新能源汽車電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修- -課件 項(xiàng)目1、2 新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)展史及基礎(chǔ)知識(shí)認(rèn)知、永磁同步電機(jī)認(rèn)知及檢修

新能源汽車電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修項(xiàng)目

一

新能源汽車驅(qū)動(dòng)

電機(jī)發(fā)展史及

基礎(chǔ)知識(shí)認(rèn)知任務(wù)一

認(rèn)知新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)項(xiàng)目描述

了解驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基本知識(shí)可提高對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)整體的認(rèn)識(shí)。本任務(wù)從驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的組成、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型和電動(dòng)汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基本要求進(jìn)行介紹。學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識(shí)

一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的組成

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的基本組成框圖如圖1-1-1所示。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的心臟，它由電機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、整車控制器VCU、各種檢測(cè)傳感器信號(hào)和動(dòng)力電池組成,其任務(wù)是在駕駛?cè)说目刂葡拢咝实貙?dòng)力蓄電池的電量轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能，或者將車輪的動(dòng)能反饋到蓄電池中。理論知識(shí)

１.電機(jī)2.功率變換器3.整車控制器4.能源系統(tǒng)理論知識(shí)

二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式

采用不同的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)形式的電動(dòng)汽車。根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的不同，可以分為一下6種結(jié)構(gòu)形式，如圖1-1-5所示。C為離合器，D為差速器，F(xiàn)G為固定速比變速器，GB為變速器，M為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。理論知識(shí)

三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型

電機(jī)又稱馬達(dá)，是一種驅(qū)動(dòng)性的電氣裝備，能夠把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再使其轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照結(jié)構(gòu)、工作原理及常用電源性質(zhì)的不同，可分為直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)等。早期應(yīng)用的直流電機(jī)雖易于控制，調(diào)速性能好，但由于存在換向裝置，可靠性較低，維修成本也較高。

隨著交流變頻調(diào)速技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，交流異步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、各種永磁同步電機(jī)的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的分類如圖1-1-7所示。理論知識(shí)

1.直流電機(jī)2.感應(yīng)式電機(jī)4.開關(guān)磁阻電機(jī)3.永磁同步電機(jī)5.扁線電機(jī)與圓線電機(jī)理論知識(shí)

四、四種驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能比較

直流電機(jī)有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、控制簡(jiǎn)單、起動(dòng)和調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)，早期電動(dòng)汽車均采用直流電機(jī)作為動(dòng)力源，目前直流電機(jī)是低速小型電動(dòng)汽車的首選。同時(shí)，直流電機(jī)也有一些缺點(diǎn)。首先，其轉(zhuǎn)速范圍較窄，最高僅為600Or/min左右;其次，其功率密度和效率都不高，而且其尺寸、質(zhì)量也相對(duì)較大，增加了整備質(zhì)量。這些缺點(diǎn)都制約了直流電機(jī)在中大型電動(dòng)汽車上的應(yīng)用。

交流電機(jī)是目前電動(dòng)汽車領(lǐng)域運(yùn)用最廣泛的電機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)目前還未得到廣泛應(yīng)用，但其具有很大的開發(fā)潛力。開關(guān)磁阻電機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積和質(zhì)量小，而且調(diào)速范圍寬。但其控制系統(tǒng)復(fù)雜，而且在負(fù)載時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)噪聲，負(fù)載效率不高。目前,這些問(wèn)題還未得到很好的解決。理論知識(shí)

永磁同步電機(jī)目前主要應(yīng)用在高端電動(dòng)汽車上，具有效率高、體積和質(zhì)量小、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。其最大的特點(diǎn)是電機(jī)起動(dòng)時(shí)電流沖擊小，電流隨負(fù)載變化小，從而提高了高端車型的乘坐舒適性。但其高昂的成本、復(fù)雜的控制系統(tǒng)也拉高了使用門檻。例如圖1-1-9特斯拉ModelXPlaid:三電機(jī)四驅(qū)版，前置電機(jī)采用永磁同步電機(jī)，后置電機(jī)采用交流異步電機(jī)，并且特斯拉旗下Model3、ModelY車型均是采用采用永磁同步電機(jī)方案。理論知識(shí)

扁線電機(jī)優(yōu)勢(shì)在于功率密度較大且成本亦有降低，從Model3到ModelY，特斯拉已完成由圓線電機(jī)向扁線電機(jī)的切換。特斯拉擁有5種型號(hào)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，包括3臺(tái)圓線電機(jī)和2臺(tái)扁線電機(jī)如圖1-2-6，相比圓線電機(jī)，扁線電機(jī)槽滿率提升近30%可使電機(jī)體積減小，寬截面使其繞組溫升降低17.5%，能讓電機(jī)輸出功率更高，有效降低材料成本和功率密度。當(dāng)ModelY搭載扁線電機(jī)后，電機(jī)體積和功率密度皆有所優(yōu)化。理論知識(shí)

五、電動(dòng)汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能的基本要求

汽車行駛時(shí)需要頻繁地起動(dòng)、加速、減速、停車等，在低速行駛和爬坡時(shí)需要大轉(zhuǎn)矩，在高速行駛時(shí)需要降低轉(zhuǎn)矩和功率。為了滿足汽車行駛動(dòng)力性的需要，獲得較好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境指標(biāo)等，對(duì)電機(jī)提出了十分嚴(yán)格的要求。理論知識(shí)

六、基本術(shù)語(yǔ)

1.電機(jī)電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，是一種依靠電磁感應(yīng)而運(yùn)行的電氣裝置。2.驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是為車輛行駛提供驅(qū)動(dòng)力的電機(jī)。3.電機(jī)效率電機(jī)效率是指驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出功率與輸入功率的百分比。4.電機(jī)控制器電機(jī)控制器是控制動(dòng)力電池與電機(jī)之間的能量傳輸?shù)难b置，由控制信號(hào)接口電路、電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。5.額定功率額定功率是指在額定條件下輸出的功率。6.持續(xù)功率持續(xù)功率是指規(guī)定的最大、長(zhǎng)期工作的功率。理論知識(shí)

7.額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速是指額定功率下電機(jī)的最低轉(zhuǎn)速。8.額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)在額定功率和額定轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩。9.堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩是指在所有角位堵住時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最小測(cè)得值。10.持續(xù)轉(zhuǎn)矩持續(xù)轉(zhuǎn)矩是指規(guī)定的最大、長(zhǎng)期工作的轉(zhuǎn)矩。11.矢量控制矢量控制是指將交流電機(jī)的定子電流作為矢量，經(jīng)坐標(biāo)變換分解成與直流電機(jī)的勵(lì)磁電流和電樞電流相對(duì)應(yīng)的獨(dú)立控制電流分量，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩控制的方式。12.弱磁控制弱磁控制是指通過(guò)減弱氣隙磁場(chǎng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方式。13.輸出特性輸出特性是指電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。技能提升

1.車輛準(zhǔn)備準(zhǔn)備吉利EV450純電動(dòng)汽車一輛、龍門舉升機(jī)如圖1-1-11，并且整理上節(jié)所學(xué)電機(jī)參數(shù)名詞意義，如額定功率、峰值功率、額定扭矩、峰值扭矩、最高轉(zhuǎn)速、額定電壓等。2.實(shí)踐操作第一步：駕駛室認(rèn)知如圖1-1-12第二步：前機(jī)艙電驅(qū)動(dòng)認(rèn)知第三步：舉升車輛底盤電驅(qū)動(dòng)認(rèn)知

1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的心臟，它由電機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、各種檢測(cè)傳感器和電源(動(dòng)力蓄電池)組成,其任務(wù)是在駕駛?cè)说目刂葡?，高效率地將?dòng)力蓄電池的電量轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能，或者將車輪的動(dòng)能反饋到蓄電池中；2.電機(jī)又稱馬達(dá)，是一種驅(qū)動(dòng)性的電氣裝備，能夠把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再使其轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照結(jié)構(gòu)、工作原理及常用電源性質(zhì)的不同，可分為直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)等；3.汽車行駛時(shí)需要頻繁地起動(dòng)、加速、減速、停車等，在低速行駛和爬坡時(shí)需要大轉(zhuǎn)矩，在高速行駛時(shí)需要降低轉(zhuǎn)矩和功率。為了滿足汽車行駛動(dòng)力性的需要，獲得較好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境指標(biāo)等，對(duì)電機(jī)提出了十分嚴(yán)格的要求。學(xué)習(xí)小結(jié)知識(shí)鞏固

一、填空題1.現(xiàn)目前電動(dòng)汽車常使用占比最高的是

電機(jī)。2.永磁同步電機(jī)里里面制成永磁體的原材料是

。3.純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式分別是那六種：①

。②

。③

。④

。⑤

。⑥

。其中目前市場(chǎng)中常見的是第

種布置結(jié)構(gòu)。4.在電機(jī)的分類當(dāng)中永磁同步電機(jī)是屬于

電機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)是屬于

電機(jī)。（交流或直流）5.特斯拉ModelXPlaid:三電機(jī)四驅(qū)版，前置電機(jī)采用

電機(jī)，后置電機(jī)采用

電機(jī)。

知識(shí)鞏固

二、單項(xiàng)選擇題１.新能源汽車上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)銘牌上標(biāo)注的功率和電壓參數(shù)一般是()。Ａ.最大功率、最大電壓

Ｂ.最小功率、最小電壓

Ｃ.額定功率、額定電壓２.新能源汽車上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)銘牌上標(biāo)注的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩參數(shù)一般是()。Ａ.峰值轉(zhuǎn)速、峰值轉(zhuǎn)矩

Ｂ.最小轉(zhuǎn)速、最小轉(zhuǎn)矩

Ｃ.最大轉(zhuǎn)速、最大轉(zhuǎn)矩三、判斷題1.未來(lái)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展方向主要偏向于，電機(jī)永磁化、繞組扁線化的趨勢(shì)。（）2.圓線電機(jī)的電阻和電感較低，對(duì)動(dòng)態(tài)性能和響應(yīng)速度沒(méi)有太大影響。（）3.電機(jī)效率是指驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出功率與輸入功率的百分比。（）4.一般我們把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的稱為電動(dòng)機(jī)，而把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的稱為發(fā)動(dòng)機(jī)。（）5.電機(jī)控制器是控制動(dòng)力電池與電機(jī)之間的能量傳輸?shù)难b置，由控制信號(hào)接口電路、電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。（）知識(shí)鞏固

四、簡(jiǎn)答題1.請(qǐng)簡(jiǎn)述驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.請(qǐng)簡(jiǎn)述四種驅(qū)動(dòng)電機(jī)各自的優(yōu)缺點(diǎn)3.請(qǐng)說(shuō)出電動(dòng)汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能的基本要求謝謝新能源汽車電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修項(xiàng)目

二

永磁同步電機(jī)

認(rèn)知及檢修

1.故障案例：一輛2018款吉利帝豪EV300電動(dòng)汽車，車主反映，車輛啟動(dòng)上電正常，但掛擋后踩油門踏板，車輛不能行駛，熄火后再次啟動(dòng)能掛擋行駛。2.故障診斷：試車發(fā)現(xiàn)，啟動(dòng)車輛后“OK”燈亮起，表明動(dòng)力電池供電正常，解碼器進(jìn)入診斷系統(tǒng)后未讀到相關(guān)故障碼，能夠掛擋行駛。熄火幾分鐘后再次啟動(dòng)發(fā)現(xiàn)儀表出現(xiàn)故障指示燈，顯示動(dòng)力系統(tǒng)存在故障，解碼讀取的故障碼比較多，有P102A04和U34A882等多個(gè)故障，表明電機(jī)控制器出現(xiàn)故障。查找電路圖，初步檢查了常電、IG電及搭鐵，均正常。根據(jù)故障特點(diǎn)，將問(wèn)題投向總線，斷蓄電池負(fù)極后拔下電機(jī)控制器線束插頭EP11，測(cè)量其27和28端子電阻值為125.8Ω，正常。3.故障排除：檢查線束插頭后發(fā)現(xiàn)EP11-27端子至EP02-13端子之間線束有接觸不良故障，修復(fù)后故障消失，可以正常掛擋行駛。情景導(dǎo)入任務(wù)一

永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理項(xiàng)目描述

永磁同步電機(jī)具有高轉(zhuǎn)矩/慣量比、高功率密度高效率、體積小、響應(yīng)快、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在新能源汽車上應(yīng)用廣泛。本任務(wù)介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、各組成部件以及在車上的安裝位置。學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識(shí)

永磁同步電機(jī)（permanentmagnetsynchronousmotors,PMSM）具有高轉(zhuǎn)矩/慣量比、高功率密度高效率、體積小、響應(yīng)快、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。與異步電機(jī)相比，無(wú)需勵(lì)磁電流，因而功率因數(shù)高；主磁場(chǎng)由轉(zhuǎn)子永磁體提供，因而無(wú)轉(zhuǎn)子銅耗和鐵耗（鐵耗很小），效率高。近年來(lái)，由于永磁材料性能不斷提高，以及PMSM控制技術(shù)的不斷成熟，PMSM在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用越來(lái)越普及。

所謂永磁，指的是在制造電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)加人永磁體，使電機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提升。而所謂同步，則指的是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。理論知識(shí)

一、永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)

永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)由定子繞組、定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯、旋轉(zhuǎn)變壓器、電源動(dòng)力引出線、水冷系統(tǒng)、機(jī)殼等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1-2所示。如圖2-1-3所示的永磁同步電機(jī)采用三相8極結(jié)構(gòu)，電機(jī)的定子鐵芯與交流異步機(jī)相似，在鐵芯內(nèi)圓周有48個(gè)嵌線槽。理論知識(shí)

1、定子與三相繞組

永磁同步電機(jī)的定子是由導(dǎo)磁的定子鐵芯和導(dǎo)電的定子繞組以及固定鐵芯和繞組用的一些部件組成的，這些部件是機(jī)座、鐵心壓板、繞組支架等。為了能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，需要3個(gè)相對(duì)其中心軸旋轉(zhuǎn)120°的繞組。通常這3個(gè)繞組被安裝在三相交流電機(jī)的定子鐵心上，如圖2-1-4所示。三相繞組以星形電路成三角形電路連接，如圖2-1-5所示。根據(jù)需要選擇使用哪種電路。各相繞組之間的相位差為120°。理論知識(shí)

2、轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子采用內(nèi)置永磁體結(jié)構(gòu)，在鐵芯內(nèi)開有插裝永磁體的槽，在永磁體兩側(cè)有隔磁的空氣槽以減小漏磁，轉(zhuǎn)子實(shí)物如圖2-1-8所示。轉(zhuǎn)子鐵芯插入永磁體后用擋板壓緊，壓入轉(zhuǎn)軸與軸承，如圖2-1-9所示。汽車電機(jī)功率一般在100kW以下，轉(zhuǎn)子發(fā)熱量很小，定子通過(guò)水冷可很好散熱，無(wú)需用風(fēng)扇散熱。按照永磁體在轉(zhuǎn)子上安裝位置的不同而形成轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的不同，可分為表面式和內(nèi)置式兩種永磁同步電機(jī)。（1）表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)（2）內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)理論知識(shí)

3、機(jī)座與端蓋

定子安裝在機(jī)座內(nèi)，機(jī)座是整個(gè)電機(jī)安裝的基礎(chǔ)，機(jī)座壁內(nèi)有冷卻水通道，冷卻水通道是螺旋狀環(huán)繞機(jī)座，分兩層制作，兩個(gè)冷卻水管接頭是冷卻水的進(jìn)出口。在機(jī)座兩端有端蓋，端蓋封閉電機(jī)并支撐轉(zhuǎn)子，前端蓋是傳動(dòng)端的端蓋,后端蓋是非傳動(dòng)端的端蓋，如圖2-1-12所示。理論知識(shí)

4、電機(jī)冷卻水道

如圖2-1-13所示。比亞迪e6車型的冷卻系統(tǒng)采用閉式強(qiáng)制水冷循環(huán)系統(tǒng)，冷卻介質(zhì)為乙二醇型冷卻液。冷卻系統(tǒng)由電動(dòng)水泵提供動(dòng)力（比亞迪e6車型），低溫冷卻液通過(guò)冷卻管路由散熱器流向待散熱元件（電機(jī)控制器、DC、電機(jī)），冷卻液在待散熱元件處吸收熱量后，再通過(guò)冷卻管路流經(jīng)散熱器進(jìn)行散熱，之后進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。理論知識(shí)

二、永磁同步電機(jī)的工作原理

永磁同步電機(jī)具體工作原理如下：在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中通入三相電流，在通入電流后就會(huì)在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，由于在轉(zhuǎn)子上安裝了永磁體，永磁體的磁極是固定的，根據(jù)磁極的同性相吸異性相斥的原理，在定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最終達(dá)到轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁極的轉(zhuǎn)速相等，所以可以把永磁同步電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程看成是由異步啟動(dòng)階段和牽入同步階段組成的。

永磁同步電機(jī)的定子為三相對(duì)稱繞組，與三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相同。轉(zhuǎn)子上粘有釹鐵硼（NdFeB）磁鋼.驅(qū)動(dòng)器為交-直-交電壓型逆變器，通過(guò)正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）輸出頻率、電壓可變的三相正弦波電壓。三相正弦波電壓在定子三相繞組中產(chǎn)生對(duì)稱三相正弦波電流，并在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。理論知識(shí)

三、永磁同步電機(jī)的特性1.永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性

圖2-1-14是永磁同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)特性曲線。從圖中可以看出:永磁同步電機(jī)系統(tǒng)具有更高的效率，尤其是低速下有更高的效率，更高的功率密度。理論知識(shí)

2.運(yùn)行特性

永磁同步電機(jī)的運(yùn)行特性主要是力學(xué)特性和工作特性。永磁同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速始終保持同步速不變，因此，其力學(xué)特性為平行于橫軸的直線，調(diào)節(jié)電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速將嚴(yán)格地與頻率成正比例變化。力學(xué)特性曲線圖如圖2-1-15所示。永磁同步電機(jī)的工作特性是指當(dāng)電源電壓恒定時(shí)，電機(jī)的輸入功率、電樞電流、效率、功率因數(shù)等隨輸出功率變化的關(guān)系。如圖2-1-16所示為永磁同步電機(jī)的工作特性曲線圖。理論知識(shí)

永磁同步電機(jī)有效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)矩密度高、體積小、質(zhì)量小、快速響應(yīng)能力好、功率因素高等優(yōu)點(diǎn)。特別是內(nèi)置式永磁同步電機(jī)，其轉(zhuǎn)子、直軸磁路不對(duì)稱增加了電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩，提高了電機(jī)的功率密度和過(guò)載能力，而且易于弱磁調(diào)速，非常適合用作電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。理論知識(shí)

四、旋轉(zhuǎn)變壓器１.旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理

為了達(dá)到電機(jī)靜止起動(dòng)和全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的控制目的，需要利用旋轉(zhuǎn)變壓器（可簡(jiǎn)稱“旋變”，某些車型稱為“軸角傳感器”）精確地測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極位置和速度。旋變是一種常用的伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器，與光電編碼器相比，旋變抗振性能好，可以安裝于惡劣的使用環(huán)境中，精度比光電編碼器差一些。但絕大多數(shù)場(chǎng)合下，旋變的精度還是能滿足要求的，是否需要抗振成了是否選擇旋變的關(guān)鍵因素。旋變的本質(zhì)是一個(gè)變壓器，如圖2-1-17所示。關(guān)鍵參數(shù)也與變壓器類似，比如額定電壓、額定頻率、變壓比。理論知識(shí)

２.旋轉(zhuǎn)變壓器的檢測(cè)

(３)電機(jī)控制器與旋轉(zhuǎn)變壓器連接線路檢測(cè)321(１)電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器線圈阻值的測(cè)量(２)旋轉(zhuǎn)變壓器阻抗的檢測(cè)技能提升

1.永磁同步電機(jī)的拆卸

以比亞迪ｅ５電機(jī)為例，比亞迪ｅ５使用的電機(jī)外形如圖２-１-20所示(ｍｍ)。

1.斷開維修開關(guān)2.識(shí)別電機(jī)安裝位置3.識(shí)別比亞迪秦車型電機(jī)外部零件4.比亞迪e6車型的電機(jī)安裝位置及外部接線識(shí)別5.打開車輛前艙發(fā)動(dòng)機(jī)蓋技能提升6.拆卸蓄電瓶負(fù)極7.查找電機(jī)控制器8.查找電機(jī)9.識(shí)別比亞迪ｅ６電機(jī)外部零件技能提升

2.旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)與維修

具體步驟如下:(１)旋轉(zhuǎn)變壓器的識(shí)別１)識(shí)別出旋轉(zhuǎn)變壓器總成

２)識(shí)別出旋轉(zhuǎn)變壓器定子總成

３)識(shí)別旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子總成(2）比亞迪秦車型永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器的就車檢測(cè)1）關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)

2）戴好絕緣手套

3）取下維修開關(guān)4）取下電機(jī)控制器上的低壓線束接插件5）測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器正弦阻值6）測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器余弦阻值7）測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁阻值8）測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器正弦、余弦、勵(lì)磁與殼體之間的絕緣性9）測(cè)量電機(jī)控制器接插件與旋轉(zhuǎn)變壓器接插件之間導(dǎo)線的導(dǎo)通情況

1、電機(jī)銘牌包括制造廠名、型號(hào)、編號(hào)、名稱，以及主要參數(shù)（額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、相數(shù)、工作制、冷卻方式、峰值功率、最高工作轉(zhuǎn)速、絕緣等級(jí)、防護(hù)等級(jí)）等信息。2、電機(jī)型號(hào)名稱由尺寸規(guī)格代號(hào)、電機(jī)類型代號(hào)、信號(hào)反饋元件代號(hào)、冷卻方式代號(hào)、預(yù)留代號(hào)等部分組成。3、永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)由定子繞組、定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯、旋轉(zhuǎn)變壓器、電源動(dòng)力引出線、水冷系統(tǒng)、機(jī)殼等組成。4、永磁同步電機(jī)的定子是由導(dǎo)磁的定子鐵芯和導(dǎo)電的定子繞組以及固定鐵芯和繞組用的一些部件組成的，這些部件是機(jī)座、鐵心壓板、繞組支架等。5、轉(zhuǎn)子采用內(nèi)置永磁體結(jié)構(gòu)，在鐵芯內(nèi)開有插裝永磁體的槽，在永磁體兩側(cè)有隔磁的空氣槽以減小漏磁。學(xué)習(xí)小結(jié)

6、定子安裝在機(jī)座內(nèi)，機(jī)座是整個(gè)電機(jī)安裝的基礎(chǔ)，機(jī)座壁內(nèi)有冷卻水通道，冷卻水通道是螺旋狀環(huán)繞機(jī)座，分兩層制作，兩個(gè)冷卻水管接頭是冷卻水的進(jìn)出口。7.永磁同步電機(jī)工作原理：在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中通入三相電流，在通入電流后就會(huì)在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，由于在轉(zhuǎn)子上安裝了永磁體，永磁體的磁極是固定的，根據(jù)磁極的同性相吸異性相斥的原理，在定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最終達(dá)到轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁極的轉(zhuǎn)速相等，所以可以把永磁同步電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程看成是由異步啟動(dòng)階段和牽入同步階段組成的。8.永磁同步電機(jī)特性分為驅(qū)動(dòng)特性及運(yùn)行特性。9.永磁同步電機(jī)的運(yùn)行特性主要是力學(xué)特性及工作特性。學(xué)習(xí)小結(jié)

10.旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(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，車輛將無(wú)法起動(dòng)，相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸位置傳感器。11.旋轉(zhuǎn)變壓器有電磁感應(yīng)、霍爾式兩種。12.旋轉(zhuǎn)變壓器由以下5個(gè)主要部件組成:（1）勵(lì)磁繞組的轉(zhuǎn)子鐵心，隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；（2）勵(lì)磁繞組，能產(chǎn)生固定頻率的磁場(chǎng)；（3）正弦繞組，感應(yīng)勵(lì)磁繞組的磁場(chǎng)并產(chǎn)生正弦信號(hào)；（4）余弦繞組，感應(yīng)勵(lì)磁繞組的磁場(chǎng)并產(chǎn)生余弦信號(hào)；（5）不同極對(duì)數(shù)的定子鐵心，三種繞組都纏繞在其上。13.旋轉(zhuǎn)變壓器的檢測(cè)包括：電機(jī)控制器與旋轉(zhuǎn)變壓器連接線路檢測(cè)；旋轉(zhuǎn)變壓器阻抗的檢測(cè)；電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器線圈阻值的測(cè)量。學(xué)習(xí)小結(jié)

14.旋變本身并不復(fù)雜，其主要目的是為了正常檢測(cè)電機(jī)工作時(shí)三相高壓電與電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)匹配情況。當(dāng)旋變出現(xiàn)故障時(shí)，不論是間歇性的還是故障持續(xù)存在的，檢測(cè)方法相同，關(guān)鍵是要確認(rèn)旋變的阻值、線束導(dǎo)通情況，當(dāng)這兩點(diǎn)能確認(rèn)，故障就很容易排除了。學(xué)習(xí)小結(jié)知識(shí)鞏固

知識(shí)鞏固

知識(shí)鞏固

任務(wù)二

永磁同步電機(jī)的檢修項(xiàng)目描述

為保證永磁同步電機(jī)的工作性能，需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)；永磁同步電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)永磁同步電機(jī)內(nèi)的各部件進(jìn)行檢查時(shí)，需要對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行拆裝。本任務(wù)介紹了永磁同步電機(jī)的維護(hù)方法、拆裝方法以及故障檢測(cè)方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識(shí)

一、電機(jī)的維護(hù)１.外觀檢查

永磁同步電機(jī)一般是免維護(hù)的，但也要看一下是否漏油、漏液，若有紅色液體露出，則檢查是否是電機(jī)油封處，若是可更換油封，在更換油封時(shí)應(yīng)用專業(yè)工裝進(jìn)行更換，另外可以不定期用萬(wàn)用表檢查電機(jī)絕緣、線束連接、是否缺相等。電機(jī)使用一定的里程要進(jìn)行電機(jī)油和冷卻液的更換或者加注，比亞迪ｅ６車型的永磁同步電機(jī)加注油量為２Ｌ，電機(jī)用油型號(hào)為美孚ＡＴＦ２２０。２.電機(jī)異響如果檢查中發(fā)現(xiàn)電機(jī)異響，進(jìn)行判斷后，可直接更換電機(jī)。理論知識(shí)

二、電機(jī)的檢測(cè)檢測(cè)前，取下維修開關(guān)，關(guān)斷高壓電，拔下電機(jī)控制器上的低壓線束。１.溫度傳感器、旋變線圈、溫度信號(hào)（針對(duì)e6車型）測(cè)量檢查時(shí)，關(guān)斷高壓電，拔下低壓線束、高壓線束。檢查電機(jī)A、B、C三相高壓線與殼體間的阻抗，般大于20MΩ。(１)匝間短路

(２)電機(jī)溫度過(guò)高電機(jī)過(guò)溫保護(hù)檢查步驟(３)電機(jī)常見的故障碼(４)故障診斷與排除２.電機(jī)的絕緣檢查3.電機(jī)A、B、C三相高壓線檢測(cè)4.驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)常見故障診斷與排除5.故障等級(jí)的劃分理論知識(shí)

三、電機(jī)的拆裝

當(dāng)旋變/溫感接插件處、轉(zhuǎn)子、定子等出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行拆裝，拆裝嚴(yán)格按照拆裝步驟進(jìn)行，拆裝步驟在后面的實(shí)操以BYD-TYC110A、比亞迪e5的BYD-2177B電機(jī)的拆裝為例進(jìn)行介紹。在拆裝的過(guò)程中，請(qǐng)注意保護(hù)好所有零部件，防止零部件被意外損壞。理論知識(shí)

四、電機(jī)的裝配注意事項(xiàng)電機(jī)裝配過(guò)程中的檢查1（1）電機(jī)裝配前檢查（2）裝配中的檢查2滾動(dòng)軸承的裝配(１)滾動(dòng)軸承前套裝前的檢查(２)滾動(dòng)軸承的裝配(３)熱套配合前的檢查技能提升

一、比亞迪ｅ６永磁同步電機(jī)的就車檢測(cè)

電機(jī)上的溫度傳感器、旋變線圈、溫度信號(hào)等，直接從電機(jī)控制器上拆下插接件(Ｂ３２)進(jìn)行檢測(cè)，電機(jī)三相繞組、絕緣的檢測(cè)，可以通過(guò)拆下三相線，進(jìn)行電阻值的測(cè)量。1起動(dòng)按鈕2拔下維修開關(guān)3打開車輛前艙電機(jī)蓋4拆卸蓄電池負(fù)極線5拆卸低壓插接件技能提升

6測(cè)量溫控開關(guān)7測(cè)量勵(lì)磁繞組8拆卸電機(jī)Ａ、Ｂ、Ｃ三相高壓線9測(cè)量Ａ、Ｂ、Ｃ三相高壓線之間的電阻10測(cè)量Ａ、Ｂ、Ｃ三相高壓線與殼體的絕緣電阻技能提升

二、比亞迪秦車型永磁同步電機(jī)的就車檢測(cè)

１、斷開維修開關(guān)3、測(cè)量溫度傳感器2、拆下插接件(Ｂ２１)6、測(cè)量Ａ、Ｂ、Ｃ三相高壓線與殼體的絕緣電阻5、測(cè)量Ａ、Ｂ、Ｃ三相高壓線之間的電阻4、拆下電機(jī)Ａ、Ｂ、Ｃ三相高壓線

1.電機(jī)的維護(hù)包括電機(jī)外觀檢查以及電機(jī)異響檢查。2.電機(jī)的檢測(cè)包括：（1）溫度傳感器、旋變線圈、溫度信號(hào)（針對(duì)e6車型）測(cè)量；（2）電機(jī)的絕緣檢查；（3）電機(jī)A、B、C三相高壓線檢測(cè)；（4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)常見故障診斷與排除。3.故障等級(jí)分為1級(jí)致命故障、2級(jí)嚴(yán)重故障、3級(jí)一般故障、4級(jí)輕微故障。4.旋變/溫感接插件處、轉(zhuǎn)子、定子等出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行拆裝，拆裝嚴(yán)格按照拆裝步驟進(jìn)行。學(xué)習(xí)小結(jié)知識(shí)鞏固

知識(shí)鞏固

任務(wù)三

永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的檢修項(xiàng)目描述

電控單元相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的ECU，是電動(dòng)汽車上對(duì)高壓零部件實(shí)現(xiàn)控制的主要執(zhí)行單元。本任務(wù)主要介紹了永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的組成、功能、工作原理及控制方法，然后介紹了永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的檢測(cè)內(nèi)容及檢測(cè)方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識(shí)

永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)包括電機(jī)控制器、高壓配電箱、駐車開關(guān)、加速踏板深度傳感器制動(dòng)開關(guān)、制動(dòng)踏板深度傳感器、MG2、動(dòng)力蓄電池管理器動(dòng)力CAN總線等部件，組件安裝位置如圖2-3-1所示，電機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖2-3-2所示。理論知識(shí)

一、永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的組成1、電機(jī)控制器1）電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)2）電機(jī)控制器安裝位置及外形2、高壓配電箱1）作用2）安裝位置3）內(nèi)部結(jié)構(gòu)3、加速踏板深度傳感器5、動(dòng)力CAN總線4、動(dòng)力蓄電池管理器理論知識(shí)

二、永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)工作原理及控制方法1、電機(jī)控制系統(tǒng)原理

永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)組成框圖如圖2-3-9所示。在控制方法中，磁場(chǎng)定向控制FOC和直接轉(zhuǎn)矩控制DTC作為交流電機(jī)的2種高性能控制策略，在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。

電機(jī)控制器接受擋位開關(guān)信號(hào)、加速踏板深度、制動(dòng)踏板深度、旋變等信號(hào)，經(jīng)過(guò)邏輯處理和判斷，來(lái)控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速等。理論知識(shí)

2、永磁同步電機(jī)的控制方法

新能源汽車永磁同步電機(jī)的控制較為復(fù)雜，其控制方法也有多種，常見的有矢量控制（磁場(chǎng)定向控制）、直接轉(zhuǎn)矩控制、恒壓頻比開環(huán)控制。（1）矢量控制(２)直接轉(zhuǎn)矩控制(３)恒壓頻比開環(huán)控制(ＶＶＶＦ)(４)智能控制理論知識(shí)

三、永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)檢修１、電機(jī)控制系統(tǒng)各部件檢修(比亞迪ｅ６車型)

(１)電機(jī)控制器低壓電源電路檢修(３)檢查整車起動(dòng)流程(４)測(cè)量電機(jī)控制器高壓輸入端與輸出端的電壓(５)檢