新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)檢修 課件 項目1 新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)認知

項目1新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)認知任務(wù)1新能源汽車驅(qū)動電機電磁基礎(chǔ)認知任務(wù)導入在認知新能源汽車的驅(qū)動電機和驅(qū)動電機控制系統(tǒng)之前，我們需要先了解一下電機和發(fā)電機，你了解電磁的基本概念和電機與發(fā)電機的基本運行原理嗎？新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)檢修請補充任務(wù)目標請補充任務(wù)目標任務(wù)目標01/02/電機、發(fā)電機的基本運行原理電磁的基本概念CONTENT03/電機定子線圈的連接方法目錄新授Newlesson01PARTONE一、電磁的基本概念邁克爾·法拉第（MichaelFaraday，1791年9月22日～1867年8月25日），英國物理學家、化學家，也是著名的自學成才的科學家。他被世人們稱為“電學之父”和“交流電之父”。電磁感應(yīng)現(xiàn)象1一、電磁的基本概念電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指當閉合電路的部分導體在磁場中切割磁感線，或者穿過閉合電路的磁感線數(shù)量（即磁通量）發(fā)生變化時，閉合電路中就會有電流產(chǎn)生。做個簡單示范：取一條電線，將其兩端接在電流表兩極上，再拿一塊磁條，將其來回穿過電線圍成的圈，同時注意電流表的變化，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。1電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、電磁的基本概念設(shè)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一個面積為S（有效面積S，即垂直通過磁場線的面積）且與磁場方向垂直的平面，磁感應(yīng)強度B與面積S的乘積，叫做穿過這個面的磁通量，如圖所示。磁通量2Φ=BS式中：Φ——磁通量，單位為WbB——磁感應(yīng)強度，單位為T（特斯拉）S——有效面積，即垂直通過磁感線的面積，單位為m2（平方米）一、電磁的基本概念在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，縮寫Wb，是以德國物理學家威廉?愛德華?韋伯（WilhelmEduardWeber）的名字命名的。磁通量的計算公式為：磁通量2一、電磁的基本概念在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫做感應(yīng)電動勢。定義是由低電勢指向高電勢。方向穿過回路的磁通量發(fā)生變化。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件感應(yīng)電動勢3一、電磁的基本概念左手定則，是英國電機工程師約翰.安布羅斯.弗萊明提出的。載流導體在磁場中受到安培力的作用，其所受安培力的方向用左手定則判定。左手定則4一、電磁的基本概念左手定則（電動機定則）：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心流入，使四指指向電流方向；拇指所指方向就是通電導線在磁場所受安培力方向。左手定則4一、電磁的基本概念安培力是通電導線在磁場中受到的作用力。由法國物理學家A·安培首先通過實驗確定?？杀硎鰹椋阂噪娏鲝姸葹镮的長度為L的直導線，置于磁感應(yīng)強度為B的均勻外磁場中，則導線受到的安培力的大小為F。安培力的計算公式為：式中：F——安培力的大小，單位為NB——均勻外磁場的磁感應(yīng)強度，單位為TI——通電電流強度，單位為AL——導體長度，單位為mα——電流方向與B之間的夾角左手定則4F=BILsinα一、電磁的基本概念在旋轉(zhuǎn)電機中，作用在轉(zhuǎn)子載流導體上的電磁力將使轉(zhuǎn)子受到一個力矩(等于力乘以轉(zhuǎn)子半徑)，這個力矩稱之為電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩在電機的能量形態(tài)轉(zhuǎn)換起到重要的作用。如果在固定磁場中放置一個通有電流的導體，則會在載流導體上產(chǎn)生一個電磁力。載流導體受力的大小與導體在磁場中的位置有關(guān)。當導體與磁力線方向垂直時，所受的力最大，這時電磁力F與磁通密度B、導體長度L以及通電電流強度I成正比。左手定則4一、電磁的基本概念（1）直線電流產(chǎn)生的磁場用右手握住載流直導體，大拇指指向電流方向，則彎曲四指所指的方向就是磁力線的方向。直線電流磁場的磁力線是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在與導線垂直的平面上。安培定則5判斷方法磁力線磁效應(yīng)電流周圍存在磁場的現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)（俗稱“動電生磁”）。一、電磁的基本概念（2）通電螺線管的磁場

用右手握住通電螺線管，彎曲的四指指向電流方向，則大拇指所指的方向即為北極（N極）。通電螺線管的磁場的磁力線與條形磁鐵的磁力線類似，是一些穿過螺線管橫截面的閉合曲線，如圖所示，因此，大拇指所指的一端即為北極。判斷方法磁力線安培定則5一、電磁的基本概念線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小可用法拉第電磁感應(yīng)定律（簡稱電磁感應(yīng)定律）來計算。法拉第電磁感應(yīng)定律指出：閉合線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與穿過回路的磁通量的變化率成正比。與磁鐵緩慢靠近或遠離線圈相比，磁鐵快速靠近或遠離線圈時，磁通量ΔΦ變化相同，但變化所需的時間Δt更短，故線圈產(chǎn)生的電動勢會更高。電磁感應(yīng)定律6電動勢的數(shù)學表達式為：式中：E——電動勢，單位為VN——線圈的匝數(shù)ΔΦ——磁通量的變化量，單位為TΔt——磁通量變化所需的時間，單位為s。

二、電機、發(fā)電機的基本運行原理電機泛指電動機和發(fā)動機。通常,同一臺電機既可作為電動機（即電機處于驅(qū)動工況時）,亦可作為發(fā)電機。電機1電機的運行狀態(tài)

驅(qū)動狀態(tài)

發(fā)電狀態(tài)判斷電機運行狀態(tài)

取決于能量轉(zhuǎn)換的方向（能流方向）

不取決于電機的結(jié)構(gòu)。電機的運行狀態(tài)二、電機、發(fā)電機的基本運行原理

按使用電源的不同，電機分為直流電機和交流電機，電力系統(tǒng)中的電機大部分是交流電機，可以是同步電機或者是異步電機（電機定子磁場轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速）。電機由轉(zhuǎn)子、定子組成，通過動力電子元件和高壓蓄電池連接，電機裝有一個定子繞組，繞組如同電機一樣，可產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。電機1電動機組成部件和電路連接二、電機、發(fā)電機的基本運行原理

當電機為驅(qū)動工況時，定子繞組會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子是一個可以產(chǎn)生磁場的永磁體。同步電機的轉(zhuǎn)速可通過感應(yīng)交流電的頻率精確控制。系統(tǒng)中裝有一個電機控制器，對同步電機轉(zhuǎn)速進行無級調(diào)整。轉(zhuǎn)子位置傳感器可持續(xù)檢測轉(zhuǎn)子的位移，控制電子器件以此測定電機實際轉(zhuǎn)速。電機1二、電機、發(fā)電機的基本運行原理直流發(fā)電機依靠整流子換向，結(jié)構(gòu)復雜、電磁干擾嚴重，已經(jīng)被淘汰。直流發(fā)電機目前應(yīng)用最廣的是三相交流發(fā)電機，其內(nèi)部帶有二極管整流電路，將交流電整流為直流電。三相交流發(fā)電機發(fā)電機2發(fā)電機是汽車的主要電源，其主要功能是在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動機除外）供電，同時為蓄電池充電。發(fā)電機二、電機、發(fā)電機的基本運行原理發(fā)電機2交流發(fā)電機由轉(zhuǎn)子總成、定子總成、電刷組件、整流器、電壓調(diào)節(jié)器、風扇和前后端蓋等組成。發(fā)電機的轉(zhuǎn)子為磁極，其組成包含爪極、磁場繞組、滑環(huán)和轉(zhuǎn)子軸等，由發(fā)動機帶動而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。發(fā)電機的定子為電樞，由定子鐵心與對稱的三相定子繞組組成，三相繞組彼此相隔120°，功用是產(chǎn)生交流電動勢。交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子

定子鐵芯及定子

二、電機、發(fā)電機的基本運行原理

交流發(fā)電機的基本原理是電磁感應(yīng)原理。如圖所示，當發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組中通入直流電，轉(zhuǎn)子在發(fā)動機的帶動下旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的磁場，使得相對靜止的定子繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。發(fā)電機2二、電機、發(fā)電機的基本運行原理

由于轉(zhuǎn)子磁極鐵芯制作成鳥嘴形特殊結(jié)構(gòu)，可使定子繞組感應(yīng)產(chǎn)生的交流電動勢近似于正弦曲線波形，因此三相電樞繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢按正弦規(guī)律變化。發(fā)電機2三、電機定子線圈的連接方法以定子繞組形成磁極來區(qū)分1顯極式繞組每個（組）線圈形成一個磁極，繞組的線圈（組）數(shù)與磁極數(shù)相等。相鄰兩個線圈（組）的連接方式必須尾端接尾端，首端接首端，也即反接串聯(lián)方式。根據(jù)電動機的磁極數(shù)與繞組分布形成實際磁極數(shù)的關(guān)系庶極式繞組每個（組）線圈形成兩個磁極，繞組的線圈（組）數(shù)為磁極數(shù)的一半。相鄰兩個線圈（組）的連接方式應(yīng)該是尾端接首端，即順接串聯(lián)方式。根據(jù)電動機的磁極數(shù)與繞組分布形成實際磁極數(shù)的關(guān)系三、電機定子線圈的連接方法以定子繞組的形狀與嵌裝布線方式區(qū)分2①集中式繞組僅有一個或幾個矩形框線圈組成。繞制后用紗帶包扎定型，再經(jīng)浸漆烘干處理后嵌裝在凸磁極的鐵心上。直流電動機、通用電動機的勵磁線圈，以及單相罩極電動機的主極繞組都采用這種繞組。根據(jù)電動機的磁極數(shù)與繞組分布形成實際磁極數(shù)的關(guān)系根據(jù)線圈繞制的形狀與嵌裝布線方式的不同三、電機定子線圈的連接方法以定子繞組的形狀與嵌裝布線方式區(qū)分2同心式繞組同一線圈組的幾個大小不同矩形線圈按同一中心的位置逐個嵌裝排列成回字形。分單層與多層。一般單項電動機和部分小功率三相異步電動機的定子繞組采用這種型式。根據(jù)電動機的磁極數(shù)與繞組分布形成實際磁極數(shù)的關(guān)系分布式繞組所有線圈的形狀大小完全相同（單雙圈例外），分別以每槽嵌裝一個線圈邊，并在槽外端部逐個相迭均勻分布。分單層迭式和雙層迭式，單雙圈交叉布線排列和單雙層混合布線排列，鏈形繞組和籃形繞組。一般三相異步電動機的定子繞組較多采用迭式繞組。根據(jù)線圈繞制的形狀與嵌裝布線方式的不同②分布式繞組實訓PracticalTraining02PARTTWO1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指當

的部分導體在磁場中切割磁感線，或者穿過閉合電路的磁感線數(shù)量（即磁通量）發(fā)生變化時，閉合電路中就會有電流產(chǎn)生。2.左手定則（電動機定則）：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在

內(nèi)；讓磁感線從掌心流入，使四指指向電流方向；

就是通電導線在磁場所受安培力方向。發(fā)電機是汽車的主要電源，其主要功能是在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動機除外）供電，同時為

充電。任務(wù)實施4.在顯極式繞組中，為了要使磁極的極性和相互間隔，相鄰兩個線圈（組）里的電流方向必須

，即相鄰兩個線圈（組）的連接方式必須

接

，

接

，也即反接串聯(lián)方式。5.在庶極式繞組中，每個線圈（組）所形成的磁極的極性都相同，因而所有線圈（組）里的電流方向都

，即相鄰兩個線圈（組）的連接方式應(yīng)該是

接

，即順接串聯(lián)方式。任務(wù)實施項目1新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)認知任務(wù)2新能源汽車驅(qū)動電機認知任務(wù)導入電機銘牌就如同電機的“身份證”，從銘牌中就能讀出電機的性能以及適用場景。你能從電機銘牌上確認哪些信息呢？新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)檢修1.了解不同類型的驅(qū)動電機性能與優(yōu)缺點。2.了解驅(qū)動電機在主流車企上的應(yīng)用。3.掌握驅(qū)動電機銘牌的識讀方法。4.能夠準確找到驅(qū)動電機銘牌的位置。5.能夠正確認知前驅(qū)電動總成的銘牌其技術(shù)參數(shù)。6.熟練驅(qū)動電機銘牌。7.認真嚴謹、積極主動。安全生產(chǎn)，文明施工。8.獲得分析問題和解決問題的基本方法。任務(wù)目標01/02/驅(qū)動電機在主流車企上的應(yīng)用不同類型新能源汽車驅(qū)動電機的介紹CONTENT03/驅(qū)動電機銘牌的識讀目錄新授Newlesson01PARTONE一、不同類型新能源汽車驅(qū)動電機的介紹新能源汽車包含混合動力、燃料電池電動、氫發(fā)動機、純電動等汽車種類。燃料電池電動汽車零排放，但燃料電池價格高，壽命短。純電動汽車采用蓄電池作為動力源，成本低、無污染，發(fā)展?jié)摿Υ?。氫發(fā)動機汽車排放水，無污染，但價格貴?；旌蟿恿ζ噭恿π阅軆?yōu)良，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，排放尾氣。一、不同類型新能源汽車驅(qū)動電機的介紹當前應(yīng)用于電動汽車中的驅(qū)動電機主要包括直流電機、三相交流異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機等類型。電動汽車驅(qū)動電機是影響整車性能的關(guān)鍵因素之一，電機類型的選擇、車輛驅(qū)動方式的確定、電機控制系統(tǒng)的可靠性與安全性是電動汽車開發(fā)時首先應(yīng)考慮的問題。一、不同類型新能源汽車驅(qū)動電機的介紹性能1類型項目直流電機三相異步電機永磁同步電機開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)速范圍/（r/min）4000～600012000～200004000～10000>15000功率密度低中高較高功率因數(shù)——82～8590～9360～65峰值效率/%85～8994～9595～9785～90負荷效率/%80～8790～9285～9778～86過載能力/%200300～500300300～500恒功率區(qū)比例——1:51:2.251:3電機重量重中輕輕電機外形尺寸大中小小可靠性一般好優(yōu)良好結(jié)構(gòu)堅固性差好一般優(yōu)良控制操作性能最好好好好控制器成本低高高一般4種典型電機的性能比較一、不同類型新能源汽車驅(qū)動電機的介紹優(yōu)缺點2直流電機有控制系統(tǒng)簡單、啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速方便、目前技術(shù)已經(jīng)較為成熟的優(yōu)點。但是直流電機的電樞電流需要由電刷和機械換向器引入，換向時易產(chǎn)生電火花，從而產(chǎn)生換向器容易燒蝕，電刷容易磨損之類的問題，需要經(jīng)常維護；同時由于電刷部分存在接觸磨損，不僅使電機效率降低，還限制了電機運行的最高轉(zhuǎn)速。現(xiàn)在電動汽車驅(qū)動電機很少使用直流電機。但仍有一些小功率的電動汽車選用直流電機，如小型代步車、景區(qū)觀光車等。（1）直流電機一、不同類型新能源汽車驅(qū)動電機的介紹優(yōu)缺點2是感應(yīng)式電機的一種。具有結(jié)構(gòu)簡單、工作周期長、成本低、易維護的優(yōu)點驅(qū)動復雜、效率低?，F(xiàn)在主要通過矢量控制技術(shù)改善交流電機的輸出轉(zhuǎn)矩特性。三相交流異步電機有繞線式和鼠籠式兩種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，鼠籠式電機成本低，效率高。特斯拉電動汽車驅(qū)動電機就是鼠籠式轉(zhuǎn)子異步電機。感應(yīng)式電機在工業(yè)中己有較長時間的應(yīng)用，具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗和大量的生產(chǎn)工廠，生產(chǎn)成本較低。（2）三相交流異步電機一、不同類型新能源汽車驅(qū)動電機的介紹優(yōu)缺點2具有體積小、重量輕，啟動轉(zhuǎn)矩大，效率高的優(yōu)點。這些優(yōu)點滿足了新能源汽車驅(qū)動電機的條件。根據(jù)轉(zhuǎn)子不同，PMSM有表貼式和內(nèi)置式兩種類型。內(nèi)置式交直軸電感不同，可產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電機應(yīng)用的更多。永磁同步電機矢量控制也存在潛在的風險，比如電機的位置傳感器故障、電流傳感器故障、電機定子繞組開路等都會影響安全性和可靠性。另一個問題是永磁材料強度較差，有些永磁材料在高溫作用下會發(fā)生磁性衰退現(xiàn)象。現(xiàn)在我國大部分的驅(qū)動電機控制系統(tǒng)，都是圍繞著永磁同步電機矢量控制為主的閉環(huán)控制，這是因為永磁同步電機具有較高的功率密度和效率，矢量控制反饋控制環(huán)節(jié)精準穩(wěn)定。（3）永磁同步電機一、不同類型新能源汽車驅(qū)動電機的介紹優(yōu)缺點2結(jié)構(gòu)比其他電機簡單，效率可達85%-90％，轉(zhuǎn)速可達15000r/pm。其轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性好，在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速可以靈活地控制，并且有起動轉(zhuǎn)矩高和起動功率低等機械特性?？刂葡到y(tǒng)較復雜，調(diào)節(jié)性能和控制精度要求高。工作時的轉(zhuǎn)矩脈動大，噪聲也較大，體積也比同樣功率的感應(yīng)電機要大一些。很少應(yīng)用在電動汽車上。開關(guān)磁阻電機很少應(yīng)用在電動汽車上。（4）開關(guān)磁阻電機二、驅(qū)動電機在主流車企上的應(yīng)用永磁同步電機與交流異步電機是新能源汽車在乘用車領(lǐng)域上的主流選擇。永磁同步電機的永磁是指在電機轉(zhuǎn)子的制造過程中使用了永磁體，提升了電機在低速時需要的大扭矩的性能，這也是永磁同步電機與三相交流異步電機的最大區(qū)別。添加標題同步指的是讓電機中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致，通過控制電機的定子繞組輸入電流頻率來控制電動汽車的車速。二、驅(qū)動電機在主流車企上的應(yīng)用永磁同步電機與交流異步電機是新能源汽車在乘用車領(lǐng)域上的主流選擇。交流異步電機中由于轉(zhuǎn)子總是在“追趕”定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，并且為了能夠切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電流。添加標題轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總要比定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速慢，這也就形成了異步運行，即異步感應(yīng)電機。二、驅(qū)動電機在主流車企上的應(yīng)用永磁同步電機轉(zhuǎn)矩密度高、功率密度高、效率高、調(diào)速性能好。體積小、重量輕優(yōu)點在相同質(zhì)量與體積下，能夠為新能源汽車提供最大的動力輸出與加速度。優(yōu)勢除了原料帶來的成本問題外，它會有在高溫下磁性衰減的問題。缺點二、驅(qū)動電機在主流車企上的應(yīng)用三相交流異步電機結(jié)構(gòu)簡單、可靠性較高、擁有較好的高速性能以及電機的溫升區(qū)間較大，不易造成退磁現(xiàn)象。優(yōu)點受到以性能標榜的電動跑車以及中大型SUV偏愛。如特斯拉modelS等優(yōu)勢轉(zhuǎn)矩密度、功率密度、效率密度偏低，并且還伴隨著體積大、重量沉等問題。缺點二、驅(qū)動電機在主流車企上的應(yīng)用三相交流異步電機

特斯拉modelS特斯拉modelX蔚來ES8三、驅(qū)動電機銘牌的識讀驅(qū)動電機需要按照國家標準在電機機殼上標注銘牌數(shù)據(jù)，如圖所示。銘牌位置1比亞迪驅(qū)動三合一中電機銘牌貼于機殼上三、驅(qū)動電機銘牌的識讀如圖為比亞迪某款永磁同步電機的銘牌。銘牌位置1比亞迪某款永磁同步電機的銘牌三、驅(qū)動電機銘牌的識讀銘牌項目2序號項目說明1型號型號用以表明電機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。由漢語拼音字母、國際通用符號和阿拉伯數(shù)字組成。2額定功率指電機在額定狀態(tài)下運行時電機軸端輸出的機械功率，單位為W或k\V。3額定電壓指電機在額定狀態(tài)下運行時，加在定子繞組上的線電壓，單位為V。4額定轉(zhuǎn)速是指對應(yīng)于額定電壓、額定電流，電機運行于額定功率時的轉(zhuǎn)速。單位為r/min。5峰值功率指電機在峰值轉(zhuǎn)矩狀態(tài)下運行時，電機軸端輸出的機械功率，單位為W或kW。6最大轉(zhuǎn)速指電機正常運行所能達到的最大速度，體現(xiàn)了永磁同步電機調(diào)速能力的大小。單位為r/min。三、驅(qū)動電機銘牌的識讀銘牌項目27最高效率指電機在整個運行區(qū)間內(nèi)所能達到的最大效率。8功率因數(shù)電機有效功率與視在功率的比值。它表征著電機運行時從電網(wǎng)吸收的無功功率的大小。一般來說，對于相同轉(zhuǎn)速的電機，容量越大，功率因數(shù)越高。相同容量的電機，轉(zhuǎn)速越高，功率因數(shù)越大。9聯(lián)結(jié)方式永磁同步電機常用的定子繞組接法主要有星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)。10絕緣等級指直流電機制造時所用絕緣材料的耐熱品級。一般有B級、F級、H級、C級。11冷卻方式為防止電機在工作過程中產(chǎn)生的銅耗和鐵耗使電機溫升過高，一般需要采取冷卻措施。永磁同步電機常用的冷卻方式一般有水冷和風冷。12定額（工作制）即電機的工作方式，是指電機在正常使用時的延續(xù)時間。一般分為連續(xù)制（S1）和斷續(xù)制（S2-S10）。三、驅(qū)動電機銘牌的識讀銘牌項目2驅(qū)動電機型號通常由驅(qū)動電機類型代號、尺寸規(guī)格代號、信號反饋元件代號、冷卻方式代號、預(yù)留代號五部分組成，如圖所示。三、驅(qū)動電機銘牌的識讀銘牌項目2但不同車企電機型號命名規(guī)則會有所差異，如圖所示的為比亞迪某車型永磁同步電機型號，型號中還包含了品牌自定義的部分，即品牌名稱與內(nèi)部編號。三、驅(qū)動電機銘牌的識讀銘牌項目2名稱代號說明備注驅(qū)動電機類型KC開關(guān)磁阻電機其他類型驅(qū)動電機的類型代號由制造商參照GB/T4831進行規(guī)定。TF方波控制型永磁同步電機TZ正弦控制型永磁同步電機YR異步電機（繞線式）YS異步電機（鼠籠式）ZL直流電機尺寸規(guī)格阿拉伯數(shù)字一般采用定子鐵芯的外徑來表示；對于外轉(zhuǎn)子電機，采用外轉(zhuǎn)子鐵芯外徑來表示。

信號反饋元件M光電編碼器無傳感器不必標注。X旋轉(zhuǎn)變壓器H霍爾元件冷卻方式S水冷方式非強迫冷卻方式（自然冷卻）不必標注。Y油冷方式F強迫風冷方式預(yù)留英文大寫字母或阿拉伯數(shù)字組合其含義由制造商自行確定。電機型號所包含的信息，可根據(jù)下表進行解讀實訓PracticalTraining02PARTTWO任務(wù)實施實訓準備序號設(shè)備及工具圖片設(shè)備及工具名稱數(shù)量設(shè)備及工具是否完好1

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□是□否8

□是□否質(zhì)檢意見原因：□是□否任務(wù)實施姓名

班級（專業(yè)）

完成日期

實訓任務(wù)1：前驅(qū)電動總成的技術(shù)參數(shù)認知序號操作步驟記錄完成情況1驅(qū)動電機的最大輸出扭矩技術(shù)參數(shù)：已完成□2驅(qū)動電機的額定扭矩技術(shù)參數(shù)：已完成□3驅(qū)動電機的最大輸入功率技術(shù)參數(shù)：已完成□4驅(qū)動電機的額定功率技術(shù)參數(shù)：已完成□5電機最大輸出轉(zhuǎn)速技術(shù)參數(shù)：已完成□6前驅(qū)電動總成重量技術(shù)參數(shù)：已完成□7變速箱潤滑油量技術(shù)參數(shù)：已完成□8變速箱潤滑油類型技術(shù)參數(shù)：已完成□任務(wù)實施實訓任務(wù)2：電機銘牌認知序號操作步驟記錄完成情況1認識電機型號該電機型號為。已完成□2認識電機類型根據(jù)型號可知，該電機的類型為。已完成□3認識信號反饋元件根據(jù)型號可知，該電機（¨有¨無）信號反饋元件，若有，其信號反饋元件類型為。已完成□4認識電機冷卻方式根據(jù)型號可知，該電機的冷卻方式為。已完成□任務(wù)實施6S現(xiàn)場管理序號操作步驟完成情況備注1建立安全操作環(huán)境已完成□

2清理及整理工具量具已完成□

3清理及復原設(shè)備已完成□

4清理場地已完成□

5物品回收和環(huán)保已完成□

6完善和檢查工單已完成□項目1新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)認知任務(wù)3新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)認知任務(wù)導入新能源汽車的驅(qū)動電機控制系統(tǒng)不同于工業(yè)用的電機控制系統(tǒng)，由于受到車輛空間限制和使用環(huán)境的約束，應(yīng)用于普通的電機控制系統(tǒng)中的電力電子技術(shù)、電機技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)其需求。那么當前新能源汽車領(lǐng)域的驅(qū)動電機控制系統(tǒng)開發(fā)呈現(xiàn)了怎樣的發(fā)展趨勢呢？新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)檢修1.了解驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的定義、作用、現(xiàn)狀、困境及結(jié)構(gòu)組成。2.掌握新能源汽車對驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的性能要求。3.能夠準確識別秦EV前驅(qū)電動總成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和說出秦EV前驅(qū)電動總成主要部件的作用。4.能夠正確認知前驅(qū)電動總成的結(jié)構(gòu)。5.掌握永磁同步電機的結(jié)構(gòu)。6.與小組成員、同學之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作。7.獲得分析問題和解決問題的基本方法。任務(wù)目標01/02/驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的定義及作用CONTENT03/新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境目錄04/新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢05/新能源汽車對驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的性能要求新授Newlesson01PARTONE一、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的定義及作用驅(qū)動電機控制系統(tǒng)是電動汽車的三大核心系統(tǒng)之一，也是車輛行駛的主要驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經(jīng)濟性和用戶駕乘感受。定義1一、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的定義及作用驅(qū)動電機控制系統(tǒng)就像電動汽車的神經(jīng)中樞，它將驅(qū)動電機、動力電池和其他輔助系統(tǒng)相互連接并且加以控制。整車控制器（VCU）會根據(jù)其獲取到的的輸入信號（例如加速、制動、檔位、旋變、溫度等），向電機控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，從而控制驅(qū)動電機進行起動、加速、減速和制動能量回收。2作用比亞迪全新秦EV外觀圖一、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的定義及作用比亞迪全新秦EV車型采用比亞迪e平臺的核心技術(shù)——33111所生產(chǎn)的全新一代純電動轎車。其中，第一個“3”代表的是驅(qū)動電機、電機控制器和減速器三合一。e平臺讓純電動汽車的結(jié)構(gòu)更簡單、更安全、更可靠。通過對原本繁雜、分立的零部件進行標準化、集成化設(shè)計，讓純電動汽車的核心零部件體積變小，重量變輕，滿足現(xiàn)代新能源汽車輕量化的目的。2作用比亞迪全新秦EV外觀圖二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹秦EV的驅(qū)動電機控制系統(tǒng)，也稱前驅(qū)電動總成或三合一驅(qū)動系統(tǒng)，主要由驅(qū)動電機控制器（MotorControlUnit，MCU）、驅(qū)動電機、單檔變速器組成，如圖所示。結(jié)構(gòu)組成1二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹秦EV的前驅(qū)電動總成位于前艙中部，在充配電總成的下方，如圖所示。安裝位置2二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹秦EV的配電總成位置如圖所示。安裝位置2二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹集成方案3成本降低了33%，體積減少了30%，重量也減輕了25%，功率密度增加20%，NEDC續(xù)航里程效率提升1%，扭矩密度增加17%。本著“高品質(zhì)、高電壓、高集成、高轉(zhuǎn)速、高性能、低成本”的開發(fā)理念，在秦EV的設(shè)計中，驅(qū)動電機及電機控制器采用了直連的方式，減少三相電纜、驅(qū)動電機和控制器共用冷卻系統(tǒng)（通過整車控制器（VCU）控制電子水泵、電子風扇進行循環(huán)冷卻）。二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹集成方案3集成內(nèi)容示圖集成目的電機、電控端子直連，取消三相線

降低成本電機、電控水道直連，取消水管

降低成本比亞迪驅(qū)動三合一集成方案二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹集成方案3比亞迪驅(qū)動三合一集成方案電機轉(zhuǎn)子軸和減速器輸入軸共用

提高同軸度，減少噪音電機殼體和減速器殼體共用

降低成本，提高同軸度，提高裝配精度二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹41）定義作為新能源汽車的“動力心臟”，驅(qū)動電機是一種將電能轉(zhuǎn)化為動能，并用來驅(qū)動其他裝置的電氣設(shè)備，是與汽車加速度、最高車速、爬坡坡度（一般車輛最大的爬坡坡度不超過40%）等重要指標及行車體驗直接相關(guān)的核心部件。（1）驅(qū)動電機2）組成在秦EV中，采用的驅(qū)動電機為永磁同步電機永磁同步電機主要由電機的轉(zhuǎn)子、定子、電機外殼、旋轉(zhuǎn)變壓器（也稱旋變傳感器，簡稱旋變）、前后轉(zhuǎn)子軸承、電機前后端蓋以及三相電纜等部件組成。二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹4永磁同步電機爆炸圖二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹4永磁同步電機主要部件安裝位置說明部件說明旋變定子安裝在后端蓋上，用于檢測電機轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)速信號旋變轉(zhuǎn)子安裝在電機轉(zhuǎn)軸上，與旋變轉(zhuǎn)子總成配合反應(yīng)轉(zhuǎn)子角度位置轉(zhuǎn)子布置在定子內(nèi)部，用于磁能向動能的轉(zhuǎn)換三相繞組安裝在定子鐵芯上，用于接入三相交流電產(chǎn)生磁場定子安裝在殼體內(nèi)部，用于增強通電線圈的磁性二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹41）定義旋轉(zhuǎn)變壓器（簡稱旋變）是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號元件。在秦EV中，當勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正、余弦函數(shù)關(guān)系，因此這種旋轉(zhuǎn)變壓器又稱為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器2）作用旋轉(zhuǎn)變壓器主要負責檢測電機的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）、電機位置（旋轉(zhuǎn)角度），如果旋變信號失效或丟失，車輛將無法上“OK”電，旋變信號相當于發(fā)動機上的曲軸位置傳感器信號，旋變信號通過硬線信號到電機控制后解碼轉(zhuǎn)換成車速。二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹43）安裝位置旋變傳感器安裝在電機后端蓋處如下圖所示。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹44）組成如下圖所示，旋轉(zhuǎn)變壓器由旋變定子和旋變轉(zhuǎn)子組成，其定子固定于電機定子或端蓋上，以檢測和輸出轉(zhuǎn)子位置信號；其轉(zhuǎn)子也是由多個硅鋼片組成，與電機同軸，以跟蹤電子轉(zhuǎn)子的位置。轉(zhuǎn)子上有一個盤，它是用透磁通的金屬制成的。這個轉(zhuǎn)子盤的形狀特殊，非圓形，像凸輪盤。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹4（2）旋轉(zhuǎn)變壓器該線圈環(huán)由勵磁線圈A、正弦線圈S以及余弦線圈C三個單線圈構(gòu)成，S、C兩線圈互成90°安裝，如圖所示。其中，勵磁線圈A負責輸入，正弦線圈S與余弦線圈C負責輸出。二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹45）工作原理如圖所示，勵磁線圈通入正弦曲線的勵磁電壓后，勵磁線圈周圍產(chǎn)生的交變磁場作用在轉(zhuǎn)子盤上，轉(zhuǎn)子盤將交變磁場的磁通引向接收線圈，接收線圈將感應(yīng)到一個交變電壓，該電壓與轉(zhuǎn)子盤的位置成一定的比例，與勵磁電壓存在相位差。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹46）控制策略當電機轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子一同轉(zhuǎn)動時，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過定子線圈，改變了定子線圈與轉(zhuǎn)子之間的磁通，使得正弦繞組和余弦繞組收到勵磁繞組感應(yīng)，信號幅值產(chǎn)生一定變化，呈正弦和余弦波形。波形的幅值和相位隨著旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子（與電機轉(zhuǎn)子同轉(zhuǎn)）的變化而變化。（2）旋轉(zhuǎn)變壓器二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹41）定義驅(qū)動電機控制器是一種用于控制動力電池與驅(qū)動電機之間能量傳輸?shù)难b置。其為動力電池和電機之間的能量轉(zhuǎn)換單元，是驅(qū)動電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制中心，又稱智能功率模塊。（3）驅(qū)動電機控制器2）組成驅(qū)動電機控制器主要組成包括智能功率（IPM）模塊、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊、信號數(shù)據(jù)采集模塊、關(guān)聯(lián)電路等硬件，以及電機控制算法與邏輯保護等軟件部分。下面簡要介紹IGBT模塊與IPM模塊。二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹43）功能①具有采集扭矩請求、旋變等信號，控制電機正向、反向驅(qū)動以及正、反轉(zhuǎn)發(fā)電的功能；②具有高壓輸出電壓和電流控制限制的功能；③具有電壓跌落保護、過流保護、過溫保護、IPM過溫保護、IGBT過溫保護、功率限制、扭矩控制限制等功能。④具有能量回饋控制、主動泄放、被動泄放控制的功能。（3）驅(qū)動電機控制器二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹44）工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器檢測轉(zhuǎn)子位置并判斷其狀態(tài)，接通電機控制器內(nèi)相應(yīng)的IGBT，此時高壓直流電經(jīng)電機控制器內(nèi)的IGBT進行逆變后流入定子繞組線圈，通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場（電轉(zhuǎn)磁-電感），利用右手法則判定磁極，同性相斥，異性相吸使轉(zhuǎn)子的磁鐵隨之轉(zhuǎn)動。W三極管導通，V三極管PWM控制電流的大小和頻率，實現(xiàn)電機的調(diào)速。（3）驅(qū)動電機控制器二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹41）定義單檔變速器，也稱單級減速器，或稱為單檔固定齒比變速箱，是采用固定傳動比將電機轉(zhuǎn)速降低并增大轉(zhuǎn)矩裝置，不同車型傳動比不同。（4）單檔變速器2）組成比亞迪秦EV車型前驅(qū)動力總成采用單檔變速器。其單檔變速器由輸入軸和輸出軸組成，輸入軸一端與驅(qū)動電機轉(zhuǎn)軸相連，另一端則為殼體提供支撐，中間裝有一個主動齒輪與輸出軸從動齒輪相嚙合。二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹4（4）單檔變速器輸出軸上有大小兩個齒輪，大齒輪為從動齒輪與輸入軸齒輪相嚙合，小齒輪為主減速器主動齒輪與減速器大齒圈相結(jié)合，作為變速器驅(qū)動差速器總成旋轉(zhuǎn)。輸出軸兩端用圓錐滾珠軸承進行支撐。變速器具有固定的傳動比，總減速比是10.7。二、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹主要部件介紹43）功能變速器主要是實現(xiàn)對驅(qū)動電機的減速增扭作用。（4）單檔變速器比亞迪秦EV車型前驅(qū)動力總成采用單級變速器，通過電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)使汽車前進或倒退，動力直接由電機傳給變速器，變速器將動力直接傳給兩個車輪，減少了動力損失，且具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、生產(chǎn)成本低。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（1）驅(qū)動電機控制系統(tǒng)在國外的發(fā)展歷史國外驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、流程化和標準化等方面的完善程度很高，相關(guān)領(lǐng)域的研究起步較早，依靠長期的研發(fā)和經(jīng)驗積累，其整體技術(shù)水平領(lǐng)先于國內(nèi)。該標準使得控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)更高效，便于軟件間的交互和版本更新，同時降低了開發(fā)成本，被越來越多的汽車主機廠、零部件廠和科研院校所采用。博世、戴姆勒和寶馬等汽車主機廠及零部件廠一同建立了汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)（簡稱AUTOSAR）的標準。200320032003三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（1）驅(qū)動電機控制系統(tǒng)在國外的發(fā)展歷史日本豐田公司早在1997年就發(fā)布了當時首款混合動力量產(chǎn)車型第一代Prius，該車采用了豐田研發(fā)的新型混動系統(tǒng)THS。在2003年推出了第二代Prius，該車搭載的驅(qū)動電機控制系統(tǒng)增設(shè)了Boost變換電路，外形如圖1-3-15所示。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（1）驅(qū)動電機控制系統(tǒng)在國外的發(fā)展歷史2009年，德國博世公司基于英飛凌功率半導體封裝技術(shù)，自主研發(fā)了一款新型IGBT模塊并設(shè)立工廠進行生產(chǎn)。2017年博世推出了電驅(qū)動系統(tǒng)eAxle，eAxle實現(xiàn)了“三合一”，即將變速器、電機及控制系統(tǒng)集成一體，這使其生產(chǎn)成本降低的同時，總體積也降低了超過20%。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（1）驅(qū)動電機控制系統(tǒng)在國外的發(fā)展歷史在2007年，豐田公司宣布今后研發(fā)的混合動力車型中使用基于SiC功率器件的電機控制系統(tǒng)。2014年，豐田中央研究所聯(lián)合電裝公司開發(fā)出了應(yīng)用SiC功率器件的電機控制系統(tǒng)，如圖所示，其體積降低為右側(cè)采用硅基功率器件同功能控制系統(tǒng)的五分之一，并可使混動車型燃油經(jīng)濟性提高10%。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（2）驅(qū)動電機控制系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展歷史“八五”到“十三五”的新能源汽車發(fā)展規(guī)劃體現(xiàn)出了我國對該領(lǐng)域研究的重視?？傮w上來看，我國已經(jīng)基本實現(xiàn)了驅(qū)動電機控制系統(tǒng)甚至是電驅(qū)動系統(tǒng)的國產(chǎn)化，能自主開發(fā)產(chǎn)品，并應(yīng)用于純電動汽車整車上。但國內(nèi)電機控制系統(tǒng)在散熱、功率密度、標準化和產(chǎn)品化等方面與國外同期產(chǎn)品都存在一定差距。能實現(xiàn)產(chǎn)品化電機控制系統(tǒng)、電驅(qū)動系統(tǒng)或功率器件的國內(nèi)廠商主要有天津松正、精進電動和比亞迪等。國內(nèi)國內(nèi)國內(nèi)三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（2）驅(qū)動電機控制系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展歷史天津松正研發(fā)出了一款“五合一”電機控制系統(tǒng)，如圖所示，其系統(tǒng)集成度較高，驅(qū)動電機類型為永磁同步電機，可應(yīng)用于純電動物流車，采用了輕量化設(shè)計，使得整機質(zhì)量降低至30kg。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（2）驅(qū)動電機控制系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展歷史精進電動在2017年實現(xiàn)了電驅(qū)動“二合一”，2018年發(fā)布了一款“三合一”純電驅(qū)動系統(tǒng)JJE-EDM3000F，包括其自主電機、減速器和電機控制系統(tǒng)，如圖所示。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境發(fā)展歷史1（2）驅(qū)動電機控制系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展歷史比亞迪自主研發(fā)出了SiCMOSFET模塊，如圖所示，將在旗下所有電動汽車車型中實現(xiàn)SiC基功率器件對硅基器件的全面換代，相關(guān)車型的性能在加速和續(xù)航等指標上將會提升。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2（2）驅(qū)動電機控制系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展歷史比亞迪自主研發(fā)出了SiCMOSFET模塊，如圖所示，將在旗下所有電動汽車車型中實現(xiàn)SiC基功率器件對硅基器件的全面換代，相關(guān)車型的性能在加速和續(xù)航等指標上將會提升。目前，各大主機廠已經(jīng)將電驅(qū)系統(tǒng)的深度集成化作為三電系統(tǒng)重要發(fā)展方向之一。在當前進行量產(chǎn)的純電動汽車的領(lǐng)域中，三合一電驅(qū)已成為主流。添加標題電動汽車的驅(qū)動電機控制系統(tǒng)已經(jīng)有了多種集成方式，從最初的電機+減速器的“二合一”驅(qū)動總成發(fā)展至大規(guī)模使用的電機+電機控制器+減速器的“三合一”驅(qū)動總成再到最新“八合一”驅(qū)動總成。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2比亞迪自主研發(fā)出了SiCMOSFET模塊，如圖所示，將在旗下所有電動汽車車型中實現(xiàn)SiC基功率器件對硅基器件的全面換代，相關(guān)車型的性能在加速和續(xù)航等指標上將會提升。

二合一驅(qū)動總成

三合一驅(qū)動總成

八合一驅(qū)動總成

三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2如圖所示的是搭載在比亞迪海豚車型上的八合一驅(qū)動總成，融合集成了電機控制器、單檔變速器、驅(qū)動電機、DC-DC電源變換器、雙向車載充電機（OBC）、高壓配電系統(tǒng)、動力域控制器（VBU），其中VBU包含了整車控制器（VCU）和電池管理器（BMS）的部分功能。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2如圖所示的是雪佛蘭Bolt所搭載的二合一驅(qū)動系統(tǒng)，其將永磁電機和減速器集成在一起，再與車橋結(jié)合形成一體式電驅(qū)動橋，雖然該系統(tǒng)的連接部分仍然比較復雜，但是至少實現(xiàn)了二合一的設(shè)計，縮短了各部件之間的距離，使得電驅(qū)動系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境現(xiàn)狀2隨著電驅(qū)動集成技術(shù)的不斷發(fā)展，三合一電驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)，如圖所示。隨后，國外的特斯拉、日本電產(chǎn)、BMW、麥格納、吉凱恩、博世、ZF，國內(nèi)的比亞迪、上海電驅(qū)動、巨一、匯川、精進電動、上汽等均推出了三合一電驅(qū)動總成系統(tǒng)。比亞迪三合一驅(qū)動總成特斯拉ModelS三合一驅(qū)動總成蔚來三合一EDS集成化電驅(qū)動系統(tǒng)三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境集成度高的驅(qū)動總成系統(tǒng)具備的優(yōu)勢主要有：總成體積縮小，系統(tǒng)總質(zhì)量降低，一定程度上也降低了汽車能耗、提升了續(xù)航里程；（1）不僅使機艙變得更加簡潔，汽車各系統(tǒng)布局更加靈活，也使乘坐及儲物空間能夠被最大化地利用；（2）通過集成化設(shè)計，多合一驅(qū)動總成系統(tǒng)也能夠降低接口復雜度及成本。（3）三、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與困境高集成度也確實是帶來了一些難題多合一驅(qū)動總成的集成化設(shè)計需要多維度開發(fā)和能力驗證，如圖所示。其中總成系統(tǒng)導致各部件與空氣接觸面積減少，為保證各部件處于正常工作溫度區(qū)間，整個散熱系統(tǒng)需要重新設(shè)計優(yōu)化。同時，NVH（噪聲振動）、EMC（電磁兼容測試）、安全等性能指標的控制，以及零部件開發(fā)協(xié)同都是目前整車廠和供應(yīng)商需要重點攻克的難題。四、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢大眾、沃爾沃、克萊斯勒等驅(qū)動電機的最高轉(zhuǎn)速不斷提升，最高達到14000～16000r/min，特斯拉Model3電機轉(zhuǎn)速達到17900r/min，目前面市的轉(zhuǎn)速超過16000r/min的高速電機主要應(yīng)用于中高端的純電動車型中。高轉(zhuǎn)速電機能夠提高功率密度，同時減小體積、降低成本，對于提高電動車動力性能來說尤為重要。當前市場上，電驅(qū)動系統(tǒng)的電機最高轉(zhuǎn)速一般在12000r/min以上。隨著新技術(shù)、新材料的不斷發(fā)展及應(yīng)用，加上消費者對驅(qū)動效率、加速體驗的重視及追求，采用更高速的驅(qū)動電機成為集成電驅(qū)發(fā)展的必然趨勢。電機高速化1四、新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢汽車產(chǎn)品平臺化設(shè)計能夠有效地縮短上市周期、降低研發(fā)成本。根據(jù)不同轉(zhuǎn)矩、功率的需求以及不同級別的車型，可以規(guī)劃不同的系列化平臺電驅(qū)動產(chǎn)品，如下表所示為永磁同步平臺化集成電驅(qū)動系統(tǒng)。平臺化設(shè)計2項目小功率平臺中等功率平臺大功率平臺定子直徑/mm160180～220>220峰值功率/