電動汽車驅動電機教學課件

02驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介03驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介01驅動電機系統(tǒng)概述102驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介03驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介01第一章驅動電機系統(tǒng)概述驅動電機系統(tǒng)是純電動汽車三大核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機構，其特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經濟性和用戶駕乘感受?？梢?，驅動電機系統(tǒng)是純電動汽車中十分重要的部件。驅動電機系統(tǒng)由驅動電動機（DM）、驅動電機控制器（MCU）構成，通過高低壓線束、冷卻管路，與整車其它系統(tǒng)作電氣和散熱連接。2第一章驅動電機系統(tǒng)概述驅動電機系統(tǒng)是第一章驅動電機系統(tǒng)概述整車控制器（VCU）根據駕駛員意圖發(fā)出各種指令，電機控制器響應并反饋，實時調整驅動電機輸出，以實現整車的怠速、前行、倒車、停車、能量回收以及駐坡等功能。電機控制器另一個重要功能是通信和保護，實時進行狀態(tài)和故障檢測，保護驅動電機系統(tǒng)和整車安全可靠運行。3第一章驅動電機系統(tǒng)概述整車控制器（V第一章驅動電機系統(tǒng)概述C33DB驅動電機系統(tǒng)技術指標參數驅動電動機類型永磁同步基速2812rpm轉速范圍0～9000rpm額定功率30kW峰值功率53kW額定扭矩102Nm峰值扭矩180Nm重量45kg防護等級IP67尺寸（定子直徑X總長)(Φ)245X(L)280控制器直流輸入電壓336V工作電壓范圍265～410V控制電源12V控制電源電壓范圍9～16V標稱容量85kVA重量9kg防護等級IP674第一章驅動電機系統(tǒng)概述C33DB驅第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電動機采用永磁同步電機（PMSM）具有效率高、體積小、重量輕及可靠性高等優(yōu)點；是動力系統(tǒng)的重要執(zhí)行機構，是電能與機械能轉化的部件，且自身的運行狀態(tài)等信息可以被采集到驅動電機控制器。依靠內置傳感器來提供電機的工作信息，這些傳感器包括：旋轉變壓器：用以檢測電機轉子位置，控制器解碼后可以獲知電機轉速；溫度傳感器：用以檢測電機的繞組溫度，控制器可以保護電機避免過熱。5第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電動機結構6第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電動機主要零件7第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器采用三相兩電平電壓源型逆變器驅動電機系統(tǒng)的控制中心，又稱智能功率模塊，以IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）模塊為核心，輔以驅動集成電路、主控集成電路。對所有的輸入信號進行處理，并將驅動電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息通過CAN2.0網絡發(fā)送給整車控制器。驅動電機控制器內含故障診斷電路。當診斷出異常時，它將會激活一個錯誤代碼，發(fā)送給整車控制器，同時也會把存儲該故障碼和數據。8第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器采用三相兩電平電壓源型逆變器使用以下傳感器來提供驅動電機系統(tǒng)的工作信息，包括：電流傳感器：用以檢測電機工作的實際電流（包括母線電流、三相交流電流）電壓傳感器：用以檢測供給電機控制器工作的實際電壓（包括動力電池電壓、12V蓄電池電壓）溫度傳感器：用以檢測電機控制系統(tǒng)的工作溫度（包括IGBT模塊溫度、電機控制器板載溫度）9第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器結構10第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器結構11第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器主要零件12第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機系統(tǒng)工作原理在驅動電機系統(tǒng)中，驅動電機的輸出動作主要是靠控制單元給定命令執(zhí)行，即控制器輸出命令。控制器主要是將輸入的直流電逆變成電壓、頻率可調的三相交流電，供給配套的三相交流永磁同步電機使用。13第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB裝車的驅動電機狀態(tài)部件名稱零件號型號編號銘牌供應廠家驅動電動機E00013180TZ30S01AD33DXXXXXXXXX新能源股份大洋驅動電動機E00013995TZ20S02AD33DXXXXXXXXX新能源大洋驅動電動機E00013182TZ30S01BD33DXXXXXXXXX新能源股份大郡驅動電動機E00013996TZ20S02BD33DXXXXXXXXX新能源大郡14第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB裝車的驅動電機控制器狀態(tài)部件名稱零件號型號編號銘牌供應廠家驅動電機控制器E00008441KTZ3328S01AK33DXXXXXXXXX新能源股份大洋驅動電機控制器E00008453KTZ3322S02AK33DXXXXXXXXX新能源大洋驅動電機控制器E00008450KTZ3328S01BK33DXXXXXXXXX新能源股份大郡驅動電機控制器E00008454KTZ3322S02BK33DXXXXXXXXX新能源大郡15第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——確認低壓信號線束連接驅動電機系統(tǒng)狀態(tài)和故障信息會通過整車CAN網絡上傳給整車控制器（VCU)，傳輸通道是兩根信號線束，分別是電機到控制器的19PIN插件和控制器到VCU的35PIN插件。驅動電機低壓插件。16第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——確認低壓信號線束連接連接器型號：AmphenolRTOWO1419NP03編號信號名稱說明A激勵繞阻R1電機旋轉變壓器接口B激勵繞阻R2C余弦繞阻S1D余弦繞阻S3E正弦繞阻S2F正弦繞阻S4GTH0電機溫度接口HTL0LHVIL1(+L1)高低壓互鎖接口MHVIL2(+L2)驅動電機低壓接口定義建議檢修時先確認插件是否連接到位，是否有“退針”現象。17第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——驅動電機控制器低壓插件11324122335建議檢修時先確認插件是否連接到位，是否有“退針”現象。18第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——驅動電機控制器低壓插件連接器型號：AMP35pinC-776163-1編號信號名稱說明12激勵繞阻R1電機旋轉變壓器接口11激勵繞阻R235余弦繞阻S134余弦繞阻S323正弦繞阻S222正弦繞阻S433屏蔽層2412V_GND控制電源接口112V+連接器型號：AMP35pinC-776163-1編號信號名稱說明32CAN_HCAN總線接口31CAN_L30CAN_PB29CAN_SHIELD10TH電機溫度傳感器接口9TL28屏蔽層8485+RS485總線接口7485-15HVIL1(+L1)高低壓互鎖接口26HVIL2(+L2)19第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——驅動電機控制器低壓插件建議檢修時先確認插件是否連接到位，是否有“退針”現象。20第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——確認高壓動力線束連接動力電池的直流電通過高壓盒提供給驅動電機控制器，在電機控制器上布置有2個安菲諾高壓連接插座。驅動電機控制器提供三相交流電到驅動電機，主要依靠規(guī)格35m㎡的三根電纜及高壓連接器，除大洋的驅動電機在C30DB上采用安菲諾獨立插頭外（對應的控制器上布置有3個安菲諾高壓連接插座），其余的都是LS整體式插頭。上述高壓連接器均具備防錯差功能。21第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——驅動電機高壓接口定義高壓連接器22第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——C33DB（大洋/大郡）交流高壓接口C33DB（大洋）C30/33DB（大郡）直流高壓接口建議檢修時先確認插件是否連接到位。23第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介電機控制器（MCU）24第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介電機控第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介控制策略基于STATE機制的驅動電機系統(tǒng)上下電控制策略基于整車STATE機制上下電策略要求，約束了該機制下MCU在整車上下電過程各STATE中應該執(zhí)行的動作、需要實現邏輯功能、允許及禁止的診斷等。上下電邏輯流程圖25第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介控制策第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介驅動電機系統(tǒng)上電流程26第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介驅動電第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介驅動電機系統(tǒng)下電流程27第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介驅動電第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介驅動電機系統(tǒng)驅動模式整車控制器根據車輛運行的不同情況，包括車速、擋位、電池SOC值來決定，電機輸出扭矩/功率。當電機控制器從整車控制器處得到扭矩輸出命令時，將動力電池提供的直流電，轉化成三相正弦交流電,驅動電機輸出扭矩，通過機械傳輸來驅動車輛。28第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介驅動電第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介驅動電機系統(tǒng)驅動模式整車控制器根據車輛運行的不同情況，包括車速、檔位、電池SOC值來決定，電機輸出扭矩/功率。當電機控制器從整車控制器處得到扭矩輸出命令時，將動力電池提供的直流電，轉化成三相正弦交流電,驅動電機輸出扭矩，通過機械傳輸來驅動車輛。29第三章驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介驅動電02驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介03驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介01驅動電機系統(tǒng)概述3002驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介03驅動電機系統(tǒng)控制策略簡介01第一章驅動電機系統(tǒng)概述驅動電機系統(tǒng)是純電動汽車三大核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機構，其特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經濟性和用戶駕乘感受?？梢姡寗与姍C系統(tǒng)是純電動汽車中十分重要的部件。驅動電機系統(tǒng)由驅動電動機（DM）、驅動電機控制器（MCU）構成，通過高低壓線束、冷卻管路，與整車其它系統(tǒng)作電氣和散熱連接。31第一章驅動電機系統(tǒng)概述驅動電機系統(tǒng)是第一章驅動電機系統(tǒng)概述整車控制器（VCU）根據駕駛員意圖發(fā)出各種指令，電機控制器響應并反饋，實時調整驅動電機輸出，以實現整車的怠速、前行、倒車、停車、能量回收以及駐坡等功能。電機控制器另一個重要功能是通信和保護，實時進行狀態(tài)和故障檢測，保護驅動電機系統(tǒng)和整車安全可靠運行。32第一章驅動電機系統(tǒng)概述整車控制器（V第一章驅動電機系統(tǒng)概述C33DB驅動電機系統(tǒng)技術指標參數驅動電動機類型永磁同步基速2812rpm轉速范圍0～9000rpm額定功率30kW峰值功率53kW額定扭矩102Nm峰值扭矩180Nm重量45kg防護等級IP67尺寸（定子直徑X總長)(Φ)245X(L)280控制器直流輸入電壓336V工作電壓范圍265～410V控制電源12V控制電源電壓范圍9～16V標稱容量85kVA重量9kg防護等級IP6733第一章驅動電機系統(tǒng)概述C33DB驅第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電動機采用永磁同步電機（PMSM）具有效率高、體積小、重量輕及可靠性高等優(yōu)點；是動力系統(tǒng)的重要執(zhí)行機構，是電能與機械能轉化的部件，且自身的運行狀態(tài)等信息可以被采集到驅動電機控制器。依靠內置傳感器來提供電機的工作信息，這些傳感器包括：旋轉變壓器：用以檢測電機轉子位置，控制器解碼后可以獲知電機轉速；溫度傳感器：用以檢測電機的繞組溫度，控制器可以保護電機避免過熱。34第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電動機結構35第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電動機主要零件36第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器采用三相兩電平電壓源型逆變器驅動電機系統(tǒng)的控制中心，又稱智能功率模塊，以IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）模塊為核心，輔以驅動集成電路、主控集成電路。對所有的輸入信號進行處理，并將驅動電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息通過CAN2.0網絡發(fā)送給整車控制器。驅動電機控制器內含故障診斷電路。當診斷出異常時，它將會激活一個錯誤代碼，發(fā)送給整車控制器，同時也會把存儲該故障碼和數據。37第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器采用三相兩電平電壓源型逆變器使用以下傳感器來提供驅動電機系統(tǒng)的工作信息，包括：電流傳感器：用以檢測電機工作的實際電流（包括母線電流、三相交流電流）電壓傳感器：用以檢測供給電機控制器工作的實際電壓（包括動力電池電壓、12V蓄電池電壓）溫度傳感器：用以檢測電機控制系統(tǒng)的工作溫度（包括IGBT模塊溫度、電機控制器板載溫度）38第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器結構39第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器結構40第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機控制器主要零件41第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB驅動電機系統(tǒng)工作原理在驅動電機系統(tǒng)中，驅動電機的輸出動作主要是靠控制單元給定命令執(zhí)行，即控制器輸出命令?？刂破髦饕菍⑤斎氲闹绷麟娔孀兂呻妷?、頻率可調的三相交流電，供給配套的三相交流永磁同步電機使用。42第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB裝車的驅動電機狀態(tài)部件名稱零件號型號編號銘牌供應廠家驅動電動機E00013180TZ30S01AD33DXXXXXXXXX新能源股份大洋驅動電動機E00013995TZ20S02AD33DXXXXXXXXX新能源大洋驅動電動機E00013182TZ30S01BD33DXXXXXXXXX新能源股份大郡驅動電動機E00013996TZ20S02BD33DXXXXXXXXX新能源大郡43第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33DB裝車的驅動電機控制器狀態(tài)部件名稱零件號型號編號銘牌供應廠家驅動電機控制器E00008441KTZ3328S01AK33DXXXXXXXXX新能源股份大洋驅動電機控制器E00008453KTZ3322S02AK33DXXXXXXXXX新能源大洋驅動電機控制器E00008450KTZ3328S01BK33DXXXXXXXXX新能源股份大郡驅動電機控制器E00008454KTZ3322S02BK33DXXXXXXXXX新能源大郡44第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介C33第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——確認低壓信號線束連接驅動電機系統(tǒng)狀態(tài)和故障信息會通過整車CAN網絡上傳給整車控制器（VCU)，傳輸通道是兩根信號線束，分別是電機到控制器的19PIN插件和控制器到VCU的35PIN插件。驅動電機低壓插件。45第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——確認低壓信號線束連接連接器型號：AmphenolRTOWO1419NP03編號信號名稱說明A激勵繞阻R1電機旋轉變壓器接口B激勵繞阻R2C余弦繞阻S1D余弦繞阻S3E正弦繞阻S2F正弦繞阻S4GTH0電機溫度接口HTL0LHVIL1(+L1)高低壓互鎖接口MHVIL2(+L2)驅動電機低壓接口定義建議檢修時先確認插件是否連接到位，是否有“退針”現象。46第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——驅動電機控制器低壓插件11324122335建議檢修時先確認插件是否連接到位，是否有“退針”現象。47第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——驅動電機控制器低壓插件連接器型號：AMP35pinC-776163-1編號信號名稱說明12激勵繞阻R1電機旋轉變壓器接口11激勵繞阻R235余弦繞阻S134余弦繞阻S323正弦繞阻S222正弦繞阻S433屏蔽層2412V_GND控制電源接口112V+連接器型號：AMP35pinC-776163-1編號信號名稱說明32CAN_HCAN總線接口31CAN_L30CAN_PB29CAN_SHIELD10TH電機溫度傳感器接口9TL28屏蔽層8485+RS485總線接口7485-15HVIL1(+L1)高低壓互鎖接口26HVIL2(+L2)48第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——驅動電機控制器低壓插件建議檢修時先確認插件是否連接到位，是否有“退針”現象。49第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修—第二章驅動電機系統(tǒng)關鍵部件簡介檢修——確認高壓動力線束連接動力電池的直流電通過高壓盒提供給驅動電機控制器，在電機控制器上布置有2個安菲諾高壓連接插座。驅動電機控制器提供三相交流電到驅動電機，主要依靠規(guī)格35m㎡的三根電纜及高壓連接器，除大洋的驅動電機在C30DB上采用安菲諾獨立插頭外（對應的控制器上布置有3個安菲諾高壓連接插座），其余的都是LS整體式插頭。上述高壓連接器均具備防錯差功能。50第二章驅動電