新能源汽车构造与故障检修课件 -驱动电机结构认识与拆检

新能源汽车构造与故障检修驱动电机结构认识与拆检项目导入

王先生的纯电动汽车在行驶5000km后，出现类似底盘零件松动的声音，当车辆低速滑行通过减速带时，声音较为明显。此外，在低速状态下，加速和减速过程中也会频繁出现此声音。经维修技师初检后，判断为驱动电机输出轴花键磨损严重，需要更换驱动电机。你能完成这个任务吗？任务目标知识目标：熟知电动汽车驱动系统结构及工作原理；

掌握动力系统工作原理。技能目标：能根据车用驱动电机要求，按照标准流程，使用专用工具，完成驱动电机的拆装与更换。素养目标：在独立完成任务和团队协作过程中，注重职业素养的培养，促使学生在学习过程中养成良好的职业行为习惯和树立正确的职业道德观念；课程教学中注重工匠精神的培育，使学生在学习过程中逐渐形成追求卓越、精益求精、严谨认真的职业精神。知识学习知识点一、驱动电机的作用

在新能源汽车中，通常情况下是驱动电机取代发动机，并在电机控制器的控制下，将电能转换为动能来驱动车辆行驶。

其主要性能要求如下：1.体积小、质量轻2.全速段高效运行3.低速大转矩及宽范围的恒功率特性4.高可靠性5.高电压6.安全性能7.高转速8.使用寿命长知识学习知识点二、直流电动机1.直流电动机的结构图3-1-1直流电机结构知识学习2.直流电动机的工作原理

在一对静止的磁极N和S之间，安装一个可以绕中心横轴而转动的圆柱形铁芯，在该铁芯上装有矩形线圈abcd。这个转动的部分通常被称作电枢。线圈的末端a和d分别接到被称作换向片的两个半圆形铜环上。换向片之间相互绝缘，它们和电枢安装在同一根轴上，可随电枢一起转动。A和B是两个固定不动的碳质电刷，它们和换向片之间滑动接触，来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流入电枢的线圈。直流电动机模型如图3-1-2所示。图3-1-1直流电机结构知识学习2.直流电动机的工作原理

当电刷A和B分别连接直流电源的正负极时，电流从电刷A流入，从电刷B流出，通过线圈abcd形成回路。相应地，导线ab和cd在磁场的作用下会产生磁力，其方向由右手定则来确定。图3-1-3所示为换向器在直流电动机中的作用。图3-1-3换向器在直流电动机中的作用知识学习知识点三、交流感应电动机（一）交流电动机的结构

与所有旋转的电动机结构相同，交流感应电动机是由静止的定子和可以旋转的转子组成，定子和转子之间为气隙，交流感应电动机的气隙一般为0.5~2.0mm，气隙的大小对交流感应电动机的性能有很大影响。图3-1-4笼型交流异步电机结构知识学习1.定

子

交流感应电动机的定子主要由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。图3-1-5所示为定子铁芯。定子铁芯主要作为电动机主磁路的一部分，并且用来嵌放定子绕组。为了降低定子铁芯的铁损耗，定子铁芯通常由0.35~0.50mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。图3-1-5定子铁心知识学习

如图3-1-6所示，定子绕组是电动机的电路部分，通入三相交流电后，其作用是吸收电功率并产生旋转磁场。图3-1-6定子绕组知识学习

定子绕组由3个在空间上互隔120°对称排列且结构完全相同的绕组（每个绕组为一相）组成，根据需要连接成Y形或Δ形，其接法如图3-1-7所示。图3-1-7定子绕组接法知识学习2.转

子

交流感应电动机的转子包括转子铁芯和转子绕组。知识学习（二）交流电动机的工作原理

交流电动机的工作原理基于电磁感应和旋转磁场。当定子绕组通入交流电时，会产生一个旋转磁场，这个旋转磁场切割转子导体，在转子中感应出电动势并产生电流。转子电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，驱动转子旋转。转子的转速略低于旋转磁场的同步转速，这种转速差称为滑差，是交流电动机正常工作的必要条件。知识学习知识点四、永磁同步电动机（一）永磁同步电机的结构图3-1-10

永磁同步电机结构知识学习1.定

子

定子与普通电动机基本类似，由电枢铁芯和电枢绕组构成。图3-1-11定子结构知识学习2.转

子

转子主要由永磁体、转子铁芯和转轴等构成。其中永磁体主要采用铁氧体永磁和钕铁硼永磁材料；转子铁芯可根据磁极结构的不同，选用实心钢，或采用钢板或硅钢片冲制后叠压而成。图3-1-12所示为永磁同步电机转子结构。图3-1-12转子结构知识学习（二）永磁同步电动机的工作原理

定子绕组产生旋转磁场的机理与感应电动机是相同的，其转子通过永久磁铁产生磁场，两个磁场相互作用产生转矩，定子绕组产生的旋转磁场，可看作是一对旋转磁极吸引转子的磁极随其一起旋转。图3-1-13中n为电机转速，为同步转速，T为转矩，θ为功率角，电机的转子是一个永磁体，N、S极延圆周方向交替排列，定子可以看成是一个以速度旋转的磁场。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―样，随着定子的旋转磁场同步旋转。图3-1-13所示为永磁同步电机工作原理。图3-1-13永磁同步电机工作原理知识学习知识点五、开关磁阻电动机1.结构：

开关磁阻电机的定子与转子都是由硅钢片叠压而成，转子上既无绕组也无永磁体，通常装有位置传感器；定子上绕有集中绕组，径向相对的两个绕组串联构成一相绕组。定子与转子均采用凸极铁芯结构。定子和转子的凸极有很多组合方式，开关磁阻电机的定子凸极数量为偶数，转子凸极也为偶数，通常转子比定子少两个，共同组成不同极数的开关磁阻电机。图3-1-14所示为最常见的开关磁阻电动机。知识学习（a)6/4级

（b）8/6级

（c）12/8级图3-1-14

最常见的开关磁阻电动机

知识学习2.原理：

转子凸极2-4与C相凸极对齐，转子凸极1-3与A相凸极之间相差一个角度θ（θ=）。此时若A相绕组通电，B、C相不通电，则在A相定子中建立了一个以A-A为轴线的对称磁场，磁通经定子轭、定子凸极、转子凸极和转子轭闭合，A-A对称磁场产生的弯曲磁力线沿逆时针方向的切向磁拉力作用于转子上产生转矩，将转子凸极1-3向定子A相轴线方向拖动，使转子逆时针方向旋转。转子凸极轴线1-3逐渐向定子凸极的磁极轴线A-A靠拢，如图3-1-15所示。当转子转过角度θ，转子凸极1-3与定子凸极A-A对齐时，磁场的切向磁拉力消失，转子将不再旋转。图3-1-15转子凸极知识学习开关磁阻电机工作原理如图3-1-16所示。（a）知识学习（b）知识学习（c）图3-1-16开关磁阻电机工作原理知识学习几种典型电动机的性能特性对比见表3−1-1。性能及类型直流电机异步电机永磁同步电机开关磁阻电机转速范围/rpm4000~600012000~200004000~10000＞15000功率密度低中高较高电动机重量重中轻轻电动机体积大中小小可靠性一般好优良好结构坚固性差好好好控制器成本低高高一般车型入门级电动车高端车型主流车型无应用实例

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E6i3腾势沃蓝达-任务实施本任务主要操作内容：完成新能源汽车电驱总成的更换。（一）实施准备（1）防护装备：安全防护装备；（2）车辆、台架、总成：比亚迪E6整车；（3）专用工具、设备：绝缘工具套件、举升机、工具车；（4）手工工具：无；（5）辅助材料：警示标示和设备。任务实施（二）实施步骤以比亚迪E6为例，进行新能源汽车电驱总成的更换。具体操作步骤如下：（1）进行高压安全防护；（2）切断高压；（3）拆卸整车护板；（4）拆卸电机控制器插接器；（5）拆卸电驱动相关线束；（6）排放减速器润滑油；任务实施（7）拆卸传动轴；（8）拆卸悬置螺栓；（9）拆卸电驱总成，其总成外观如图3-1-22所示。

图3-1-22电驱总成外观任务测练一、判断题1.驱动电机通常与减速器及电机控制器集成在一起。（

）2.驱动电机的冷却方式通常有自然通风、强制通风两种。（

）3.驱动电机在任何运行工况下都应具有高可靠性，以确保车辆的行驶安全。（

）4.与低转速电机相比，高转速电机的体积较大，重量较重，不利于降低整车装备的重量。（

）5.驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。（

）任务测练1.电驱总成不包括（

）。A.电机控制器B.驱动电机C.动力电池D.减速器2.我国的驱动电机通常采用哪种类型（

）。A.直流电动机B.交流异步电机C.永磁同步电机D.开关磁阻电机3.驱动电机的主要性能有（

）。A.体积小、质量轻B.全速段高效运行C.使用寿命长D.运行噪音低4.电驱动总成拆卸时要注意（

）。A.清洁度