新能源汽車驅(qū)動電機及控制技術(shù) 課件 項目4 驅(qū)動電機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢測

項目三電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)電機控制系統(tǒng)功能及組成01電機控制系統(tǒng)的主要功能電機控制系統(tǒng)功能及組成電機控制系統(tǒng)主要功能有：怠速控制（爬行）、控制電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)（前進與倒車）、駐坡（防溜車）。而電機控制器的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，適時監(jiān)控系統(tǒng)運行保護驅(qū)動電機系統(tǒng)和整車安全可靠運行，若驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)問題以故障碼的形式保存并反饋給控制器。電機控制系統(tǒng)功能及組成電機控制系統(tǒng)組成及作用純電動汽車的電機控制系統(tǒng)由電機控制器，驅(qū)動電機，高壓配電模塊，動力電池等部件組成。系統(tǒng)可實現(xiàn)整車的怠速、前行、倒車、停車、能量回收等功能。電機控制系統(tǒng)組成不同車型的電機控制部件電機控制系統(tǒng)功能及組成吉利EV450采用分部件安裝。電機控制系統(tǒng)組成不同車型的電機控制部件電機控制系統(tǒng)功能及組成比亞迪E5則采用四合一結(jié)構(gòu)，即由DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊、OBC充電模塊、高壓配電模塊和電機控制器組成高壓電控總成。但是無論采用何種安裝形式，電機控制部件作用都是相同的。電機控制系統(tǒng)工作模式02電機控制系統(tǒng)的工作模式電機控制系統(tǒng)工作模式現(xiàn)在電動車輛的行駛模式有D檔加速行駛、減速制動、R檔倒車等工況。D檔行車駕駛員掛入D檔并踩加速踏板，檔位與加速信息通過信號線傳遞給整車控制器。整車控制器相應(yīng)信號通過CAN總線傳遞給電機控制器，電機控制器參考旋變傳感器信息，向永磁同步電機通入三相交流電使其開始運作。隨著加速踏板信號的不斷增大，電機控制器控制IGBT導(dǎo)通頻率上升，電機的轉(zhuǎn)矩隨著電流的增大而增大。電機控制器始終保持恒定的電機輸出功率。并通過電流傳感器和電壓傳感器，感知電機當前功率、消耗電流與電壓的大小，通過CAN網(wǎng)絡(luò)傳送給儀表，反饋給駕駛員及時了解車輛運行情況。電機控制系統(tǒng)的工作模式R檔行車當駕駛員掛入R檔，倒擋信號通過信號線傳遞給整車控制器，再通過CAN總線發(fā)送給電動機控制器，此時電動機控制器結(jié)合當前轉(zhuǎn)子位置信息，通過改變IGBT模塊改變?nèi)嘟涣麟娭蠾/V/U三相電的通電順序，進而控制電機反轉(zhuǎn)。電機控制系統(tǒng)的工作模式制動能量回收當駕駛員松開加速踏板時，電機在慣性的作用下仍在旋轉(zhuǎn)，電機依舊帶動車輪轉(zhuǎn)動。隨著電機轉(zhuǎn)速的下降，車輪轉(zhuǎn)速逐漸超過電機，此時電機轉(zhuǎn)子被車輪帶動旋轉(zhuǎn)，電機變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)。BMS通過采集充電電流、電壓以及電池溫度等參數(shù)計算出相應(yīng)的允許最大充電電流。電動控制器通對IGBT模塊控制調(diào)整發(fā)電機最大發(fā)電電流，既保證了向動力電池充電的電流也對車輪起到了輔助減速的作用。電機控制系統(tǒng)的工作模式E檔為能量回收檔，在車輛正常行駛時E檔與D檔的根本區(qū)別在于發(fā)動機控制器和整車控制器內(nèi)部程序、控制策略不同。在加速行駛時E檔相對于D檔來說提速較為平緩，蓄電池放電電流也較為平緩，目的是盡可能節(jié)省電量以延長行駛距離，而D檔提速較為靈敏，響應(yīng)較快。E檔則更注重能量回收，當松開加速踏板時，驅(qū)動電機被車輪反拖發(fā)電時所需的”機械能”牽制了車輛的滑行，從而起到了一定的降速、制動的效果，所以E檔此時的滑行距離比D檔短。E檔行車電機控制系統(tǒng)的工作模式知識點小結(jié)D檔行車：電機控制器參考旋變傳感器信息，向永磁同步電機通入三相交流電使其開始運作。隨著加速踏板信號的不斷增大，電機控制器控制IGBT導(dǎo)通頻率上升，電機的轉(zhuǎn)矩隨著電流的增大而增大。R檔行車：動機控制器結(jié)合當前轉(zhuǎn)子位置信息，通過改變IGBT模塊改變?nèi)嘟涣麟娭蠾/V/U三相電的通電順序，進而控制電機反轉(zhuǎn)。制動時能量回收：電機轉(zhuǎn)速的下降，車輪轉(zhuǎn)速逐漸超過電機，此時電機轉(zhuǎn)子被車輪帶動旋轉(zhuǎn)，電機變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)。E檔行車：E檔注重能量回收，當松開加速踏板時，驅(qū)動電機被車輪反拖發(fā)電時所需的”機械能”牽制了車輛的滑行，從而起到了一定的降速、制動的效果。

電機控制系統(tǒng)的工作模式電機控制系統(tǒng)的工作原理03電機控制系統(tǒng)的工作原理

15電機控制系統(tǒng)的工作原理

16電機控制系統(tǒng)傳感器0418電動汽車的加速踏板傳感器，主要傳遞駕駛員的駕駛意圖。一、加速踏板傳感器加速踏板傳感器根據(jù)其工作原理的不同，可以劃分為電位計式、感應(yīng)式和霍爾效應(yīng)式，其中第一種又叫接觸式，后兩種叫做非接觸式。比較而言，非接觸式傳感器，壽命長，可靠性高，準確性好，是當前應(yīng)用的主流。按照加速踏板的行程對應(yīng)電機扭矩比例關(guān)系的不同，可以劃分為軟性、線性和硬性三種類型，對應(yīng)到駕駛員不同的駕乘感受。一、加速踏板傳感器加速踏板的分類曲線1屬于軟性，踏板踩下感覺偏軟，有些使不上勁兒，但好處在于駕駛員對車輛的操控性比較好，不會產(chǎn)生突然“向前竄”的感覺。曲線3則屬于硬性，這種控制策略汽車起步更快，更有勁，也更易于換擋，駕駛感覺比較好。但由于曲線算法比較復(fù)雜，計算量大，因此響應(yīng)特性比較差。而曲線2效果處于前面二者之間。這種踏板策略函數(shù)關(guān)系比較簡單，但在汽車的加速性上偏慢，駕駛感覺要比硬性稍差一些。一、加速踏板傳感器加速踏板的分類當前采用最多的加速踏板位置傳感器的是電位器型加速踏板位置傳感器（電位器即滑動電位器），一般安裝在駕駛室加速踏板軸的一端，通過腳踩加速踏板使得傳感器內(nèi)部指針滑動改變滑動電阻器的阻值，從而影響加載在其上面的電壓值。一、加速踏板傳感器加速踏板工作原理圖中的北汽EV160的加速踏板位置傳感器有兩個電位器，6個針腳，每3個針腳形成一個完整的回路。內(nèi)部的電位器一個是主信號電位器，一個是輔助信號電位器，兩者之間的關(guān)系：主信號電壓是輔助信號電壓的2倍：兩組電位器之間可以相互檢測，如果其中一個出現(xiàn)故障，則VCU可以接收到另一個正確的信號。北汽車輛加速踏板信號送入控制器VCU，由整車控制器VCU通過分析處理在分別控制電池控制器BMS和電機控制器MCU進行電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。一、加速踏板傳感器加速踏板工作原理駕駛員踩下加速踏板主要反映兩方面意圖：一方面是目標速度，另一方面是達到目標速度的時間，也就是加速度。這兩個參數(shù)對應(yīng)到加速踏板上，就體現(xiàn)為開度和開度的變化率。加速踏板傳感器通過對加速踏板位置和運動速率的準確描述，向控制器傳遞駕駛員當前意圖。一、加速踏板傳感器知識點小結(jié)

二、制動踏板傳感器制動踏板位置傳感器安裝在制動踏板軸的一端，用于檢測汽車制動的狀態(tài)，同時可以作為制動燈信號。二、制動踏板傳感器當制動踏板被踩下時，制動燈電路中的常閉開關(guān)打開，制動燈點亮，同時將制動信號傳輸給VCU。

二、制動踏板傳感器VCU根據(jù)此信號并結(jié)合各電控單元（電機控制器、電池管理系統(tǒng)）采集到的信息，進行數(shù)據(jù)分析和處理以后，將指令信號輸送到電機控制器和電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)控制動力電池中斷給電機控制器的電能，從而使車輛減速和停車。二、制動踏板傳感器榮威E50制動踏板位置傳感器屬于電阻式傳感器，傳感器有3個針腳

二、制動踏板傳感器比亞迪E5制動踏板傳感器線路如右圖所示，它由兩個制動踏板傳感器，一個主傳感器，一個輔助傳感器。當駕駛員踩下制動踏板時兩個傳感器都想整車控制器傳遞信號，其中主傳感器的信號電壓是輔助傳感器信號電壓的2倍。二、制動踏板傳感器當制動踏板主傳感器發(fā)生故障時，系統(tǒng)采用輔助傳感器的信號作為制動踏板的信號來反映駕駛員的駕駛意圖。為了減少磁場對信號的影響，制動踏板傳感器外側(cè)環(huán)繞有屏蔽線，減少外界磁場對信號的影響。

比亞迪E5的擋位布置三、檔位傳感器

往前：倒車擋（R擋）中間：空擋（N擋）往后：前進擋（D擋）“P”按鍵：駐車擋（P擋）

比亞迪E5駐車擋E5駐車擋類似駐車制動，按下駐車擋按鍵后，駐車制動器會工作，夾緊后制動盤。三、檔位傳感器比亞迪E5的擋位切換三、檔位傳感器倒車擋：踩住制動踏板，控制桿往左撥動，然后往前推?？論酰嚎刂茥U往左撥動，靜止2秒前進擋：踩住制動踏板，控制桿往左撥動，然后往后拉駐車擋：按下“P”按鍵

北汽EV160電子換擋器布置三、檔位傳感器最左側(cè)：倒車擋（R擋）左內(nèi)側(cè)：空擋（N擋）右內(nèi)側(cè)：前進擋（D擋）最右側(cè)：能量回收擋擋（E擋）

旋轉(zhuǎn)擋位操作三、檔位傳感器換擋器的R-N-D-E擋操作角度為35°，由旋鈕軌道來實現(xiàn)。換擋旋鈕在正常狀態(tài)下工作時，可以在R\N\D\E四個擋位間進行切換，同時儀表面板上顯示相對應(yīng)的擋位字母。能量回收調(diào)節(jié)按鈕三、檔位傳感器能量回收調(diào)節(jié)按鈕位于換擋旋鈕左側(cè)，用于調(diào)節(jié)制動能量回收的強度。B+表示制動能量回收強度增加。B-表示制動能量回收強度減小。換擋方式三、檔位傳感器先踩下制動踏板，然后轉(zhuǎn)動控制器到需要的擋位。當在D擋與E擋行駛時，可以按動B+和B-兩個按鍵調(diào)節(jié)制動能量回收強度。S擋（運動擋）三、檔位傳感器當控制器切換到S擋時，系統(tǒng)控制策略偏向于動力模式，行駛速度較快。北汽EU車型的換擋操作方法與EV160一樣。

電機和電機控制器在工作過程中也會產(chǎn)生大量熱量，超過電機溫度極限后可能失去絕緣能力，導(dǎo)致漏電。四、電機溫度傳感器

四、電機溫度傳感器

電機溫度傳感器主要用以檢測電機的繞組溫度，電機控制器通過此溫度傳感器溫度信號控制冷卻系統(tǒng)甚至電機停轉(zhuǎn)，以此保護電機避免過熱后燒損。PT1000代表溫度在0℃的情況下，傳感器電阻為1000Ω。

四、電機溫度傳感器溫度傳感器采用兩線制，安裝在電機的旋變器中，為確保信號準確通常安裝兩個傳感器進行信號比對，以防止電機控制器對溫度進行錯誤判斷。當溫度出現(xiàn)異常時，電機控制器將控制電機進行降功率工作，如果溫度超過極限值電機將被停止運行。五、漏電流傳感器霍爾傳感器霍爾電壓和電流傳感器都是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的磁場傳感器，在參數(shù)測量原理上基本一致，具有測量精確度高、線性度好、工作頻帶長、過載和抗干擾能力強、測量范圍大等優(yōu)點。同時霍爾傳感器在參數(shù)測量過程中能實現(xiàn)主電路回路和單片機系統(tǒng)的隔離安全性更高。五、漏電流傳感器霍爾傳感器霍爾傳感器一開始日系混合動力車上用的較多，現(xiàn)在慢慢有智能的分流器完成電壓和電流的采樣，通過串行總線傳輸，甚至可以在里面實現(xiàn)SOC的估算。五、漏電流傳感器霍爾傳感器直流漏電流傳感器是一種利用磁通門原理（Fluxgate）將被測直流電流轉(zhuǎn)換成與該電流成比例輸出的直流電流或電壓信號的測量模塊，原副邊之間高度絕緣。五、漏電流傳感器漏電流傳感器環(huán)繞安裝在直流回路的正負出線上，當裝置運行時，實時檢測各支路傳感器輸出的信號，當支路絕緣情況正常時，流過傳感器的電流大小相等，方向相反，其輸出信號為零。漏電傳感器五、漏電流傳感器漏電傳感器當支路有接地時，漏電流傳感器有差流流過，傳感器的輸出不為零。因此通過檢測各支路傳感器的輸出信號，就可以判斷直流系統(tǒng)接地支路?；魻柭╇妭鞲衅饕话悴捎盟木€制連接形式。電機控制器結(jié)構(gòu)和原理05一、電機控制器組成及功能電機控制器的認知電機控制器的功能正常行駛CAN網(wǎng)絡(luò)通信及管理故障監(jiān)控和管理一、電機控制器組成及功能電機控制器的組成電機控制器是驅(qū)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，輔助以驅(qū)動集成電路、主控集成電路。主要由接口電路、控制主板、IGBT模塊、超級電容、放電電阻、電流傳感器和殼體水道等組成。一、電機控制器組成及功能電機控制器的功用接口電路板安裝在電機控制器上部，實現(xiàn)電機控制器內(nèi)部與外部的信息傳遞；01020304預(yù)充電容，接在高壓回路上，高壓回路接通時開始預(yù)充，驅(qū)動電機啟動時穩(wěn)定電壓，起到對系統(tǒng)的保護作用。逆變器除了將輸入的直流電逆變成電壓頻率可調(diào)的三相交流電，還能實現(xiàn)三相整流，并將傳感器采集的直流母線電壓，相電流、IGBT模塊溫度信號，反饋給電機控制器控制主板；控制主板，對所有的輸入信號進行處理，然后將驅(qū)動電機系統(tǒng)運行狀態(tài)信息，通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給整車控制器。驅(qū)動電機控制器內(nèi)含故障診斷電路，當診斷出異常時，他將會激活一個錯誤代碼發(fā)送給整車控制器，同時也會存儲該故障碼和數(shù)據(jù)。一、電機控制器組成及功能電機控制系統(tǒng)電機控制器傳感器電流傳感器：用以檢測控制器工作的實際電流，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、電機控制器負載溫度。一、電機控制器組成及功能電機控制器控制主板的功能①與整車控制器通信。②監(jiān)測直流母線及相電流。③控制IGBT模塊。④采集IGBT溫度。⑤反饋IGBT模塊和電機溫度。⑥旋轉(zhuǎn)變壓器勵磁供電。⑦旋轉(zhuǎn)變壓器信號檢測與分析。⑧信息反饋。一、電機控制器組成及功能電機控制器的工作原理一、電機控制器組成及功能電機控制器的工作原理在電機控制系統(tǒng)中，驅(qū)動電機的輸出動作主要是靠控制單元給定命今進行執(zhí)行，即控制器輸出命令。電機控制器主要是將輸入的直流電逆變成電壓、頻率可調(diào)的三相交流電，供給配套的三相交流永磁同步電機使用。驅(qū)動電機控制器將動力電池提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，然后輸出給電機；通過電機的正轉(zhuǎn)來實現(xiàn)整車加速、減速；通過電機的反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)倒車；通過有效的控制策略，控制動力總成以最佳方式協(xié)調(diào)工作。一、電機控制器組成及功能電機控制器的工作原理電機控制器主要是將輸入的直流電逆變成電壓、頻率可調(diào)的三相交流電，供給配套的三相交流永磁同步電機使用。驅(qū)動電機系統(tǒng)正常工作的條件一、電機控制器組成及功能①高壓電源輸入正常（絕緣性正常）。②低壓12V電源供電正常。③與整車控制器通信正常。④電容放電正常。⑤旋轉(zhuǎn)變壓器信號正常。⑥三相交流輸出電路正常。⑦電機及電機控制器溫度正常。⑧開蓋開關(guān)信號正常。

二、IGBT模塊IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。

IGBT模塊封裝流程二、IGBT模塊

IGBT組成結(jié)構(gòu)IGBT的層狀結(jié)構(gòu)包括柵門極G、集電極C和發(fā)射極E三個端子。IGBT的開通和關(guān)斷是由柵極電壓來控制的。二、IGBT模塊

IGBT工作過程IGBT的柵極上加正偏置并且數(shù)值上大于開啟電壓時。IGBT內(nèi)的MOSFET漏、源極間感應(yīng)產(chǎn)生一條N型導(dǎo)電溝道，使MOSFET開通，IGBT導(dǎo)通。IGBT上加反偏置,它內(nèi)部的MOSFET漏、源極間不能感生導(dǎo)電溝道,IGBT就截止。二、IGBT模塊IGBT的安全可靠決定因素①IGBT柵極與發(fā)射極之間的電壓；②IGBT集電極與發(fā)射極之間的電壓；③流過IGBT集電極與發(fā)射極的電流；④IGBT的結(jié)溫。二、IGBT模塊IGBT驅(qū)動電路的設(shè)計①驅(qū)動放大——驅(qū)動放大是一般驅(qū)動電路的基本要求。②電氣隔離——包括驅(qū)動信號隔離和電源的隔離兩種。③保護功能——當IGBT元件發(fā)生過流和短路時，能在允許的時間內(nèi)關(guān)斷IGBT元件。二、IGBT模塊

超級電容器(Supercapacitors)，又名電化學(xué)電容器，是一種新型的儲能裝置。它是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能，因而不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源。超級電容器的突出優(yōu)點是功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬。三、超級電容與放電電阻在需要電機起動時的時候，電容能夠把儲存的能量釋放出來供給電路使用。并在接通高壓電路時給吸收對于的電量，保證電機起動時電壓的穩(wěn)定。斷開高壓電路時通過電阻給電容放電,放電電阻通常和電容器并聯(lián),電源波動時,電容器會隨之充放電以吸收電源波動穩(wěn)定電壓。三、超級電容與放電電阻三、超級電容與放電電阻超級電容器的容量比通常的電容器大得多。由于其容量很大。超級電容器電池也屬于雙電層電容器，是一種通過極化電解質(zhì)來儲能的電化學(xué)元件，但在儲能過程中并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且儲能過程是可逆的，可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。超級電容結(jié)構(gòu)與工作原理超級電容采用活性炭材料制作成多孔電極，同時在相對的碳多孔電極之間充填電解質(zhì)溶液，當在兩端施加電壓時，相對的多孔電極上分別聚集正負電子。而電解質(zhì)溶液中的正負離子將由于電場作用分別聚集到與正負極板相對的界面上，從而形成兩個集電層，相當于兩個電容器串聯(lián)。三、超級電容與放電電阻超級電容結(jié)構(gòu)與工作原理由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面積，而且電解液與多孔電極間的界面距離不到1nm。根據(jù)前面的計算公式可以看出，這種雙電層電容器比傳統(tǒng)的物理電容的容值要大很多，比容量可以提高100倍以上，從而使單位重量的電容量可達100F/g。三、超級電容與放電電阻超級電容結(jié)構(gòu)與工作原理三、超級電容與放電電阻并且電容的內(nèi)阻還能保持在很低的水平，碳材料還具有成本低，技術(shù)成熟等優(yōu)點。從而使利用電容器進行大電量的儲能成為可能，且在實際使用時，可以通過串聯(lián)或者并聯(lián)以提高輸出電壓或電流。超級電容結(jié)構(gòu)與工作原理三、超級電容與放電電阻超級電容特點①充電速度快。②循環(huán)使用壽命長。③大電流放電能力超強。④功率密度高。⑤是理想的綠色環(huán)保電源；⑥充放電線路簡單。⑦超低溫特性好。⑧檢測方便。

三、超級電容與放電電阻放電電阻放電電阻就是用來放電的電阻，放電電阻通常和電容器并聯(lián)。在電源波動時,電容器會隨之充放電.如不并聯(lián)放電電阻,充放電電流從電容器一端出發(fā)經(jīng)工作回路回到電容器的另一端,嚴重干擾電路穩(wěn)定工作.并聯(lián)放電電阻,充放放電電阻，負載電阻在生產(chǎn)過程中，主題要考慮的是產(chǎn)品的無感性能和散熱性能。

三、超級電容與放電電阻散熱性能則是由于放電，吸收功率會導(dǎo)致電阻本身產(chǎn)生大量熱量，從而溫度迅速升高。所以材質(zhì)上要保證產(chǎn)品的散熱性能良好，外殼上最好采用耐熱的材料和金屬材質(zhì)，這樣通過散熱片等產(chǎn)品，可以讓熱量迅速流向外界。同時，工藝要求也非常嚴格。電電流從電阻流過,可避免上述弊端。放電電阻控制主板與接口電路四、電機控制器電子元件與電路控制主板主要與整車控制器通訊，三大作用：①監(jiān)測直流母線的電流，控制IGBT模塊工作狀態(tài)，②監(jiān)控高壓線速的絕緣和工作連接情況并把情況反饋給整車控制器。③分析處理IGBT模塊的溫度信號、旋變傳感器信號適時控制電機工作。

接口電路是指主電路與控制電路之間的接口所連接的電路。

基本功能是將控制電路發(fā)出的開關(guān)信號轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合IGBT驅(qū)動的信號，對IGBT的開關(guān)進行控制器件或整個裝置的一些保護措施也往往設(shè)在驅(qū)動電路中，或通過驅(qū)動電路實現(xiàn)?？刂浦靼迮c接口電路四、電機控制器電子元件與電路五、接觸器接觸器主要應(yīng)用于電力牽引機車、軌道交通、光伏發(fā)電以及電動汽車、蓄電池的起動、停止和電動叉車、通信電源等領(lǐng)域的電源切換及不間斷電源系統(tǒng)。五、接觸器在電動汽車的電池系統(tǒng)和逆變器之間配置直流接觸器。當系統(tǒng)停止運行后起隔離作用，系統(tǒng)運行時起連接作用，當車輛關(guān)閉或發(fā)生故障時，起到分斷電路的作用。五、接觸器安全可靠性是衡量電動汽車直流接觸器的第一也是最關(guān)鍵的要素，主要體現(xiàn)在滅弧能力、絕緣電壓等方面。五、接觸器組成：電磁線圈接觸點連接端子回位彈簧外殼六、DC-DC電路

DC-DC是電池包高壓直流與低壓直流相互轉(zhuǎn)換的裝置，負責(zé)將動力電池的高壓電轉(zhuǎn)換成低壓電源；其在主接觸器吸合時工作，輸出的低壓電源供給整車用電器工作，并且可給電池充電。六、DC-DC電路圖中V為全控型器件，選用IGBT;D為續(xù)流二極管。由圖中V的柵極電壓波形UGE可知，當V處于通態(tài)時，電源Ui向負載供電。當V處于斷態(tài)時，負載電流經(jīng)二極管D續(xù)流，電壓近似為零，至一個周期T結(jié)束，再驅(qū)動V導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過程。六、DC-DC電路

ECU控制絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的導(dǎo)通和截止，把高壓電池包的直流電逆變成高壓、高頻交流電，然后通過變壓器把這高壓、高頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪?、高頻的交流電，最后通過二極管整流濾波變成14V直流電。六、DC-DC電路電路導(dǎo)通1：當ECU控制IGBT2和IGBT3導(dǎo)通時，高壓電池包電流從正極流經(jīng)1GBT2變壓器初級繞組上端，向下流過初級繞組，經(jīng)IGBT3到高壓電池包負極。六、DC-DC電路電路導(dǎo)通2：當ECU控制IGBT1和IGBT4導(dǎo)通時，高壓電池包從正極流經(jīng)IGBT1變壓器初級繞組上端，向下流過初級繞組，經(jīng)IGBT4到高壓電池包負極。六、DC-DC電路變壓：兩次不同方向的導(dǎo)通，在變壓器初級繞組中產(chǎn)生不同方向的交變磁場，在變壓器次級繞組感應(yīng)出14V交流電。整流：14V交流電經(jīng)全波整流器進行整流，再經(jīng)濾波器電路過濾，形成個趨于平穩(wěn)的直流波形輸出。七、DC-AC電路S1-S4為橋式電路的4個臂，他們是由電器元件及其相關(guān)電路組成，當開關(guān)S1，S4閉合，S2、S3斷開時，負載電壓為正；當S1、S4斷開，S2、S3閉合時，負載電壓為負。通過這個方法，就可以把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，只要改變兩組開關(guān)相應(yīng)的切換頻率，就可以改變交流電的輸出頻率。七、DC-AC電路由三個單相逆變電路組成。在三相逆變電路中三相橋式逆變電路應(yīng)用的最為廣泛。如圖中所示的三相電壓型橋式逆變電路是采用IGBT作為開關(guān)元件的。七、DC-AC電路當電子控制器控制電路中的IGBT2和IGBT4導(dǎo)通時，動力電池電流從電池正極流經(jīng)IGBT2到電機，從電機的V相繞組流進，U相繞組流出，再通過IGBT4回到動力電池負極，形成回路。電機中V相和U相通電后產(chǎn)生磁場，電機隨之運轉(zhuǎn)。三相橋式逆變電路工作過程七、DC-AC電路當電子控制器控制電路中的IGBT3和IGBT5導(dǎo)通時，動力電池電流從電池正極流經(jīng)IGBT3到電機，從電機的W相繞組流進，V相繞組流出，再通過IGBT5回到動力電池負極，形成回路。電機中W相和V相通電后產(chǎn)生磁場。三相橋式逆變電路工作過程七、DC-AC電路當電子控制器控制電路中的IGBT1和IGBT6導(dǎo)通時，動力電池電流從電池正極流經(jīng)IGBT1到電機，從電機的U相繞組流進，W相繞組流出，再通過IGBT6回到動力電池負極，形成回路。而電機中U相和W相通電后產(chǎn)生磁場。三相橋式逆變電路工作過程八、再生電路電動汽車的再生制動也就是我們常聽到的制動能量回收，是一種在利用車輛制動時，讓旋轉(zhuǎn)的車輪帶動電動機旋轉(zhuǎn)，使發(fā)電機處在發(fā)電狀態(tài)，并將產(chǎn)生的電能儲存到動力電池組中，從而延長電動汽車的續(xù)航里程。再生電路原理八、再生電路①緊急制動緊急制動對應(yīng)于制動加速度大于2m/s的過程。為保持車輛的制動安全，要盡可能地使用傳統(tǒng)液壓制動，而電機則較少參與或者不參與制動。②正常制動車輛在正常工況下的制動過程，一般有減速過程和停止過程。電機制動負責(zé)減速過程，停止過程由液壓制動完成。兩種制動轉(zhuǎn)化點由電機發(fā)電特性確定。③長時間下坡時的減速制動車輛行駛在類似盤山公路的長坡時。對制動力要求不是很大，可以完全由電機制動提供。其充電特點表現(xiàn)為電流小但充電時間長。電動汽車制動大致分為三種模式八、再生電路能量回收與制動之間必須遵循以下關(guān)系：①能量回收制動不應(yīng)該干預(yù)ABS的工作。②當ABS進行制動力調(diào)節(jié)時，制動能量回收不應(yīng)該工作。③當ABS報警時，制動能量回收不應(yīng)該工作。④當電驅(qū)動系統(tǒng)具有故障時，制動能量回收不應(yīng)該工作。電動汽車制動大致分為三種模式八、再生電路當車輛進入再生制動階段，驅(qū)動電動機工作在發(fā)電狀態(tài)，六個IGBT全部處于關(guān)閉狀態(tài)，整流二極管組成整流電路，電動機的三相繞組在制動過程中產(chǎn)生的三相交流電通過三相橋式整流電路變?yōu)橹绷麟姟０?、再生電路當制動踏板力較小時，只有再生制動力矩施加在驅(qū)動輪上。當制動踏板力超過一定值時，最大再生制動力矩全部加在驅(qū)動輪上，同時液壓制動力矩也作用在驅(qū)動輪上以得到足夠大的制動力矩。八、再生電路當電機U相位正極回收的電能經(jīng)過VD1回到高壓電池包正極；高壓電池包負極出來的電流經(jīng)VD6回到電機相位負極。八、再生電路當電機V相位正極回收的電能經(jīng)過VD2回到高壓電池包正極;高壓電池包負極出來的電流經(jīng)過VD4回到電機U相位負極。八、再生電路當電機W相位正極回收的電能經(jīng)過VD3回到高壓電池位正極，高壓電池包負極出來的電流經(jīng)過VD5回到電機V相位負極。比亞迪高壓電控總成主要部件端口介紹06一、高壓電控總成的主要控制功能1、電機控制功能電機控制器模塊作為整個電控系統(tǒng)的控制中心，主要用于管理和控制驅(qū)動電機的運轉(zhuǎn)速度、方向以及將驅(qū)動電機作為逆變器發(fā)電。主要功能有：①控制電機正向驅(qū)動、反向驅(qū)動、正轉(zhuǎn)發(fā)電、反轉(zhuǎn)發(fā)電。②控制電機的動力輸出，同時對電機進行保護。③通過CAN與其他控制模塊通信，接收并發(fā)送相關(guān)的信號，間接地控制車上相關(guān)系統(tǒng)正常運行。④制動能量回饋控制。⑤自身內(nèi)部故障的檢測和處理。高壓電控總成的主要控制功能電機控制器由逆變器和控制器兩部分組成，逆變器接收電池組輸送過來的直流電電能，逆變成三相交流電給汽車電機提供電源。同時控制器接受電機轉(zhuǎn)速等信號反饋到儀表，當發(fā)生制動或者加速行使時，控制器控制變頻器頻率的升降，從而達到加速或者減速的目的。一、高壓電控總成的主要控制功能1、電機控制功能電動汽車的電源分為主電源和輔助電源。主電源為驅(qū)動汽車行駛的高壓電源；輔助電源（比亞迪E5為磷酸鐵鋰電池）是為車載各種儀表、控制系統(tǒng)供電的直流低壓電源。電動汽車電源模塊是整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保障。電源的可靠性對于整個系統(tǒng)的性能起著至關(guān)重要的作用。電動汽車設(shè)計和選擇電源時要考慮配電方案、布局、搭鐵回路等，以實現(xiàn)對負載良好的供電，達到高電壓調(diào)整精度、低噪聲，同時避免系統(tǒng)中電路之間的干擾、振蕩以及過熱等問題的出現(xiàn)。一、高壓電控總成的主要控制功能2、DC/DC轉(zhuǎn)換功能純電動汽車的DC/DC轉(zhuǎn)換器是直流-直流的電壓變換器，用于將動力電池或逆變器產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換成12V低壓電能，用于給12V蓄電池充電和車身電氣設(shè)備供電。比亞迪E5的DC/DC轉(zhuǎn)換器能將電池組633.6V直流電轉(zhuǎn)換成12V直流電，給低壓輔助電池充電和電氣設(shè)備供電，可省去交流發(fā)電機。一、高壓電控總成的主要控制功能2、DC/DC轉(zhuǎn)換功能（1）高壓配電模塊的組成一、高壓電控總成的主要控制功能3、高壓配電功能高壓配電模塊是整車高壓電配電裝置，實現(xiàn)電源分配、接通、斷開。通過配電箱對電池包體中巨大的能量進行控制，相當于一個大型的電閘，通過接觸器（繼電器）的吸合來控制電流通斷，將電流進行分流等。關(guān)鍵零部件為接觸器，為了控制如此大的電流通過整車，需要通過幾個接觸器的并聯(lián)工作，這也為接觸器工作一致性和可靠性提出了苛刻的要求。一、高壓電控總成的主要控制功能3、高壓配電功能高壓配電模塊功用類似于低壓供電系統(tǒng)中的保險絲盒，具備高壓電能的分配和高壓回路的過載保護等功能。高壓配電模塊在接收動力電池組的高壓直流電能后，通過內(nèi)部的主接觸器的閉合工作，將電能分配給電機控制器、PTC加熱器、壓縮機等高壓用電設(shè)備。一、高壓電控總成的主要控制功能（2）高壓配電模塊的功能比亞迪E5的高壓配電模塊配電電路原理：當高壓用電設(shè)備正常工作時，高壓電從動力電池組正極→正極接觸器→動力電池正極輸入接口→主接觸器→設(shè)備輸入接口→設(shè)備輸出接口→動力電池負極輸入接口→負極接觸器，形成回路。同時在車輛充電時，也經(jīng)過內(nèi)部接觸器的工作進行控制。一、高壓電控總成的主要控制功能（2）高壓配電模塊的功能充電控制系統(tǒng)主要功能是通過充電設(shè)備與國家電網(wǎng)相連，對純電動汽車進行能源補給，并傳輸充電狀態(tài)信息給關(guān)聯(lián)控制模塊，點亮充電指示燈，顯示充電狀態(tài)。一、高壓電控總成的主要控制功能4、充電控制功能直流快充和交流慢充方式的區(qū)別是：直流充電（快充）主要是