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1、任务2驱动电机及控制系统结构原理任务2驱动电机及控制系统结构原理授课题目教学目标应知1 . 了解驱动电机及控制器基本结构2 .了解驱动电机控制器的功能、结构与工作原理 应会L具备资料查询、收集和整理能力2 .能进行驱动电机的结构分析能力3 .具备一定的驱动电机系统的运行数据分析能力教学重点内容应知1 . 了解驱动电机及控制器基本结构2 .了解驱动电机控制器的功能、结构与 工作原理教学方法任务驱动法、现场教学 法、实践操作法教学难点内容突破方法应会通过教师与学生的互动与1 .具备资料查询、收集和整理能力学生自主的反复练习2 ,能进行驱动电机的结构分析能力3 .具备一定的驱动电机系统的运行数据分析
2、能力课堂类型教学方法课时实施时间理实一体授课地点案例分析法、任务驱动法、现场教学法、实践操作法2授课班级备课时间教学过程时内容/项目/情景教学目标教学活动形式6s管理进入实训室门口的检查:新能源汽车电机控制器主要是通过脉冲宽度调制（PWM）的方式 控制IGBT工作，从而将电流从DC转换到AC （电池到驱动电机）或者从 4。转 化至1DC （驱动电机到电池）2.3电机系统数据流分析利用诊断仪可以读取驱动电机转速、IGBT模块温度、驱动电机温 度以及电压电流等数据。新能源电动汽车实车运行数据如图。|例EV160-2Q16款系线选择驱动电机系统（MCU） （2017年4月1日以前生产）数据流|名称当
3、前值单位立流母线电压32300V直流量级电流0.32驱动电机目标转矩命令0,00N*m驱动电机目标转速命令-1.0r/min驱动电机当前转矩0.00N-m驱动电机当前转速-0.4r/minA相IGBT模块当前内部温度33B相IGBT模块当前内部温度33C相IGBT模块当前内部温度33MCU当前散型底板温度45驱动电机当前温度29七D轴电流给定值0.00a2D轴电流反馈值116(Q轴电流给定值0.00AQ轴电流反馈值-0,12AD轴电压1.28V拓展阅读逆变器与变频器一、逆变器逆变器是把直流电能转变成交流电。它一般由逆变桥、控制逻辑 和滤波电路组成。二、变频器变频器是通过改变电机工作频率方式来控
4、制电机的电力控制设 备。一般由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元、微处 理单元等组成。1 V逆变器变频器电压转换DC201V- DC 12 VEV行电MDCDC 201 V 可变电压系统变频器总成DC 5oov f*一变频器ACDC- 口 C必换AC 201VAC 12V辅助蓄电池利用空调变频器驱动空调压缩 -/7 201.6VEV蓄电池空调变频器直流）i$201.6V直流一直流转换器原理变软器息成（包括了空调变频器）9空蠲压缩机、学生分组操作 1、高压防护作业及场地隔离 2、电机旋转变压器检测 3、驱动电机系统数据流记录与分析生 相 监督 一 兀 成 操 作四、本课小结 1、驱动
5、电机系统组成与工作 2、电机控制器的组成与控制原理 3、电机系统在线诊断数据流分析么，么，足。参考资料电动汽车结构原理与检修敖东光宫英伟陈荣梅2018-01-10出版电动汽车结构原理与检修工作页敖东光宫英伟 陈荣梅2018-01-10出版新能源汽车结构与检修江军韦达文李强2018年9月第一版新能源汽车结构原理与检修刘福华康杰2020-02-28出版教后小记授课教师签名：李桂强注重培养学生的素养培养学生具有6S管理的理念 教师讲授通过提出问题并将学生回答问题的答案引发更1提问引入1 .工作服穿戴是否整齐2 .食品包装盒不能带入实训 室实训室的检查1 .检查学生是否随手丢垃圾2 .实训操作时是否规
6、范 离开实训室：1 ,做到整理；整顿；清扫工 作一、新课引入：约 张先生的新能源电动汽车在行驶过程中，仪表突然提示驱动电机高温报 警的故障，于是将车辆开到4s店进行检修。张先生：新能源电动汽车驱动电机是怎么工作的呢？技师李：新能源电动汽车的驱动系统主要包括驱动电机和电机控制器两部 分。动力电池提供的高压直流电首先经过电机控制器转换为驱动电机 的震流电，电机控制器还实时监控电机的工作温度及转速等情况，出现 故障后会立即发出报警信号。蔚来ES6前置永磁同步电机+后置异步感应电机的驱动系 统二、讲授新课:L驱动电机系统目录2 驱动电机控制器3 .电机系统数据流分析2.1驱动电机系统新能源电动汽车的驱
7、动电机系统主要由驱动电动机(DM )和电机 控制器(MCU)组成，电机系统通过高低压线束、冷却管路与整车其它系统 进行连接。T ,& 国 1-T7-10 9l|,，MH附士 则mu.西力电地 、用1J上一，测动02中制也机控制潺 ，一一,.r=UJrl|v驱动电机是车辆的唯一动力源向外输出扭矩，驱动车辆前进或后退。根据 车辆不同的运行状态，新能源汽车的驱动电机具有电力驱动和能量回收两 种工作模式。当车辆采用电力驱动时，动力电池的高压直流电输送至电机控制 器，电机控制器将直流电转换为交流电输送给驱动电机，电机运转时产生 的扭矩传递给驱动轮使车辆行驶。(iili-侧E电机控川器 力山泡图4-13电
8、力骄动过程在再生能量阶段，通过车轮的旋转带动电机转动。此时电动机转 为发电机的功能，由电机控制器将电机产生的交流电转为直流电，然后向 动力电池充电。驱动轮电机电机控制器 动力电池(2)(3)(4)(LWViAZ1图4-14能量回收过程(1)驱动电机新能源汽 车驱动电机除了常见的 定子、转子外，还有冷 却水道、旋转变压器、高压接线盒等其他部件。i I电机州I目定于 、传广驱动电机新能源汽车驱动电机除了常见的定子、转子外，还有冷却水道、 旋转变压器、高压接线盒等其他部件。B栩 C相旋变温度接插件（2）电机冷却系统电机的散热方式主要有自然冷却和液体冷却两种，新能源汽车普 遍采用液体冷却方式，俗称水冷
9、。新能源汽车电机冷却系统与传统燃油车的冷却系统很相似，只是 冷却水泵为电子式，由12V电源驱动其运转。年I 判断驱动电机的发热程度是用“温升”而不是用“温度”来衡量的，当 “温升”突然增大或超过最高工作温度时，说明电机已发生故障。因新能 源汽车的电机和控制器需要完全密封，因此需要在电机中安装温度传感器 来检测电机的实时运动状态。电机极限工作温度是由其绝缘材料的耐热等级来决定的，电机温 度传感器通常采用内埋的方式布置在电机定子线圈内部，采用NTC负温度 系数热敏电阻检测电机的工作温度，并作为控制电子水泵是否运转的主要 依据。电机温度过高时可能导致电机严重损坏，当出现这种情况时应立即安靠边 停车。
10、电机温度过高后车辆会进入跛行模式，限制扭矩输出或强制停机。以北汽新能源EV160车型为例，当电机控制器检测到驱动电机温度传感器 显示120CW温度V140C时，降功率运行；温度三140时，降功率至0, 即停机(3)旋变变压器旋转变压器是一种电磁式传感器，又称作同步分解器，简称旋变。 用来测量驱动电机的转轴角位移和角速度。由激励绕组、余弦绕组和正弦 绕组3个线圈组成。2.2电机控制器（1）电机控制器功能电机控制器是驱动电机系统的控制中心，又称智能功率模块，通 常简称为MCUo北汽EV160电机控制器长城WEY P8电机控制器MCU的主要功能是控制电机的旋转速度、旋转方向以及再生能量 回收。此外，
11、电机控制器还要对电流传感器、电压传感器、温度传感器等 输入信号进行处理，并将驱动电机系统的运行状态通过CAN总线发送给整 车控制器。（2）电机控制器结构电机控制器以IGBT模块（绝缘栅双极型晶体管）为核心，主要 由控制板、冷却水道、UVW高压插件、直流高压插件、IGBT模块及驱动 板组成。驱动电机控制器内部设有故障诊断电路，当诊断出系统异常时会 激活一个错误代码，发送给整车控制器，同时也会存储该故障码和数据。I控制短1水遇,一百通岛压4件E6电机控制器劭力电池正生桢箱人境动力电机控用图自成水宜接管比亚迪秦电机控制器电机控制器原理电机控制器是通过调节电压大小、频率高低、相位变化等参数来 控制电机
12、的运转，即通过相应的电力转换来控制电机工作。所谓的电力转 换就是直流与交流、电压与频率的转换。电力转换形式有交流玲直流转 换、直流玲交流转换、直流玲直流转换和交流玲交流转换。电机控制器接收档位开关、油门位置、旋转变压器、制动等信 号，经过判断和逻辑运算之后控制电机的正反转以及转速，电机控制器 工作框 架如图4-24所示。电机控制器内部主要包括控制电路板和驱动 电路板两部分。控制电路板以信号采集、旋变解码、模数转换以及CAN 通讯功能为主，并计算出所需占空比，产生PWM （正弦脉宽调制）信 号。驱动电路板 以电源控制、功率调节为主，通过IGBT向驱动电机输送 U、V、W三相交3 AIGBT模块|电压信号| |我动信号 | |温度信号 | |电流信号|电机温度主电机控制器电子仪表板加速踏板电 机 转 速电机控制器工作框 架IGBT是由31 丁（双极型三极管）和MOS （绝缘栅型场效应管）组成的复合 全控型 电压驱动式功率半导体器件。与其他电子元器件相比，IGBT具有 输入阻抗高、开关速度快、驱动电路简单、承受电压高、导通电流大等优 点，已经 广泛用于各种变频器和调速电路中。