s紧急断开高压，系统故障灯亮。2级严重故障2级电机故障，电机零扭矩；2级电池故障，20A放电电流限功率。系统故障灯亮。3级一般故障进入跛行工况/降功率，系统故障灯亮。4级轻微故障4级故障属于维修提示，但是VCU不对整车进行限制，只仪表显示。4级能量回收故障，仅停止能量回收，行驶不受影响。

比亚迪秦电机诊断与检测02‌比亚迪秦电机回路

比亚迪秦电机诊断与检测02‌比亚迪秦电机相连的电机控制器B21插孔示意图

比亚迪秦电机诊断与检测02‌比亚迪秦电机故障检测数据针脚定义阻值B21-38（MG2电机过温）8±1ΩB21-53（MG2电机过温地）

比亚迪秦电机诊断与检测02电机检查1.电机绝缘性检查

关断高压电，拔下低压线束、高压线束。检查电机A、B、C三相高压线与壳体之间的阻抗，一般大于20MΩ。2.电机A、B、C三相高压线检测

在25℃下，使用豪欧表分别测量ABC三相电阻，将毫欧表两端子分别接在电控端A相，B相，可测得AB间的阻值；同理，可测量BC相电阻值、AC相电阻值，看用万用显