《新能源汽車(chē)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修》 課件 模塊1 新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)認(rèn)知

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任務(wù)一

調(diào)研分析驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能力模塊一

新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄01任務(wù)導(dǎo)入02相關(guān)知識(shí)03任務(wù)實(shí)施0401學(xué)習(xí)目標(biāo)XUEXIMUBIAO技能目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用。2.了解比亞迪驅(qū)動(dòng)三合一的集成方案。3.掌握秦EV前驅(qū)電動(dòng)總成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。1.能夠正確認(rèn)知前驅(qū)電動(dòng)總成的結(jié)構(gòu)。2.能夠正確認(rèn)知永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)。1.認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，積極主動(dòng)。安全生產(chǎn)，文明施工。2.獲得多途徑檢索知識(shí)、分析解決問(wèn)題以及多元化思考解決問(wèn)題的方法，形成創(chuàng)新意識(shí)。3.嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度及6S現(xiàn)場(chǎng)管理，培養(yǎng)精益求精的工匠精神。技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)02任務(wù)導(dǎo)入以闡述事件和提出問(wèn)題的方式，引出新知識(shí)的學(xué)習(xí)。RENWUDAORU任務(wù)導(dǎo)入比亞迪弗迪動(dòng)力的三合一電驅(qū)動(dòng)總成自2018年量產(chǎn)發(fā)布以來(lái)，除了在自家的車(chē)型全面配套使用外，也已經(jīng)對(duì)外配套在東風(fēng)柳汽S550、開(kāi)沃汽車(chē)的一款純電EV、國(guó)機(jī)智駿的一款EV、新一代長(zhǎng)城歐拉iQ、理想D01及四川野馬的幾款車(chē)型上，目前比亞迪與豐田合作的車(chē)型也都會(huì)采用弗迪動(dòng)力的三合一電驅(qū)動(dòng)，另外有歐洲車(chē)企已經(jīng)在和比亞迪商談純電動(dòng)力總成及基于DM-i的混合動(dòng)力技術(shù)合作方案。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)與三合一電驅(qū)動(dòng)總成密切相關(guān)，作為一名助理工程師，你的主管要求你給新員工講解驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。03相關(guān)知識(shí)XIANGGUANGZHISHI二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)三大核心系統(tǒng)之一，也是車(chē)輛行駛的主要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的特性決定了車(chē)輛的主要性能指標(biāo)，直接影響車(chē)輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和用戶(hù)駕乘感受。相關(guān)知識(shí)（一）定義一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)就如同電動(dòng)汽車(chē)的神經(jīng)中樞，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池和其他輔助系統(tǒng)互為連接并且加以控制。整車(chē)控制器（VCU）會(huì)根據(jù)獲取到的加速、制動(dòng)、檔位、旋變、溫度等的輸入信號(hào)，向電機(jī)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令；從而控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)能量回收。本文中將主要以比亞迪全新秦EV（下文統(tǒng)稱(chēng)：秦EV）車(chē)型所采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)為例來(lái)介紹其相關(guān)技術(shù)。相關(guān)知識(shí)（二）作用一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用相關(guān)知識(shí)（二）作用一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用該車(chē)型是2019年采用比亞迪e平臺(tái)的核心技術(shù)——33111所生產(chǎn)的全新一代純電動(dòng)轎車(chē)，如圖1-1-2所示。其中，第一個(gè)“3”代表的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器和減速器三合一。純電動(dòng)轎車(chē)相關(guān)知識(shí)（二）作用一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的定義及作用e平臺(tái)讓純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、更安全、更可靠。通過(guò)對(duì)原本繁雜、分立的零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、集成化設(shè)計(jì)，讓純電動(dòng)汽車(chē)的核心零部件體積變小，重量變輕，滿(mǎn)足現(xiàn)代新能源汽車(chē)輕量化的目的。e平臺(tái)相關(guān)知識(shí)（一）結(jié)構(gòu)組成二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)，也稱(chēng)前驅(qū)電動(dòng)總成或三合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（MotorControlUnit，MCU）、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、單檔變速器組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)（二）安裝位置二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)總成位于前艙中部，在充配電總成的下方，如左上圖；充配電總成位置如右上圖?？偝稍谇谽V的設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及電機(jī)控制器采用了直連的方式，減少三相電纜、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器共用冷卻系統(tǒng)（通過(guò)整車(chē)控制器控制電子水泵、電子風(fēng)扇進(jìn)行循環(huán)冷卻），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%。直連的方式相關(guān)知識(shí)（三）集成方案二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹集成內(nèi)容示圖集成目的電機(jī)、電控端子直連，取消三相線(xiàn)降低成本電機(jī)、電控水道直連，取消水管降低成本電機(jī)轉(zhuǎn)子軸和減速器輸入軸共用提高同軸度減少噪音電機(jī)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（1）定義作為新能源汽車(chē)的“動(dòng)力心臟”，驅(qū)動(dòng)電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，并用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他裝置的電氣設(shè)備，是與汽車(chē)加速度、最高車(chē)速、爬坡坡度（一般車(chē)輛最大的爬坡坡度不超過(guò)40%）等重要指標(biāo)及行車(chē)體驗(yàn)直接相關(guān)的核心部件。（2）組成在秦EV中，采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁同步電機(jī)，下面以其為例簡(jiǎn)要介紹驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。永磁同步電機(jī)主要由電機(jī)的轉(zhuǎn)子、定子、電機(jī)外殼、旋轉(zhuǎn)變壓器（也稱(chēng)旋變傳感器，簡(jiǎn)稱(chēng)旋變）、前后轉(zhuǎn)子軸承、電機(jī)前后端蓋以及三相電纜等部件組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹1相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹永磁同步電機(jī)爆炸圖其中，旋轉(zhuǎn)變壓器如同永磁同步電機(jī)的“眼睛”，可精確檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置、方向、速度，用來(lái)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)或發(fā)電機(jī)（回收能量）進(jìn)行方向、轉(zhuǎn)速的控制，在下文中會(huì)重點(diǎn)介紹?！把劬Α毕嚓P(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹旋變定子安裝在后端蓋上，用于檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)速信號(hào)旋變轉(zhuǎn)子安裝在電機(jī)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(dòng)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(chǎng)定子安裝在殼體內(nèi)部，用于增強(qiáng)通電線(xiàn)圈的磁性①

定義旋轉(zhuǎn)變壓器（簡(jiǎn)稱(chēng)旋變）是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號(hào)元件。在秦EV中，當(dāng)勵(lì)磁繞組以一定頻率的交流電壓勵(lì)磁時(shí)，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(chēng)為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器。②

作用旋轉(zhuǎn)變壓器主要負(fù)責(zé)檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）、電機(jī)位置（旋轉(zhuǎn)角度），如果旋變信號(hào)失效或丟失，車(chē)輛將無(wú)法上“OK”電，旋變信號(hào)相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸位置傳感器信號(hào)，旋變信號(hào)通過(guò)硬線(xiàn)信號(hào)到電機(jī)控制后解碼轉(zhuǎn)換成車(chē)速。驅(qū)動(dòng)電機(jī)相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹1（3）旋轉(zhuǎn)變壓器③

安裝位置旋變傳感器安裝在電機(jī)后端蓋處如圖所示。驅(qū)動(dòng)電機(jī)相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹1（3）旋轉(zhuǎn)變壓器④

組成旋轉(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(jī)定子或端蓋上，以檢測(cè)和輸出轉(zhuǎn)子位置信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹1（3）旋轉(zhuǎn)變壓器其轉(zhuǎn)子也是由多個(gè)硅鋼片組成，與電機(jī)同軸，以跟蹤電子轉(zhuǎn)子的位置。轉(zhuǎn)子上有一個(gè)盤(pán)，它是用透磁通的金屬制成的。這個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的形狀特殊，非圓形，像凸輪盤(pán)。該盤(pán)被一個(gè)固定在殼體上的電磁繞組環(huán)所包圍著，該電磁線(xiàn)圈環(huán)起著定子作用。。驅(qū)動(dòng)電機(jī)相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹1（3）旋轉(zhuǎn)變壓器該線(xiàn)圈環(huán)由勵(lì)磁線(xiàn)圈A、正弦線(xiàn)圈S以及余弦線(xiàn)圈C三個(gè)單線(xiàn)圈構(gòu)成，S、C兩線(xiàn)圈互成90°安裝；其中，勵(lì)磁線(xiàn)圈A負(fù)責(zé)輸入，正弦線(xiàn)圈S與余弦線(xiàn)圈C負(fù)責(zé)輸出。驅(qū)動(dòng)電機(jī)相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹1（3）旋轉(zhuǎn)變壓器⑤

工作原理如右圖所示，勵(lì)磁線(xiàn)圈通入正弦曲線(xiàn)的勵(lì)磁電壓后，勵(lì)磁線(xiàn)圈周?chē)a(chǎn)生的交變磁場(chǎng)作用在轉(zhuǎn)子盤(pán)上，轉(zhuǎn)子盤(pán)將交變磁場(chǎng)的磁通引向接收線(xiàn)圈，接收線(xiàn)圈將感應(yīng)到一個(gè)交變電壓，該電壓與轉(zhuǎn)子盤(pán)的位置成一定的比例，與勵(lì)磁電壓存在相位差。驅(qū)動(dòng)電機(jī)相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹1（3）旋轉(zhuǎn)變壓器⑥

控制策略當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子一同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)定子線(xiàn)圈，改變了定子線(xiàn)圈與轉(zhuǎn)子之間的磁通，使得正弦繞組和余弦繞組收到勵(lì)磁繞組感應(yīng)，信號(hào)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)子的變化而變化，因此可以準(zhǔn)確判斷出電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置、轉(zhuǎn)速以及方向。（1）定義驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器是一種用于控制動(dòng)力電池與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置。其為動(dòng)力電池和電機(jī)之間的能量轉(zhuǎn)換單元，是驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制中心，又稱(chēng)智能功率模塊。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹2（2）組成驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(hào)數(shù)據(jù)采集模塊、關(guān)聯(lián)電路等硬件，以及電機(jī)控制算法與邏輯保護(hù)等軟件部分。下面簡(jiǎn)要介紹IGBT模塊與IPM模塊。IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）也稱(chēng)絕緣柵雙極型晶體管，是一種由MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）和BJT（雙極型三極管）組合成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，被認(rèn)為是電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)之一。IPM（Intelligent

Power

Module）是指智能功率模塊，把功率開(kāi)關(guān)器件（IGBT）和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起，而且內(nèi)有過(guò)電壓、過(guò)電流和過(guò)溫等故障檢測(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到CPU。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹2（3）功能①

具有采集扭矩請(qǐng)求、旋變等信號(hào)，控制電機(jī)正向、反向驅(qū)動(dòng)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(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、IPM過(guò)溫保護(hù)、IGBT過(guò)溫保護(hù)、

功率限制、扭矩控制限制等功能。

④

具有能量回饋控制、主動(dòng)泄放、被動(dòng)泄放控制的功能；驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹2（4）工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置并判斷其狀態(tài)，接通電機(jī)控制器內(nèi)相應(yīng)的IGBT，此時(shí)高壓直流電經(jīng)電機(jī)控制器內(nèi)的IGBT進(jìn)行逆變后流入定子繞組線(xiàn)圈，通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)（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(dòng)。W三極管導(dǎo)通，V三極管PWM控制電流的大小和頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹21234當(dāng)車(chē)輛在減速或滑行時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)會(huì)根據(jù)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方法切割導(dǎo)線(xiàn)，將汽車(chē)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)行能量回收。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是轉(zhuǎn)子，被切割的導(dǎo)線(xiàn)是定子繞組。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（機(jī)械能轉(zhuǎn)換成磁能）產(chǎn)生磁場(chǎng)，定子繞組線(xiàn)圈（磁能轉(zhuǎn)成電能-電磁感應(yīng)）產(chǎn)生電能；每轉(zhuǎn)動(dòng)180度產(chǎn)生的電壓方向（極性）改變一次（進(jìn)去低電位，出來(lái)高電位），從而產(chǎn)生交流方波電。最后經(jīng)過(guò)電機(jī)控制器內(nèi)的IGBT上的二極管整流變成直流電輸出給動(dòng)力電池包充電。注意：當(dāng)EV車(chē)型電池組的SOC>95%或PHEV車(chē)型SOC>90%時(shí)，能量回收的電能不會(huì)給動(dòng)力電池充電。當(dāng)動(dòng)力電池有故障時(shí)，能量回收的電能不會(huì)給動(dòng)力電池充電。（1）定義單速變速器，也稱(chēng)單級(jí)減速器，或稱(chēng)為單檔固定齒比變速箱，是采用固定傳動(dòng)比將電機(jī)轉(zhuǎn)速降低并增大轉(zhuǎn)矩裝置，不同車(chē)型傳動(dòng)比不同。（2）組成比亞迪秦EV車(chē)型前驅(qū)動(dòng)力總成采用單級(jí)變速器。單檔變速器相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹3單檔變速器相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹31234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(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸相連，另一端則為殼體提供支撐，中間裝有一個(gè)主動(dòng)齒輪與輸出軸從動(dòng)齒輪相嚙合。輸出軸上有大小兩個(gè)齒輪，大齒輪為從動(dòng)齒輪與輸入軸齒輪相嚙合，小齒輪為主減速器主動(dòng)齒輪與減速器大齒圈相結(jié)合，作為變速器驅(qū)動(dòng)差速器總成旋轉(zhuǎn)。輸出軸兩端用圓錐滾珠軸承進(jìn)行支撐。變速器具有固定的傳動(dòng)比，一級(jí)傳動(dòng)比為3.158，主減速傳動(dòng)比為2.958，總減速比是9.342。變速器潤(rùn)滑油采用SAE80W-90齒輪油（冬季環(huán)境溫度低于-15℃地區(qū)推薦使用SAE75W-90），加注量為1.8L。（3）功能變速器主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的減速增扭作用。比亞迪秦EV車(chē)型前驅(qū)動(dòng)力總成采用單級(jí)變速器，通過(guò)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)使汽車(chē)前進(jìn)或倒退，動(dòng)力直接由電機(jī)傳給變速器，變速器將動(dòng)力直接傳給兩個(gè)車(chē)輪，減少了動(dòng)力損失，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、生產(chǎn)成本低。單檔變速器相關(guān)知識(shí)（四）主要部件介紹二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及主要部件介紹304任務(wù)實(shí)施RENWUSHISHI任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)1請(qǐng)?jiān)谇谽V實(shí)車(chē)上準(zhǔn)確找出前驅(qū)電動(dòng)總成，指出其結(jié)構(gòu)組成，并說(shuō)出各個(gè)主要部件的作用。實(shí)訓(xùn)任務(wù)2請(qǐng)?jiān)诒葋喌向?qū)動(dòng)三合一上找出旋變傳感器，并指出其結(jié)構(gòu)組成。謝謝聆聽(tīng)《新能源汽車(chē)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修》《

新

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任務(wù)二調(diào)研分析驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類(lèi)型及應(yīng)用能力模塊一

新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄01任務(wù)導(dǎo)入02相關(guān)知識(shí)03任務(wù)實(shí)施0401學(xué)習(xí)目標(biāo)XUEXIMUBIAO技能目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解不同類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能與優(yōu)缺點(diǎn)；2.了解驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用；

3.掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀方法。1.能夠準(zhǔn)確找到驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的位置；2.能夠正確識(shí)讀驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)。技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，積極主動(dòng)。安全生產(chǎn)，文明施工。2.獲得多途徑檢索知識(shí)、分析解決問(wèn)題以及多元化思考解決問(wèn)題的方法，形成創(chuàng)新意識(shí)。3.嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度及6S現(xiàn)場(chǎng)管理，培養(yǎng)精益求精的工匠精神。02任務(wù)導(dǎo)入以闡述事件和提出問(wèn)題的方式，引出新知識(shí)的學(xué)習(xí)。RENWUDAORU任務(wù)導(dǎo)入你畢業(yè)后作為一名助理工程師入職了某4S店，主管要求你給新員工培訓(xùn)不同種類(lèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的特點(diǎn)、各大牌車(chē)企一般會(huì)選用怎樣的電機(jī)和如何根據(jù)電機(jī)銘牌獲取信息這三個(gè)方面的知識(shí)，你準(zhǔn)備查閱整理相關(guān)資料以完成此次任務(wù)。03相關(guān)知識(shí)XIANGGUANGZHISHI三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是影響整車(chē)性能的關(guān)鍵因素之一，電機(jī)類(lèi)型的選擇與車(chē)輛驅(qū)動(dòng)方式的確定，是電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)時(shí)首先應(yīng)考慮的問(wèn)題。當(dāng)前應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要包括直流電機(jī)（DCmachine，DM）、三相交流異步電機(jī)（inductionmachine，IM）、永磁同步電機(jī)（permanentmagnetsynchronousmachine，PMSM）和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（switchreluctaneemachine，SRM）等類(lèi)型。相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型直流電機(jī)、三相異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，4種典型電機(jī)的性能比較。相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型（一）性能類(lèi)型項(xiàng)目直流電機(jī)三相異步電機(jī)永磁同步電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)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(fù)荷效率/%80~8790~9285~9778~86過(guò)載能力/%200300~500300300~500類(lèi)型項(xiàng)目直流電機(jī)三相異步電機(jī)永磁同步電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)恒功率區(qū)比例——1:51:2.251:3電機(jī)重量重中輕輕電機(jī)外形尺寸大中小小可靠性一般好優(yōu)良好結(jié)構(gòu)堅(jiān)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直流電機(jī)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速控制簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，但是直流電機(jī)的電樞電流需要由電刷和換向器引入，1.直流電機(jī)相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型（二）優(yōu)缺點(diǎn)1234同時(shí)由于電刷部分存在接觸磨損，不僅使電機(jī)效率降低，還限制了電機(jī)運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速。因此，直流電機(jī)常用在小功率的電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，如小型代步車(chē)、景區(qū)觀光車(chē)等系統(tǒng)中。換相時(shí)易產(chǎn)生電火花，導(dǎo)致?lián)Q向器容易燒蝕，電刷容易磨損等問(wèn)題，需要經(jīng)常更換，維護(hù)工作量較大；2.三相交流異步電機(jī)相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型（二）優(yōu)缺點(diǎn)目前多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)采用了三相交流異步電機(jī)（感應(yīng)式電機(jī)）作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，隨著功率電子器件和功率變換器的快速發(fā)展，采用矢量控制技術(shù)可以使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速，傳動(dòng)效率得到大幅提高，具有更好的可控性和寬廣的調(diào)速范圍。特別是感應(yīng)式電機(jī)在采用籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)時(shí)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、價(jià)格便宜、工作可靠、效率高和免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，此外，感應(yīng)式電機(jī)在工業(yè)中己有較長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和大量的生產(chǎn)工廠，生產(chǎn)成本較低。12永磁同步電機(jī)具有功率密度高（超過(guò)1kW/kg）、全工作區(qū)域內(nèi)高效率（最高效率可達(dá)97%）、低速輸出轉(zhuǎn)矩能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。3.永磁同步電機(jī)相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型（二）優(yōu)缺點(diǎn)12345采用矢量控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有動(dòng)態(tài)性能好、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。在電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用，可以達(dá)到減小系統(tǒng)體積、改善汽車(chē)加速性能和行駛平穩(wěn)等目的，因此永磁同步電機(jī)受到了全世界各大汽車(chē)生產(chǎn)廠商的重視，但由于永磁材料的強(qiáng)度較差，有些永磁材料在高溫作用下會(huì)發(fā)生磁性衰退現(xiàn)象。此外，近年來(lái)不斷上升的永磁材料價(jià)格也使高效異步交流電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)重新被納入研究人員的視線(xiàn)。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型電機(jī)，在電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒(méi)有滑環(huán)、繞組等轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和永久磁鐵等裝置。4.開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型（二）優(yōu)缺點(diǎn)12345它的結(jié)構(gòu)比其他電機(jī)簡(jiǎn)單，效率可達(dá)85%-90‰，轉(zhuǎn)速可達(dá)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(dòng)轉(zhuǎn)矩高和起動(dòng)功率低等機(jī)械特性。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子上沒(méi)有勵(lì)磁繞組和永磁體，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，可靠性好，質(zhì)量輕，便于維修，成本較低，工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，噪聲也較大，體積也比同樣功率的感應(yīng)電機(jī)要大一些。相關(guān)知識(shí)二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用永磁是指在制造電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)加入了永磁體，提升電機(jī)在低速時(shí)需要的大扭矩的性能，這也是永磁同步電機(jī)與三相交流異步電機(jī)的最大區(qū)別。所謂同步，就指的是讓電機(jī)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(guò)控制電機(jī)的定子繞組輸入電流頻率來(lái)控制電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速。永磁同步電機(jī)目前，永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)已成為新能源汽車(chē)在乘用車(chē)領(lǐng)域上的主流選擇。相關(guān)知識(shí)二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用由于轉(zhuǎn)子總是在“追趕”定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，并且為了能夠切割磁感應(yīng)線(xiàn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總要比定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速慢，這也就形成了異步運(yùn)行，即異步感應(yīng)電機(jī)。交流異步電機(jī)目前，永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)已成為新能源汽車(chē)在乘用車(chē)領(lǐng)域上的主流選擇。相關(guān)知識(shí)二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用永磁同步電機(jī)和三相交流異步電機(jī)各有千秋。永磁同步電機(jī)本身具有轉(zhuǎn)矩密度高、功率密度高、效率高、調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)，再加上具備體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)，相比于其他種類(lèi)的電機(jī)，在相同質(zhì)量與體積下，永磁同步電機(jī)能夠?yàn)樾履茉雌?chē)提供最大的動(dòng)力輸出與加速度。123新能源汽車(chē)行業(yè)對(duì)空間與自重要求極高，因此新能源汽車(chē)企業(yè)通常會(huì)優(yōu)先選擇永磁同步電機(jī)作為汽車(chē)動(dòng)力源。但它并不是沒(méi)有缺點(diǎn)，除了原料帶來(lái)的成本問(wèn)題外，它會(huì)有在高溫下磁性衰減的問(wèn)題，這也是為何中小型純電動(dòng)車(chē)不能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的高速巡航。相關(guān)知識(shí)二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用永磁同步電機(jī)和三相交流異步電機(jī)各有千秋。三相交流異步電機(jī)則具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性較高、擁有較好的高速性能以及電機(jī)的溫升區(qū)間較大，不易造成退磁現(xiàn)象等優(yōu)勢(shì)；這也是一些以性能標(biāo)榜的電動(dòng)跑車(chē)以及中大型SUV會(huì)偏愛(ài)它的原因。不過(guò)相對(duì)來(lái)說(shuō)，它的缺點(diǎn)則體現(xiàn)在轉(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(wèn)題?？傮w來(lái)看，可以理解為搭載永磁同步電機(jī)的電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航相對(duì)更好一些，搭載交流感應(yīng)電機(jī)的電動(dòng)車(chē)加速性能更好。相關(guān)知識(shí)三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀（一）銘牌位置驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在電機(jī)機(jī)殼上標(biāo)注銘牌數(shù)據(jù)，如圖所示。圖為比亞迪某款永磁同步電機(jī)的銘牌。相關(guān)知識(shí)三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀（二）銘牌項(xiàng)目學(xué)會(huì)識(shí)讀電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)是正確、合理地使用電機(jī)的參考和依據(jù)，銘牌上標(biāo)明的主要項(xiàng)目如下。序號(hào)項(xiàng)目說(shuō)明1型號(hào)型號(hào)用以表明電機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。由漢語(yǔ)拼音字母、國(guó)際通用符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。2額定功率指電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)電機(jī)軸端輸出的機(jī)械功率，單位為W或k\V。3額定電壓指電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組上的線(xiàn)電壓，單位為V。4額定轉(zhuǎn)速是指對(duì)應(yīng)于額定電壓、額定電流，電機(jī)運(yùn)行于額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速。單位為r/min。5峰值功率指電機(jī)在峰值轉(zhuǎn)矩狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)軸端輸出的機(jī)械功率，單位為W或kW。6最大轉(zhuǎn)速指電機(jī)正常運(yùn)行所能達(dá)到的最大速度，體現(xiàn)了永磁同步電機(jī)調(diào)速能力的大小。單位為r/min。序號(hào)項(xiàng)目說(shuō)明7最高效率指電機(jī)在整個(gè)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)所能達(dá)到的最大效率。8功率因數(shù)一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于相同轉(zhuǎn)速的電機(jī)，容量越大，功率因數(shù)越高。相同容量的電機(jī)，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(jī)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(jí)指直流電機(jī)制造時(shí)所用絕緣材料的耐熱品級(jí)。一般有B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)、C級(jí)。11冷卻方式永磁同步電機(jī)常用的冷卻方式一般有水冷和風(fēng)冷。12定額即電機(jī)的工作方式，是指電機(jī)在正常使用時(shí)的延續(xù)時(shí)間。一般分為連續(xù)制（S1）和斷續(xù)制（S2-S10）。相關(guān)知識(shí)三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀（三）電機(jī)型號(hào)動(dòng)電機(jī)型號(hào)通常由驅(qū)動(dòng)電機(jī)類(lèi)型代號(hào)、尺寸規(guī)格代號(hào)、信號(hào)反饋元件代號(hào)、冷卻方式代號(hào)、預(yù)留代號(hào)五部分組成，如圖所示但不同車(chē)企電機(jī)型號(hào)命名規(guī)則會(huì)有所差異，如圖所示的為比亞迪某車(chē)型永磁同步電機(jī)型號(hào)，型號(hào)中還包含了品牌自定義的部分，即品牌名稱(chēng)與內(nèi)部編號(hào)。相關(guān)知識(shí)三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌的識(shí)讀（三）電機(jī)型號(hào)電機(jī)型號(hào)所包含的信息名稱(chēng)代號(hào)說(shuō)明備注驅(qū)動(dòng)電機(jī)類(lèi)型KC開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)其他類(lèi)型驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類(lèi)型代號(hào)由制造商參照GB/T4831進(jìn)行規(guī)定。TF方波控制型永磁同步電機(jī)TZ正弦控制型永磁同步電機(jī)YR異步電機(jī)（繞線(xiàn)式）YS異步電機(jī)（鼠籠式）ZL直流電機(jī)尺寸規(guī)格阿拉伯?dāng)?shù)字一般采用定子鐵芯的外徑（外轉(zhuǎn)子電機(jī)采用外轉(zhuǎn)子鐵芯外徑）

信號(hào)反饋元件M光電編碼器無(wú)傳感器不必標(biāo)注。X旋轉(zhuǎn)變壓器H霍爾元件冷卻方式S水冷方式非強(qiáng)迫冷卻方式（自然冷卻）不必標(biāo)注。Y油冷方式F強(qiáng)迫風(fēng)冷方式預(yù)留英文大寫(xiě)字母或阿拉伯?dāng)?shù)字組合其含義由制造商自行確定。04任務(wù)實(shí)施RENWUSHISHI任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)1請(qǐng)從圖1-2-10中找出電機(jī)型號(hào)，并就型號(hào)所包含的信息進(jìn)行說(shuō)明。1.該電機(jī)型號(hào)為_(kāi)_________________。2.根據(jù)型號(hào)可知，該電機(jī)的類(lèi)型為_(kāi)_________________。3.根據(jù)型號(hào)可知，該電機(jī)（□有□無(wú)）信號(hào)反饋元件___________，若有，其信號(hào)反饋元件類(lèi)型為_(kāi)________________。4.根據(jù)型號(hào)可知，該電機(jī)的冷卻方式為_(kāi)_________________。任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)任務(wù)2找到秦EV前驅(qū)電動(dòng)總成的銘牌，結(jié)合維修手冊(cè)，將其技術(shù)參數(shù)填入表格中。項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大輸出扭矩

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定扭矩

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大輸入功率

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率

電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)速

前驅(qū)電動(dòng)總成重量

變速箱潤(rùn)滑油量

變速箱潤(rùn)滑油類(lèi)型謝謝聆聽(tīng)《新能源汽車(chē)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修》《

新

能

源

汽

車(chē)

電

機(jī)

&

控

制

系

統(tǒng)

檢

修

》

任務(wù)三

調(diào)研分析驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展能力模塊一

新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄01任務(wù)導(dǎo)入02相關(guān)知識(shí)03任務(wù)實(shí)施0401學(xué)習(xí)目標(biāo)XUEXIMUBIAO技能目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及困境；2.了解驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主流車(chē)企上的應(yīng)用；

3.掌握新能源汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求。1.能夠說(shuō)出目前驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)集成化的方向；2.能夠正確識(shí)別八合一驅(qū)動(dòng)總成各個(gè)部件。技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，積極主動(dòng)。安全生產(chǎn)，文明施工。2.獲得多途徑檢索知識(shí)、分析解決問(wèn)題以及多元化思考解決問(wèn)題的方法，形成創(chuàng)新意識(shí)。3.嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度及6S現(xiàn)場(chǎng)管理，培養(yǎng)精益求精的工匠精神。02任務(wù)導(dǎo)入以闡述事件和提出問(wèn)題的方式，引出新知識(shí)的學(xué)習(xí)。RENWUDAORU任務(wù)導(dǎo)入新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)不同于工業(yè)用電機(jī)控制系統(tǒng)，由于受到車(chē)輛空間限制和使用環(huán)境的約束，應(yīng)用于普通的電機(jī)控制系統(tǒng)中的電力電子技術(shù)、電機(jī)技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)其需求。你作為一名助理工程師，準(zhǔn)備向新來(lái)的銷(xiāo)售科普當(dāng)前新能源汽車(chē)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。03相關(guān)知識(shí)XIANGGUANGZHISHI三、新能源汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的要求二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化對(duì)于新能源汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)具有積極推動(dòng)作用，但基于現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)供應(yīng)鏈的技術(shù)水平，集成化過(guò)程中的設(shè)計(jì)和質(zhì)量問(wèn)題對(duì)于整車(chē)廠商和供應(yīng)商來(lái)說(shuō)仍然是巨大的挑戰(zhàn)。下面，我們從五個(gè)方面來(lái)分析集成化電驅(qū)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大眾、沃爾沃、克萊斯勒等驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速不斷提升，最高達(dá)到14000～16000r/min，特斯拉Model3電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到17900r/min，相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)高轉(zhuǎn)速電機(jī)能夠提高功率密度，同時(shí)減小體積、降低成本，當(dāng)前市場(chǎng)上，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)最高轉(zhuǎn)速一般在12000r/min以上。（一）電機(jī)高速化1234目前面市的轉(zhuǎn)速超過(guò)16000r/min的高速電機(jī)主要應(yīng)用于中高端的純電動(dòng)車(chē)型中。但是，隨著新技術(shù)、新材料的不斷發(fā)展及應(yīng)用，加上消費(fèi)者對(duì)驅(qū)動(dòng)效率、加速體驗(yàn)的重視及追求，采用更高速的驅(qū)動(dòng)電機(jī)成為集成電驅(qū)發(fā)展的必然趨勢(shì)。純電動(dòng)乘用汽車(chē)市場(chǎng)需要在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)、增量降本，因此集成化電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)向平臺(tái)化設(shè)計(jì)發(fā)展是大勢(shì)所趨。通過(guò)平臺(tái)化設(shè)計(jì)集成電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以降低各部件的采購(gòu)成本，實(shí)現(xiàn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)共享。相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是典型的規(guī)模經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)亦是如此。汽車(chē)產(chǎn)品平臺(tái)化設(shè)計(jì)能夠有效地縮短上市周期、降低研發(fā)成本。（二）平臺(tái)化設(shè)計(jì)1234根據(jù)不同轉(zhuǎn)矩、功率的需求以及不同級(jí)別的車(chē)型，可以規(guī)劃不同的系列化平臺(tái)電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)（二）平臺(tái)化設(shè)計(jì)項(xiàng)目小功率平臺(tái)中等功率平臺(tái)大功率平臺(tái)定子直徑/mm160180～220>220峰值功率/kw30～12080～160160～340峰值扭矩/N·m40～200180～300300～400永磁同步平臺(tái)化集成電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)（三）多檔減速器目前全球主流的集成化電驅(qū)系統(tǒng)多采用電機(jī)匹配單檔減速器的架構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。1234但是，在高轉(zhuǎn)速情況下，效率和扭矩會(huì)急速衰減，當(dāng)電動(dòng)車(chē)達(dá)到極速后沒(méi)有提升的空間，因此，經(jīng)濟(jì)性不高。而多檔化設(shè)計(jì)能使整車(chē)獲得更好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，使電機(jī)盡量工作在高效率的轉(zhuǎn)速區(qū)間，獲得更高的極限車(chē)速、更少的百公里加速時(shí)間和更大最大爬坡度；特別是在極速狀態(tài)以及低負(fù)荷條件下，高速檔和低速檔之間的切換，可以使電機(jī)盡量工作在高效率區(qū)間。相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)（三）多檔減速器隨著將來(lái)技術(shù)成熟度的提高和成本的降低，多檔減速器必然會(huì)成為更多集成化電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇，如圖為精進(jìn)電動(dòng)混合動(dòng)力四檔EMAT驅(qū)動(dòng)總成。相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)（四）高度集成化高度集成化就是從一開(kāi)始的全分體結(jié)構(gòu)，逐步變化為電機(jī)與減速器共殼體，直到電機(jī)、控制器和減速器共殼體的集成模式。這樣從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度減少了零部件的數(shù)量，縮小了體積，減少了重量，從而降低了成本。12相關(guān)知識(shí)一、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)（五）輸入輸出同軸化目前減速器基本是平行軸結(jié)構(gòu)，輸入輸出同軸化相比平行軸齒輪系，123用的行星齒輪系在結(jié)構(gòu)緊湊性方面優(yōu)勢(shì)明顯，有助于系統(tǒng)功率密度和扭矩密度的最大化；同時(shí)同軸結(jié)構(gòu)可使結(jié)構(gòu)緊湊性最大化，整車(chē)布置適應(yīng)性好。最初的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)并不存在集成化設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制系統(tǒng)、減速器等部件均單獨(dú)布置，各部件之間通過(guò)線(xiàn)束等連接件進(jìn)行連接，因此當(dāng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)十分冗雜。而隨著技術(shù)壁壘的逐漸打破、技術(shù)成熟度的不斷提高以及新能源汽車(chē)市場(chǎng)的逐步繁榮，為了提升整車(chē)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，電驅(qū)系統(tǒng)技術(shù)必須向著集成化的方向發(fā)展。相關(guān)知識(shí)二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀（一）現(xiàn)狀相關(guān)知識(shí)二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀（一）現(xiàn)狀目前各大主機(jī)廠已將電驅(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。1234根據(jù)車(chē)輛的類(lèi)型將其與車(chē)橋相結(jié)合或提供更加輕巧的三合一電驅(qū)系統(tǒng)，在電機(jī)轉(zhuǎn)速、電能轉(zhuǎn)化效率、機(jī)械空間緊湊化、線(xiàn)束精簡(jiǎn)化等方面都起到了很大的作用。當(dāng)前量產(chǎn)的純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中，三合一電驅(qū)已經(jīng)成為主流，其將電機(jī)、電控系統(tǒng)和減速器集成在一起，相關(guān)知識(shí)二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀（一）現(xiàn)狀目前，電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)有了多重集成方式，從最初的“二合一”（電機(jī)+減速器）驅(qū)動(dòng)總成發(fā)展至大規(guī)模使用的“三合一”（電機(jī)+電機(jī)控制器+減速器）驅(qū)動(dòng)總成再到最新“八合一”驅(qū)動(dòng)總成。右圖從上往下分別為二合一驅(qū)動(dòng)總成、三合一驅(qū)動(dòng)總成及八合一驅(qū)動(dòng)總成實(shí)物。多重集成方式相關(guān)知識(shí)二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀（一）現(xiàn)狀搭載在比亞迪海豚車(chē)型上的八合一驅(qū)動(dòng)總成，融合了集成了電機(jī)控制器、單檔變速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、DC-DC電源變換器、雙向車(chē)載充電機(jī)（OBC）、高壓配電系統(tǒng)、動(dòng)力域控制器（VBU），其中VBU包含了整車(chē)控制器（VCU）和電池管理器（BMS）的部分功能），可以看到在傳統(tǒng)三合一電驅(qū)的基礎(chǔ)上，比亞迪e平臺(tái)3.0的八合一電驅(qū)還集成了由“雙向車(chē)載充電機(jī)、DC-DC電源變換器、高壓配電系統(tǒng)、整車(chē)控制器、電池管理器”組合的五合一電驅(qū)模塊，實(shí)現(xiàn)了更深度的整合能力，也實(shí)現(xiàn)了軟、硬件端云深度融合。相關(guān)知識(shí)二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀（一）現(xiàn)狀集成化電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的初期，結(jié)構(gòu)形式都較為簡(jiǎn)單。比如，如圖所示的是雪佛蘭Bolt所搭載的二合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。將永磁電機(jī)和減速器集成在一起，再與車(chē)橋結(jié)合形成一體式電驅(qū)動(dòng)橋，雖然該系統(tǒng)的連接部分仍然比較復(fù)雜，但是至少實(shí)現(xiàn)了二合一的設(shè)計(jì)，縮短了各部件之間的距離，使得電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。相關(guān)知識(shí)二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀（一）現(xiàn)狀隨著電驅(qū)動(dòng)集成技術(shù)的不斷發(fā)展，三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)，如圖（由上往下）所示。隨后，國(guó)外的特斯拉、日本電產(chǎn)、BMW、麥格納、吉?jiǎng)P恩、博世、ZF，國(guó)內(nèi)的比亞迪、上海電驅(qū)動(dòng)、巨一、匯川、精進(jìn)電動(dòng)、上汽等均推出了三合一電驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng)。相關(guān)知識(shí)二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀（一）現(xiàn)狀“三合一”驅(qū)動(dòng)總成技術(shù)，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器集成為一個(gè)緊湊型的產(chǎn)品單元——前驅(qū)電動(dòng)總成。123其具有高集成、高效率、高轉(zhuǎn)速、高性能、高安全的特點(diǎn)，是當(dāng)前主流的電驅(qū)動(dòng)總成技術(shù)方案，使得車(chē)輛各系統(tǒng)布局更加靈活，讓消費(fèi)者獲得最大化的乘坐空間以及寬敞的車(chē)輛儲(chǔ)物空間，也為汽車(chē)成為住宅、辦公室以外的移動(dòng)“第三空間”打下了基礎(chǔ)。相關(guān)知識(shí)二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀（一）現(xiàn)狀①

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(chē)能耗、提升了續(xù)航里程；②

采用集成化高的多合一驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng)，不僅使機(jī)艙變得更加簡(jiǎn)潔，

汽車(chē)各系統(tǒng)布局更加靈活，也使乘坐及儲(chǔ)物空間能夠被最大化地利用；

③

通過(guò)集成化設(shè)計(jì)，多合一驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng)也能夠降低接口復(fù)雜度及成本。綜上所述，集成度高的驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng)具備的優(yōu)勢(shì)主要有：相關(guān)知識(shí)二、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀（二）困境不可否認(rèn)的是