《新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制技術(shù)》課件-1.電機(jī)及控制系統(tǒng)概述

2023新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制技術(shù)THEME修德勵(lì)志

強(qiáng)能善技01INTRODUCTION電機(jī)及控制系統(tǒng)02INTRODUCTION驅(qū)動(dòng)電機(jī)04INTRODUCTION能量傳遞與冷卻系統(tǒng)03INTRODUCTION電機(jī)控制器目錄CONTENTSAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplate電機(jī)及控制系統(tǒng)概述01PART相關(guān)知識(shí)電機(jī)及控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)。本項(xiàng)目從系統(tǒng)作用、分類、組成、主流供應(yīng)商、發(fā)展趨勢(shì)等三個(gè)方面，對(duì)新能源汽車的電機(jī)及控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹。另外，因?yàn)樾履茉雌囈话愣紟в羞h(yuǎn)超人體安全電壓的高壓系統(tǒng)，在檢修過(guò)程中要注意高壓安全防護(hù)，且新能源汽車的故障認(rèn)定、檢修工作有別于傳統(tǒng)汽車，所以本項(xiàng)目還將介紹電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)和故障認(rèn)定方法。1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成項(xiàng)

目

導(dǎo)

讀相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)思政目標(biāo)（1）熟悉電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成。（2）了解電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商和發(fā)展趨勢(shì)。（3）掌握電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)方法。（4）熟悉電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障認(rèn)定方法。（1）能夠識(shí)別電機(jī)及控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部件。（2）能夠進(jìn)行電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)。（3）能夠?qū)﹄姍C(jī)及控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行認(rèn)定。（1）具備專業(yè)相關(guān)的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和創(chuàng)新意識(shí)，弘揚(yáng)精益求精的工匠精神。（2）增強(qiáng)安全操作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意識(shí)。（3）養(yǎng)成勇于奮斗、樂(lè)觀向上的精神風(fēng)貌。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成2022年全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)4.17億輛，其中汽車3.19億輛；全國(guó)新能源汽車保有量達(dá)1310萬(wàn)輛，占汽車總量的4.1%。2022年新能源汽車召回車輛121.2萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)31.5%。新能源汽車缺陷線索報(bào)告4300例，主要反映動(dòng)力電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)問(wèn)題占新能源汽車缺陷線索報(bào)告的41.9%。保有量增加召回投訴增加

比亞迪汽車2022年銷售新能源汽車186.35萬(wàn)輛，2023年上半年，銷售新能源汽車125.56萬(wàn)輛，2023年銷售目標(biāo)300萬(wàn)輛。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成電機(jī)及控制系統(tǒng)作用新能源汽車的電機(jī)及控制系統(tǒng)主要具有以下兩個(gè)作用：①驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或后退，即讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于電動(dòng)模式，電機(jī)控制器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，并將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；②回收制動(dòng)能量，當(dāng)車輛減速和制動(dòng)時(shí)，讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于發(fā)電模式，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并通過(guò)電機(jī)控制器給動(dòng)力電池充電。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成

作為新能源汽車的核心三電部件（電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)）之一，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展前景可觀。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成0201（2）電機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)性指標(biāo)要比發(fā)動(dòng)機(jī)高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。常規(guī)來(lái)說(shuō)，電氣執(zhí)行的響應(yīng)速度都要比機(jī)械機(jī)構(gòu)快幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此隨著計(jì)算機(jī)電子技術(shù)的發(fā)展，用先進(jìn)的電氣控制系統(tǒng)來(lái)取代笨重、龐大而響應(yīng)滯后的部分機(jī)械、液壓裝置已成為技術(shù)進(jìn)步的必然趨勢(shì)。這樣不但使各項(xiàng)性能指標(biāo)大大提高，也將使制造成本降低。（1）由于發(fā)動(dòng)機(jī)能高效產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速被限制在一個(gè)較窄的范圍內(nèi)，因而需通過(guò)龐大而復(fù)雜的變速機(jī)構(gòu)來(lái)適應(yīng)這一特性，而電機(jī)可以在相當(dāng)寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電機(jī)驅(qū)動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)相比具有以下兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)：相關(guān)知識(shí)（2）全速段高效運(yùn)行。一次充電續(xù)航里程長(zhǎng)，特別是在車輛頻繁起?；蜃兯龠\(yùn)行的情況下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)具有較高的效率。（3）低速大轉(zhuǎn)矩及寬范圍的恒功率特性。即使沒(méi)有變速器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)本身也應(yīng)能滿足所需的轉(zhuǎn)矩特性，以滿足在起動(dòng)、加速、制動(dòng)等要求。（4）高可靠性。在任何運(yùn)行工況下都應(yīng)具有高可靠性，以確保車輛的行駛安全。（1）體積小、質(zhì)量輕。為了充分利用有限的車載空間，減小車輛質(zhì)量，降低運(yùn)行中的能量消耗，應(yīng)盡量減小驅(qū)動(dòng)電機(jī)的體積和質(zhì)量。1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成新能源汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能要求：相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成（6）安全性能達(dá)標(biāo)。動(dòng)力電池組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等強(qiáng)電部件的工作電壓能達(dá)到300V以上，對(duì)電氣系統(tǒng)的安全性提出了更高的要求。（7）高轉(zhuǎn)速。與低轉(zhuǎn)速電機(jī)相比，高轉(zhuǎn)速電機(jī)的體積和質(zhì)量較小，有利于降低整車裝備的質(zhì)量。（5）高電壓。在允許的范圍內(nèi)盡可能采用高電壓，可以減小電機(jī)的尺寸和控制器、導(dǎo)線等設(shè)備的尺寸，可以降低逆變器的成本。（8）使用壽命長(zhǎng)。為降低新能源汽車的使用成本，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的使用壽命應(yīng)與車輛保持一致，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成常用驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能對(duì)比：性能直流電動(dòng)機(jī)交流異步電動(dòng)機(jī)永磁同步電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率密度差一般好一般力矩轉(zhuǎn)速性能一般好好好轉(zhuǎn)速范圍（r/min）4000～60009000～150004000～10000>15000最大功率(kW)85～8994～9595～97<90可操作性差好好好結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性差好一般好體積、質(zhì)量大、重一般、一般小、輕小、輕功率10%負(fù)荷率%80～8779～8590～928～86相關(guān)知識(shí)電機(jī)及控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)。本項(xiàng)目從系統(tǒng)組成、主流供應(yīng)商、發(fā)展趨勢(shì)等三個(gè)方面，對(duì)新能源汽車的電機(jī)及控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹。另外，因?yàn)樾履茉雌囈话愣紟в羞h(yuǎn)超人體安全電壓的高壓系統(tǒng)，在檢修過(guò)程中要注意高壓安全防護(hù)，且新能源汽車的故障認(rèn)定、檢修工作有別于傳統(tǒng)汽車，所以本項(xiàng)目還將介紹電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)和故障認(rèn)定方法。1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成項(xiàng)

目

導(dǎo)

讀相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)思政目標(biāo)（1）熟悉電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成。（2）了解電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商和發(fā)展趨勢(shì)。（3）掌握電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)方法。（4）熟悉電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障認(rèn)定方法。（1）能夠識(shí)別電機(jī)及控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部件。（2）能夠進(jìn)行電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)。（3）能夠?qū)﹄姍C(jī)及控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行認(rèn)定。（1）具備專業(yè)相關(guān)的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和創(chuàng)新意識(shí)，弘揚(yáng)精益求精的工匠精神。（2）增強(qiáng)安全操作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意識(shí)。（3）養(yǎng)成勇于奮斗、樂(lè)觀向上的精神風(fēng)貌。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成組成電機(jī)總成電機(jī)控制器高壓電氣連接系統(tǒng)高壓配電盒等低壓蓄電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的組成：相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成電機(jī)總成又稱動(dòng)力總成，是指車輛上產(chǎn)生動(dòng)力，并將動(dòng)力傳遞到路面的一系列零部件。1．電機(jī)總成總成是機(jī)械領(lǐng)域的常用名詞，通常指一系列零件組成的整體，這個(gè)整體可以實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定功能。汽車總成是指由若干零部件、組合件或附件組合裝配而成，并具有獨(dú)立功能的汽車組成部分，如變速器、轉(zhuǎn)向器、前橋、后橋、車身、車架、駕駛室等。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成電機(jī)總成主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變速器。驅(qū)動(dòng)電機(jī)新能源汽車中常用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)有永磁同步電機(jī)、交流異步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)等。變速器變速器又稱減速器，可以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。例如，在車輛轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，變速器控制兩邊的車輪以不同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，或者在車輛定速巡航的狀況下減小驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，以達(dá)到減耗、減噪的目的。與傳統(tǒng)汽車對(duì)變速器的要求相比，新能源汽車對(duì)變速器的要求并不高，因此一般混合動(dòng)力汽車或者純電動(dòng)汽車只需配置較簡(jiǎn)易的變速器即可。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成

為什么新能源汽車多采用前輪驅(qū)動(dòng)？（1）生產(chǎn)成本較低。從新能源汽車的生產(chǎn)成本來(lái)看，前驅(qū)的車輛省略掉了一根比較長(zhǎng)的傳動(dòng)軸，可以節(jié)省一部分費(fèi)用。（2）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、節(jié)省空間。新能源汽車的機(jī)艙里面沒(méi)有龐大而復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)系統(tǒng)等，車輛前部的空間富余較多。因此，采用前輪驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，同時(shí)可以使驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)能量回收設(shè)備的分布足夠緊湊。（3）歷史遺留問(wèn)題。一些新能源汽車底盤的生產(chǎn)線是根據(jù)“油改電”原則，從傳統(tǒng)汽車底盤的生產(chǎn)線改造來(lái)的，而傳統(tǒng)汽車多采用前輪驅(qū)動(dòng)。在底盤布局難以改變的情況下，把與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的傳動(dòng)裝置拿掉，直接裝電機(jī)總成更為容易，因此新能源汽車也多采用前輪驅(qū)動(dòng)。知識(shí)擴(kuò)展相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成電機(jī)控制器可以將動(dòng)力電池的直流電轉(zhuǎn)換成交流電來(lái)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，并通過(guò)改變電流的頻率來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)改變電流幅值來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩；也可以將驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的交流電整流成直流電來(lái)為動(dòng)力電池充電，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收。2．電機(jī)控制器

某品牌的電機(jī)控制器相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成電機(jī)控制器構(gòu)成小貼士新能源汽車的電機(jī)控制器主要由控制單元、逆變橋驅(qū)動(dòng)單元、逆變橋、電容器、電流傳感器、電路接口、冷卻水道、殼體等構(gòu)成。新能源汽車的控制系統(tǒng)除了包括電機(jī)控制器外，還包括整車控制單元（vehiclecontrolunit，簡(jiǎn)稱VCU）、高壓自動(dòng)斷開控制器等。各控制器可通過(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)（controllerareanetwork，簡(jiǎn)稱CAN）總線實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成高壓連接器新能源汽車的高壓連接器區(qū)別于傳統(tǒng)汽車低壓連接器新能源汽車專用的高壓連接器（見圖）。在高壓連接器的選型中，需要根據(jù)使用環(huán)境（如溫度、濕度、海拔等）、安裝條件（如振動(dòng)條件、體積結(jié)構(gòu)、密封等級(jí)要求等）、載流特性等合理進(jìn)行選擇。通常，新能源汽車中選用的高壓連接器都具有安全防護(hù)等級(jí)高、耐高溫、載流大、功耗低、抗油脂、體積小、輕量化、壽命長(zhǎng)、成本低等特點(diǎn)。高壓電氣連接系統(tǒng)主要由高壓連接器、高壓線束等組成。3．高壓電氣連接系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成高壓線束高壓線束（見圖）又稱高壓線路總成，用于連接高壓部件，是新能源汽車上安全性要求很高的組件，其設(shè)計(jì)及布置具有非常重要的安全意義。高壓線束的設(shè)計(jì)及布置包括線束走向、線徑、高壓連接器的選型、充電口的選型、屏蔽防護(hù)、固定工作、高壓線槽的設(shè)計(jì)及高壓互鎖防護(hù)等內(nèi)容。高壓線束相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成高壓電氣連接系統(tǒng)的組件都帶有警示標(biāo)記，維修人員可通過(guò)警示標(biāo)記獲知組件可能帶來(lái)高電壓危險(xiǎn)。但是由于高壓線束可能有幾米長(zhǎng)，因此只在少數(shù)幾個(gè)位置設(shè)有警示標(biāo)記的意義不大。為了提高維修人員的警覺(jué)性，廠家普遍用橙色（警告色）來(lái)標(biāo)記整段高壓線束。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成高壓配電盒（powerdistributionunit，簡(jiǎn)稱PDU）通過(guò)母排及高壓線束連接高壓部件，為電機(jī)及控制系統(tǒng)提供充放電控制、高壓部件上電控制、電路過(guò)載短路保護(hù)、高壓采樣、低壓控制等功能，保護(hù)和監(jiān)控高壓系統(tǒng)的運(yùn)行。PDU不僅配置靈活，還可以集成其他模塊（如動(dòng)力電池、逆變器等），以滿足不同客戶、不同車型的需求。PDU通常包括手動(dòng)維修開關(guān)、DC/DC變換器、車載充電機(jī)等。4．高壓配電盒相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成1）手動(dòng)維修開關(guān)

手動(dòng)維修開關(guān)（manualservicedisconnect，簡(jiǎn)稱MSD）是在新能源汽車進(jìn)行檢修時(shí)，為了確保人車安全，通過(guò)手動(dòng)的方式將高壓系統(tǒng)的電源斷開的裝置。

在車輛進(jìn)行大的維修保養(yǎng)、更換高壓核心部件時(shí)，應(yīng)啟用MSD。MSD對(duì)插拔次數(shù)有要求，一般允許的插拔次數(shù)為50～100次。頻繁插拔會(huì)導(dǎo)致在連接器與觸點(diǎn)上形成劃痕、產(chǎn)生較大的阻抗、使其工作溫度升高等嚴(yán)重后果，也會(huì)影響MSD的使用壽命。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成2）DC/DC變換器如圖所示為DC/DC變換器的外形和銘牌。DC/DC變換器的主要功能是電流的轉(zhuǎn)換。在汽車行駛期間，DC/DC變換器將動(dòng)力電池供給的高壓直流電轉(zhuǎn)換為12V低壓直流電，為各低壓用電設(shè)備供電，或?yàn)榈蛪盒铍姵爻潆?。（a）外形

（b）銘牌

DC/DC變換器的外形和銘牌相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成3）車載充電機(jī)

車載充電機(jī)（onboardcharger，簡(jiǎn)稱OBC）是一種將交流電變換為直流電的裝置，它可以通過(guò)插頭、導(dǎo)線與交流插座連接。動(dòng)力電池在需要充電的時(shí)候，只要有可用的供電插座，就可以通過(guò)OBC進(jìn)行充電。但由于車上空間有限，OBC的功率處理能力有限，因此只能實(shí)現(xiàn)小電流慢充電，充電時(shí)間通常較長(zhǎng)。功率處理能力是指OBC長(zhǎng)期連續(xù)安全工作的功率輸入能力。相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成

低壓蓄電池又稱12V輔助電池，在新能源汽車的不同狀態(tài)下發(fā)揮著不同的作用。在車輛上電期間：當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)狀態(tài)為ACC（附件通電）時(shí)，低壓蓄電池給車輛的附件供電，當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)狀態(tài)為ON（全車通電）時(shí)，低壓蓄電池還要給車輛的控制電路及動(dòng)力電池的接觸器供電在車輛行駛期間：當(dāng)?shù)蛪合到y(tǒng)負(fù)載過(guò)重或DC/DC變換器無(wú)法為低壓系統(tǒng)供電時(shí)，低壓蓄電池為低壓系統(tǒng)供電。5．低壓蓄電池相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)電模式當(dāng)車輛在滑行或制動(dòng)時(shí)，整車控制器檢測(cè)到滿足一定條件則發(fā)出能量回收指令，IGBT（insulate-gatebipolartransistor，絕緣柵雙極型晶體管）模塊輸出為0，電機(jī)停止工作，驅(qū)動(dòng)車輪通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)使電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)就成了發(fā)電機(jī)，輸出三相正弦交流電，IGBT模塊將交流電轉(zhuǎn)換成直流電向動(dòng)力電池充電。啟動(dòng)能量回收條件如下：（1）加速踏板開度為0或制動(dòng)；（2）電池電量小于95%；（3）動(dòng)力電池溫度小于45℃；（4）各系統(tǒng)無(wú)故障。。啟動(dòng)能量回收條件如下。知識(shí)擴(kuò)展相關(guān)知識(shí)電機(jī)及控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)。本項(xiàng)目從系統(tǒng)作用分類及組成、主流供應(yīng)商、發(fā)展趨勢(shì)等三個(gè)方面，對(duì)新能源汽車的電機(jī)及控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹。另外，因?yàn)樾履茉雌囈话愣紟в羞h(yuǎn)超人體安全電壓的高壓系統(tǒng)，在檢修過(guò)程中要注意高壓安全防護(hù)，且新能源汽車的故障認(rèn)定、檢修工作有別于傳統(tǒng)汽車，所以本項(xiàng)目還將介紹電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)和故障認(rèn)定方法。1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成項(xiàng)

目

導(dǎo)

讀相關(guān)知識(shí)1.1.1電機(jī)及控制系統(tǒng)組成知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)思政目標(biāo)（1）熟悉電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成。（2）了解電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商和發(fā)展趨勢(shì)。（3）掌握電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)方法。（4）熟悉電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障認(rèn)定方法。（1）能夠識(shí)別電機(jī)及控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部件。（2）能夠進(jìn)行電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)。（3）能夠?qū)﹄姍C(jī)及控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行認(rèn)定。（1）具備專業(yè)相關(guān)的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和創(chuàng)新意識(shí)，弘揚(yáng)精益求精的工匠精神。（2）增強(qiáng)安全操作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意識(shí)。（3）養(yǎng)成勇于奮斗、樂(lè)觀向上的精神風(fēng)貌。相關(guān)知識(shí)1.1.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)命名

驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型代號(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。TZ

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M

S

XXX預(yù)留代號(hào)冷卻方式代號(hào)信號(hào)反饋元件代號(hào)尺寸規(guī)格代號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型代號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)命名相關(guān)知識(shí)1.1.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)命名1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型代號(hào)：KC——開關(guān)磁阻電機(jī)；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)（繞線式）；YS——異步電機(jī)（鼠籠式）；ZL——直流電機(jī)。TZ

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M

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XXX預(yù)留代號(hào)冷卻方式代號(hào)信號(hào)反饋元件代號(hào)尺寸規(guī)格代號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型代號(hào)相關(guān)知識(shí)1.1.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)命名2.尺寸規(guī)格代號(hào)：一般采用定子鐵心的外徑來(lái)表示，對(duì)于外轉(zhuǎn)子電機(jī)，采用外轉(zhuǎn)子鐵心外徑來(lái)表示。TZ

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XXX預(yù)留代號(hào)冷卻方式代號(hào)信號(hào)反饋元件代號(hào)尺寸規(guī)格代號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型代號(hào)相關(guān)知識(shí)1.1.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)命名3.信息反饋元件代號(hào)：M——光電編碼器；X——旋轉(zhuǎn)變壓器；H——霍爾元件。無(wú)傳感器不必標(biāo)注。TZ

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M

S

XXX預(yù)留代號(hào)冷卻方式代號(hào)信號(hào)反饋元件代號(hào)尺寸規(guī)格代號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型代號(hào)相關(guān)知識(shí)1.1.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)命名4.冷卻方式代號(hào)：S——水冷方式；Y——油冷方式；F——強(qiáng)迫風(fēng)冷方式。非強(qiáng)迫冷卻方式（自然冷卻）不必標(biāo)注。TZ

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XXX預(yù)留代號(hào)冷卻方式代號(hào)信號(hào)反饋元件代號(hào)尺寸規(guī)格代號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型代號(hào)5.預(yù)留代號(hào)：用英文大寫字母或阿拉伯?dāng)?shù)字組合，其含義由制造商自行確定。相關(guān)知識(shí)1.1.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)命名驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)：TZ220XYETZ——永磁同步電機(jī)；220——定子鐵心的外徑mm；X——旋轉(zhuǎn)變壓器；Y——油冷方式；E——預(yù)留代碼；相關(guān)知識(shí)電機(jī)及控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)。本項(xiàng)目從系統(tǒng)作用、分類、組成、主流供應(yīng)商、發(fā)展趨勢(shì)等三個(gè)方面，對(duì)新能源汽車的電機(jī)及控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹。另外，因?yàn)樾履茉雌囈话愣紟в羞h(yuǎn)超人體安全電壓的高壓系統(tǒng)，在檢修過(guò)程中要注意高壓安全防護(hù)，且新能源汽車的故障認(rèn)定、檢修工作有別于傳統(tǒng)汽車，所以本項(xiàng)目還將介紹電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)和故障認(rèn)定方法。項(xiàng)

目

導(dǎo)

讀1.1.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商相關(guān)知識(shí)知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)思政目標(biāo)（1）熟悉電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成。（2）了解電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商和發(fā)展趨勢(shì)。（3）掌握電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)方法。（4）熟悉電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障認(rèn)定方法。（1）能夠識(shí)別電機(jī)及控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部件。（2）能夠進(jìn)行電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)。（3）能夠?qū)﹄姍C(jī)及控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行認(rèn)定。（1）具備專業(yè)相關(guān)的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和創(chuàng)新意識(shí)，弘揚(yáng)精益求精的工匠精神。（2）增強(qiáng)安全操作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意識(shí)。（3）養(yǎng)成勇于奮斗、樂(lè)觀向上的精神風(fēng)貌。1.1.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商相關(guān)知識(shí)1．國(guó)內(nèi)主流供應(yīng)商我國(guó)電機(jī)及控制系統(tǒng)行業(yè)起步較晚，但受益于需求的不斷擴(kuò)大及國(guó)家的大力支持，市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大較快。目前，除了新成立的高新企業(yè)外，國(guó)內(nèi)相當(dāng)一部分的電機(jī)及控制系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)是從傳統(tǒng)電機(jī)制造商轉(zhuǎn)型而來(lái)的。但是，我國(guó)具有數(shù)量龐大的電機(jī)及控制系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)，人力資源和稀土資源豐富，這些都有利于電機(jī)及控制系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展。我國(guó)電機(jī)及控制系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)主要可以分為兩類，一是具備電機(jī)及控制系統(tǒng)生產(chǎn)能力的整車企業(yè)，二是第三方供應(yīng)商。1.1.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商相關(guān)知識(shí)1.1.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商比亞迪股份有限公司創(chuàng)立于1995年，總部位于廣東省深圳市，是一家擁有IT、汽車及新能源三大產(chǎn)業(yè)群的新技術(shù)民營(yíng)企業(yè)。2006年，其收購(gòu)西安秦川汽車有限責(zé)任公司，成立比亞迪汽車有限公司，正式進(jìn)入汽車制造與銷售領(lǐng)域，開始民族自主汽車品牌的發(fā)展征程。長(zhǎng)城汽車股份有限公司長(zhǎng)城股份有限公司（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)城汽車）成立于1984年，總部位于河北省保定市，是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的SUV、皮卡生產(chǎn)廠商。2018年，創(chuàng)立歐拉品牌，這是中國(guó)主流自主車企中第一個(gè)獨(dú)立的新能源汽車品牌。精進(jìn)電動(dòng)科技股份有限公司是我國(guó)新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的產(chǎn)量、銷量和出口量均高居我國(guó)新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)領(lǐng)域的首位。是全球產(chǎn)銷量領(lǐng)先的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)供應(yīng)商之一，年產(chǎn)量達(dá)10萬(wàn)臺(tái)以上。1．國(guó)內(nèi)主流供應(yīng)商相關(guān)知識(shí)深圳市大地和電氣股份有限公司簡(jiǎn)稱深圳大地和，是經(jīng)市屬事業(yè)性科研單位改制而來(lái)的，此前一直致力于永磁同步電機(jī)、交流異步電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)，經(jīng)歷了批量生產(chǎn)和規(guī)范化管理的模式轉(zhuǎn)變，現(xiàn)年產(chǎn)量達(dá)兩萬(wàn)臺(tái)。上海大郡動(dòng)力控制技術(shù)有限公司簡(jiǎn)稱上海大郡，主要從事電機(jī)及控制系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。搭建了集成一體化電機(jī)系統(tǒng)、純電動(dòng)牽引電機(jī)系統(tǒng)、雙電機(jī)系統(tǒng)及大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等四大電機(jī)及控制系統(tǒng)產(chǎn)品平臺(tái)，滿足不同類型新能源汽車的需求。上海電驅(qū)動(dòng)股份有限公司簡(jiǎn)稱上海電驅(qū)，研究方向覆蓋電機(jī)及控制系統(tǒng)領(lǐng)域的各個(gè)方面。建立了較為完整的生產(chǎn)管理流程和質(zhì)量管理規(guī)范，目前已形成純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、輪轂電機(jī)和輔助電機(jī)等四個(gè)產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)。1．國(guó)內(nèi)主流供應(yīng)商1.1.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商相關(guān)知識(shí)歐美國(guó)家開發(fā)的電機(jī)及控制系統(tǒng)多以交流感應(yīng)電機(jī)為核心。其主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格較低，性能可靠；缺點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，運(yùn)行時(shí)效率較低。同時(shí)，歐美國(guó)家在輪轂電驅(qū)動(dòng)、集成化電驅(qū)動(dòng)等方面也進(jìn)行了卓有成效的研究。日本相關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)主要開發(fā)混合動(dòng)力汽車，采用永磁同步電機(jī)。與交流感應(yīng)電機(jī)相比，永磁同步電機(jī)的效率較高、體積較小，但價(jià)格較高。同時(shí)，日本在電機(jī)及控制系統(tǒng)集成化研究方面，尤其是混合動(dòng)力總體驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面取得了顯著的成果。2．國(guó)外主流供應(yīng)商1.1.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商相關(guān)知識(shí)豐田汽車公司簡(jiǎn)稱豐田，是全球范圍內(nèi)汽車銷量領(lǐng)先、綜合實(shí)力強(qiáng)大的日本跨國(guó)汽車制造商。作為新能源汽車研發(fā)領(lǐng)域的先驅(qū)，在電機(jī)及控制系統(tǒng)技術(shù)上具有完備的儲(chǔ)備積累，在企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了電機(jī)及控制系統(tǒng)的直接供貨。西門子股份公司簡(jiǎn)稱西門子，是全球領(lǐng)先的技術(shù)企業(yè)，總部德國(guó)，專注于電氣化、自動(dòng)化和數(shù)字化領(lǐng)域，是世界最大的高效能源和資源節(jié)約型技術(shù)供應(yīng)商之一。擁有全球領(lǐng)先的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可提供具有各種性能級(jí)別和設(shè)計(jì)形式的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。日立汽車系統(tǒng)有限公司簡(jiǎn)稱日立汽車系統(tǒng)，產(chǎn)品主要有發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、電子傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛控制系統(tǒng)等。為了改善經(jīng)營(yíng)狀況，日立汽車系統(tǒng)于2013年大幅增加設(shè)備和研發(fā)投資，在智能駕駛方面有所突破，是高端磁性材料專利擁有者。2．國(guó)外主流供應(yīng)商1.1.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商相關(guān)知識(shí)大陸集團(tuán)總部在德國(guó)漢諾威，擁有五大業(yè)務(wù)部門，即底盤與安全系統(tǒng)分部、動(dòng)力總成系統(tǒng)分部、車身電子系統(tǒng)分部、輪胎分部和康迪泰克分部。大陸集團(tuán)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)有感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)及采用電磁型勵(lì)磁裝置的交流同步電機(jī)等。羅伯特·博世股份有限公司簡(jiǎn)稱博世，全球最大的汽車零部件供應(yīng)商，總部德國(guó)。博世擅長(zhǎng)的業(yè)務(wù)有燃料電池技術(shù)、自動(dòng)駕駛技術(shù)和汽車電子電氣架構(gòu)制造技術(shù)等。2011年博世與戴姆勒公司合資成立EM-motive公司，該合資公司主要為新能源汽車生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。安川電機(jī)株式會(huì)社簡(jiǎn)稱安川電機(jī)，主要產(chǎn)品有大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)、伺服電機(jī)、電機(jī)控制器等。安川電機(jī)在中國(guó)的總公司主要由驅(qū)動(dòng)控制事業(yè)部、運(yùn)動(dòng)控制事業(yè)部、系統(tǒng)工程事業(yè)部及機(jī)器人事業(yè)部構(gòu)成。2．國(guó)外主流供應(yīng)商1.1.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商相關(guān)知識(shí)

特斯拉電動(dòng)汽車用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，又稱“異步電動(dòng)機(jī)”，是將轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，獲得一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。特斯拉使用的電動(dòng)機(jī)是自主設(shè)計(jì)研發(fā)，特斯拉的電動(dòng)機(jī)在美國(guó)的內(nèi)華達(dá)生產(chǎn)。在最新的Model3車型上，特斯拉公司卻選用了三相永磁電機(jī)。

從性能上看，永磁同步電機(jī)在瞬態(tài)仍然可以保證較高的效率，同時(shí)有著更大的功率密度，因此適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車布置空間。而感應(yīng)電動(dòng)機(jī)勝在成本低、可靠性更高，同時(shí)穩(wěn)態(tài)的效率也不錯(cuò)，因而在高速路網(wǎng)發(fā)達(dá)的工況以及較大的乘用車布置空間的條件下，感應(yīng)電機(jī)可以滿足需求。1.1.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的主流供應(yīng)商相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)在ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《ISO6469-3:2001電動(dòng)汽車安全技術(shù)規(guī)范第3部分：人員電氣傷害防護(hù)》中，規(guī)定車上的高壓部件應(yīng)具有高壓互鎖裝置，但并沒(méi)有詳細(xì)地定義高壓互鎖系統(tǒng)。高壓互鎖，指危險(xiǎn)電壓互鎖回路（HVILHazardousVoltageInterlockLoop）；通過(guò)使用電氣小信號(hào)，來(lái)檢查整個(gè)高壓產(chǎn)品、導(dǎo)線、連接器及護(hù)蓋的電氣完整性（連續(xù)性），識(shí)別回路異常斷開時(shí)，及時(shí)斷開高壓電。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)高壓互鎖絕緣監(jiān)控高壓連接器的安全防護(hù)安全防護(hù)

與傳統(tǒng)汽車不同，新能源汽車存在著很大的高壓安全隱患，其高達(dá)幾百伏的電壓及可能達(dá)數(shù)十、數(shù)百安的電流，隨時(shí)考驗(yàn)著車載高壓用電設(shè)備的使用安全。因此，為了保證使用及維護(hù)安全，必須要做好新能源汽車的安全防護(hù)工作。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)1．高壓互鎖1）高壓互鎖的概念高壓互鎖（highvoltageinterlockloop，簡(jiǎn)稱HVIL）是指通過(guò)低壓信號(hào)來(lái)檢查整個(gè)高壓回路的完整性和連續(xù)性，若識(shí)別到回路異常斷開，則及時(shí)切斷高壓電源的一種安全設(shè)計(jì)方法。高壓互鎖的主要設(shè)計(jì)目的是避免以下兩種情況的發(fā)生：①各種蓋板或者端蓋沒(méi)有覆蓋好高壓線束；②高壓線束連接器松動(dòng)或脫落。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)1．高壓互鎖圖1-12高壓互鎖信號(hào)回路連接模式

整車所有高壓連接器的連接位置，都需要高壓互鎖保護(hù)，但高壓互鎖信號(hào)回路與高壓回路沒(méi)有必然的聯(lián)系。例如，整車上兩個(gè)高壓用電器構(gòu)成一個(gè)完整的高壓回路，進(jìn)行高壓互鎖設(shè)計(jì)時(shí)，可以為兩個(gè)高壓用電器都設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的高壓互鎖信號(hào)回路，也可以把兩個(gè)高壓用電器的高壓互鎖信號(hào)串聯(lián)在一個(gè)回路中，即高壓互鎖信號(hào)回路既可設(shè)計(jì)成并聯(lián)模式，也可設(shè)計(jì)成串聯(lián)模式，如圖1-12所示。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)（2）切斷高壓電源：當(dāng)車輛處于停止?fàn)顟B(tài)，高壓互鎖識(shí)別到危險(xiǎn)且情況嚴(yán)重時(shí)，除了進(jìn)行故障警告外，還需要將危險(xiǎn)信息傳給控制器，控制器將高壓電源切斷，從而有效防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生。2）高壓互鎖的危險(xiǎn)控制策略（1）故障警告：不論車輛處于何種狀態(tài)，當(dāng)高壓互鎖識(shí)別到危險(xiǎn)時(shí)，都應(yīng)及時(shí)對(duì)危險(xiǎn)發(fā)出警告（如發(fā)出警告聲或警告燈變亮），從而使駕駛?cè)酥獣攒囕v出現(xiàn)了不良情況，及時(shí)采取措施處理。（2）切斷高壓電源：當(dāng)車輛處于停止?fàn)顟B(tài)，高壓互鎖識(shí)別到危險(xiǎn)且情況嚴(yán)重時(shí)，除了進(jìn)行故障警告外，還需要將危險(xiǎn)信息傳給控制器，控制器將高壓電源切斷，從而有效防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生。（3）降功率運(yùn)行：當(dāng)車輛處于高速行駛狀態(tài)，高壓互鎖識(shí)別到危險(xiǎn)時(shí)，不可立即將高壓電源切斷，需要先發(fā)出警告，再降低電機(jī)的運(yùn)行功率，使車速平穩(wěn)地降下來(lái)，盡可能防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)

北汽EV200高壓互鎖圖相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)2．絕緣監(jiān)控新能源汽車在其高壓車載網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置了絕緣監(jiān)控電路，以監(jiān)測(cè)所有高壓部件與可導(dǎo)電殼體之間或與車身搭鐵處之間是否有絕緣故障。如果車身搭鐵處與另一個(gè)高壓部件之間存在危險(xiǎn)電壓，則說(shuō)明高壓部件與車身搭鐵處之間的絕緣電阻低于某一限值，存在安全隱患。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)2．絕緣監(jiān)控1）絕緣監(jiān)控的工作原理絕緣監(jiān)控通常集成在一個(gè)或兩個(gè)高壓部件（如電機(jī)控制器或BMS）內(nèi)，通過(guò)多次測(cè)量電壓，來(lái)間接測(cè)量高壓部件與車身搭鐵處之間的絕緣電阻。只有高壓部件的所有可導(dǎo)電殼體都與車身連接，且連接導(dǎo)線有電流，才能從一個(gè)或兩個(gè)中心位置實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)控。殼體彼此之間以及與車身搭鐵處之間的電氣連接稱為電位補(bǔ)償，為此使用的電氣連接線稱為電位補(bǔ)償導(dǎo)線。所有的高壓部件都通過(guò)一根電位補(bǔ)償導(dǎo)線連到車身搭鐵處，形成電動(dòng)勢(shì)平衡，即使人們用手觸及兩個(gè)故障高壓部件，也不會(huì)發(fā)生觸電事故，如圖1-13所示。圖1-13故障高壓部件電動(dòng)勢(shì)平衡相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)2．絕緣監(jiān)控2）絕緣監(jiān)控的要求（1）高壓系統(tǒng)啟動(dòng)期間以及關(guān)閉高壓系統(tǒng)后，都應(yīng)對(duì)絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量。（2）電位補(bǔ)償導(dǎo)線必須足夠粗且盡量短，以允許可能的最大故障電流通過(guò)并放電。（3）在電位補(bǔ)償導(dǎo)線和每個(gè)高壓元件屏蔽層相通。（4）搭鐵連接處要與高壓組件緊密連接，搭鐵阻抗值應(yīng)小于0.2Ω。（5）若高壓組件上有防銹漆等，應(yīng)先將其刮掉再連接。（6）必須保證電位補(bǔ)償導(dǎo)線清潔且無(wú)氧化現(xiàn)象。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)

將汽車中的低壓蓄電池和低壓用電部件的負(fù)極與車架連接，使車架帶負(fù)電，從而使安裝在車架上的低壓電氣設(shè)備只需一根從電源另一極引出的導(dǎo)線就可構(gòu)成回路，這種接線制度稱為搭鐵接線制。采用搭鐵接線制的汽車電氣連接制度叫單線制。采用搭鐵接線制和單線制的好處主要有兩點(diǎn)：一是可以節(jié)約導(dǎo)線支出費(fèi)用，降低整車成本；二是可以減少過(guò)多導(dǎo)線造成的鋪線困難、故障點(diǎn)多的問(wèn)題。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)2．絕緣監(jiān)控3）絕緣電阻的測(cè)量①如果各定子繞組的始末端單獨(dú)引出，則應(yīng)分別測(cè)量各定子繞組和電機(jī)殼體之間的絕緣電阻，不參加測(cè)量的其他繞組和埋置的檢溫元件等應(yīng)與鐵芯或電機(jī)殼體進(jìn)行電氣連接，電機(jī)殼體應(yīng)與車身搭鐵處相連。②如果各定子繞組內(nèi)的中性點(diǎn)連在一起且不易分開時(shí)，則應(yīng)測(cè)量所有連在一起的定子繞組和電機(jī)殼體之間的絕緣電阻。③測(cè)量結(jié)束后，被測(cè)回路應(yīng)與搭鐵的電機(jī)殼體進(jìn)行電氣連接，使其放電。（1）測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子繞組和電機(jī)殼體之間的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)2．絕緣監(jiān)控3）絕緣電阻的測(cè)量①如果驅(qū)動(dòng)電機(jī)埋置有溫度傳感器，則應(yīng)分別測(cè)量各定子繞組和溫度傳感器之間的絕緣電阻。②如果各定子繞組的始末端單獨(dú)引出，則應(yīng)分別測(cè)量各定子繞組和溫度傳感器之間的絕緣電阻，不參加測(cè)量的其他繞組、埋置的檢溫元件等應(yīng)與鐵芯或電機(jī)殼體進(jìn)行電氣連接，電機(jī)殼體應(yīng)與車身搭鐵處相連。③當(dāng)定子繞組的中性點(diǎn)連在一起且不易分開時(shí)，則應(yīng)測(cè)量所有連在一起的定子繞組和溫度傳感器之間的絕緣電阻。④測(cè)量結(jié)束后，被測(cè)回路應(yīng)與搭鐵的電機(jī)殼體進(jìn)行電氣連接，使其放電。（2）測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子繞組和溫度傳感器之間的絕緣電阻時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)2．絕緣監(jiān)控3）絕緣電阻的測(cè)量①測(cè)量前，電機(jī)控制器應(yīng)與外部供電電源和負(fù)載分開，不能承受兆歐表高壓沖擊的部件宜從電路中拆除或短接。②測(cè)量時(shí)，分別測(cè)量電機(jī)控制器的動(dòng)力端子與外殼之間、信號(hào)端子與外殼以及動(dòng)力端子與信號(hào)端子之間的絕緣電阻，不參加測(cè)量的部分應(yīng)連接車身搭鐵處。③測(cè)量結(jié)束后，被測(cè)回路應(yīng)與搭鐵的殼體部分進(jìn)行電氣連接，使其放電。（3）測(cè)量電機(jī)控制器的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)3．高壓連接器的安全防護(hù)在高壓電氣連接系統(tǒng)中，高壓連接器的安全防護(hù)是保障電氣連接安全可靠的關(guān)鍵。它主要指電氣性能滿足設(shè)計(jì)要求，如絕緣、耐壓、電氣間隙、爬電距離、防呆、防觸指設(shè)計(jì)等符合要求，其中重點(diǎn)關(guān)注高壓連接器的HVIL防護(hù)、密封防護(hù)及電磁兼容性。（1）電氣間隙：相鄰兩導(dǎo)體之間或?qū)w與相鄰設(shè)備防護(hù)界面的最短距離。（2）爬電距離：相鄰兩導(dǎo)體之間或?qū)w與相鄰設(shè)備防護(hù)界面之間沿固體絕緣表面測(cè)量的最短距離。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)3．高壓連接器的安全防護(hù)1）高壓連接器的HVIL防護(hù)防護(hù)要點(diǎn)如下：（1）在高壓連接器的插拔過(guò)程中要考慮高壓安全保護(hù)，即在高壓連接器的斷開過(guò)程中，應(yīng)先斷開高壓互鎖，后斷開高壓端子，在高壓連接器的接合過(guò)程中，則相反。（2）在高壓端子之間安裝高壓互鎖回路，一般有內(nèi)置式和外置式兩種。內(nèi)置式高壓互鎖回路具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小的特點(diǎn)，目前使用廣泛，但是由于其缺少位置固定，如果高壓連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好，在某些惡劣的條件下，互鎖裝置位移會(huì)導(dǎo)致互鎖信號(hào)的不連續(xù)性，使車輛調(diào)試及駕駛過(guò)程存在隱患。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)3．高壓連接器的安全防護(hù)2）高壓連接器的外殼密封防護(hù)防護(hù)要點(diǎn)如下：高壓連接器的外殼防護(hù)等級(jí)一般要求至少達(dá)到IP67，即固態(tài)防護(hù)等級(jí)為6，以確保完全防止外物及灰塵侵入，液態(tài)防護(hù)等級(jí)為7，以確保電器短時(shí)間浸水時(shí)，不因浸水而受損。目前現(xiàn)在最強(qiáng)的手機(jī)防水等級(jí)是IP68。IP68連接器是防水等級(jí)最高標(biāo)準(zhǔn)的連接器。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)3．高壓連接器的安全防護(hù)

IP（ingressprotection）等級(jí)即電氣設(shè)備外殼對(duì)異物侵入的防護(hù)等級(jí)，由兩位數(shù)字組成。IP等級(jí)的第一位數(shù)字表示固態(tài)防護(hù)等級(jí)，范圍是0～6，分別表示無(wú)防護(hù)、防止直徑大于50mm的固體外物侵入、防止直徑大于12.5mm的固體外物侵入、防止直徑大于2.5mm的固體外物侵入、防止直徑大于1.0mm的固體外物侵入、完全防止固體外物進(jìn)入且灰塵的侵入量不會(huì)影響電器的正常運(yùn)作、完全防止固體外物及灰塵侵入。IP等級(jí)的第二位數(shù)字表示液態(tài)防護(hù)等級(jí)，范圍是0～9，分別表示無(wú)防護(hù)、防止垂直水滴侵入、防止傾斜15°的水滴侵入、防止滴淋的水侵入、防止飛濺的水侵入、防止噴射的水侵入、防止強(qiáng)烈噴射的水侵入、短時(shí)間浸水時(shí)防止水侵入、連續(xù)浸水時(shí)防止水侵入、防止高溫或高壓的噴水侵入。相關(guān)知識(shí)1.2.1電機(jī)及控制系統(tǒng)的安全防護(hù)3．高壓連接器的安全防護(hù)3）高壓連接器的電磁兼容性要求防護(hù)要點(diǎn)如下：高壓連接器的電磁兼容性（electromagneticcompatibility，簡(jiǎn)稱EMC）是指高壓連接器按要求運(yùn)行時(shí)不對(duì)環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。由于新能源汽車使用了大量電力電子元器件，高壓和大電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，因此整車和零部件必須要有抗干擾和抗輻射的能力。高壓連接器通常要具備360°屏蔽層，并能有效地和導(dǎo)線屏蔽層連接。高壓連接器的屏蔽層應(yīng)覆蓋整個(gè)高壓連接器，以實(shí)現(xiàn)有效的屏蔽功能，并盡量減小屏蔽界面之間的接觸電阻，在產(chǎn)品生命周期內(nèi)，接觸電阻應(yīng)小于10mΩ。對(duì)于由塑料制成的高壓連接器，應(yīng)用金屬面進(jìn)行屏蔽。相關(guān)知識(shí)1.2.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障認(rèn)定1．電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障分類故障類型特性描述致命故障危及人身安全影響行車安全對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重危害造成車輛在故障發(fā)生地不能行駛主要零部件功能失效引起整車其他相關(guān)主要零部件嚴(yán)重?fù)p壞嚴(yán)重故障車輛不能正常行駛，但可以從故障發(fā)生地移動(dòng)到路邊，等待救援車輛性能發(fā)生較明顯的衰退一般故障非主要零部件故障，車輛可以從故障發(fā)生地非正常行駛到停車場(chǎng)非主要零部件故障，能用易損備件和隨車工具在短時(shí)間內(nèi)排除輕微故障無(wú)須更換零部件，車輛仍能正常運(yùn)行無(wú)須更換零部件，可用隨車工具在短時(shí)間內(nèi)排除根據(jù)故障危害程度的不同相關(guān)知識(shí)1）絕緣監(jiān)控的工作原理1.2.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障認(rèn)定2．電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障模式1)損壞型故障模式包括斷裂、碎裂、裂紋、開裂、點(diǎn)蝕、燒蝕、擊穿、變形、壓痕、燒損、磨損、短路等2)退化型故障模式包括老化、剝離、異常磨損、腐蝕、退磁等3)松脫型故障模式包括松動(dòng)、脫落等5)堵塞與滲漏型故障模式包括堵塞、漏水、滲水等4）失調(diào)型故障模式包括間隙超差、干涉、性能失調(diào)等6）性能衰退或功能失效型故障模式包括性能衰退、功能失效、公害限值超標(biāo)、異響、過(guò)熱等故障模式即故障的表現(xiàn)形式，一般是對(duì)產(chǎn)品所發(fā)生的、能被觀察或測(cè)量到的故障現(xiàn)象的規(guī)范描述。相關(guān)知識(shí)1.2.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障認(rèn)定3．電機(jī)及控制系統(tǒng)故障的認(rèn)定原則（1）電機(jī)及控制系統(tǒng)的主要機(jī)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器，對(duì)電機(jī)及控制系統(tǒng)故障的認(rèn)定，原則上應(yīng)以兩者的零部件或者兩者之間導(dǎo)線的故障模式來(lái)描述。（2）如果難以用零部件的故障模式來(lái)描述或者無(wú)法確認(rèn)是哪個(gè)零部件發(fā)生故障，則應(yīng)以上一級(jí)的故障模式來(lái)描述，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器是最高級(jí)別的部件。（3）如果故障表現(xiàn)為綜合性能方面的故障，則應(yīng)以電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障模式來(lái)描述。（4）如果某一故障導(dǎo)致關(guān)聯(lián)性故障或者發(fā)生延伸，則應(yīng)以危害程度最嚴(yán)重的故障及其模式來(lái)描述。根據(jù)電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障分類和故障模式，可以對(duì)電機(jī)及控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行認(rèn)定。電機(jī)及控制系統(tǒng)故障的認(rèn)定原則通常包括以下幾條：相關(guān)知識(shí)1.2.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障認(rèn)定4．電機(jī)及控制系統(tǒng)的常見故障與診斷1）電機(jī)及控制系統(tǒng)的常見故障故障類型零部件名稱故障模式情況說(shuō)明致命故障驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子繞組燒損定子繞組因短路或電機(jī)運(yùn)行溫度過(guò)高而燒毀擊穿定子繞組絕緣擊穿，造成定子繞組與驅(qū)動(dòng)電機(jī)外殼之間短路或繞組匝間短路驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置傳感器功能失效不能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置信號(hào)，造成電機(jī)及控制系統(tǒng)不能工作驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承破裂驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承碎裂，不能正常支撐轉(zhuǎn)軸燒損驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承溫度過(guò)高，造成內(nèi)部潤(rùn)滑脂蒸發(fā)，出現(xiàn)燒損，不能正常支撐轉(zhuǎn)軸電機(jī)控制器功率器件燒損功率器件功能失效擊穿電機(jī)控制器的電容器正負(fù)極之間或電容器正負(fù)極和外殼之間短路電機(jī)控制器電壓、電流傳感器燒損電機(jī)控制器電壓、電流傳感器功能失效擊穿電機(jī)控制器電壓、電流傳感器正負(fù)極之間或與外殼之間短路，造成電機(jī)控制器不能工作相關(guān)知識(shí)1.2.2電機(jī)及控制系統(tǒng)的故障認(rèn)定故障類型零部件名稱故障模式情況說(shuō)明致命故障導(dǎo)線和連接器燒損導(dǎo)