項(xiàng)目三熟知新能源汽車核心技術(shù)PART03任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)認(rèn)知（一）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述新能源汽車與普通燃油汽車最重要的區(qū)別就在于電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。新能源汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)組成。其中，電氣系統(tǒng)由電機(jī)、電機(jī)控制器和高壓線束三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，機(jī)械系統(tǒng)則由動(dòng)力分配裝置等構(gòu)成。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電機(jī)、電機(jī)控制器、動(dòng)力分配裝置和冷卻系統(tǒng)組成。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)控制器主要是將外界輸入的信號(hào)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率信號(hào)。電機(jī)是將電機(jī)控制器傳輸過來的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能傳輸給動(dòng)力分配裝置。動(dòng)力分配裝置將電機(jī)傳輸過來的機(jī)械能分配給車輪行駛。電驅(qū)冷卻系統(tǒng)是對(duì)整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)溫度在正常的工作范圍內(nèi)。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（二）電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)術(shù)語（1）額定功率：在額定條件下的輸出功率。（2）峰值功率：在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，電機(jī)允許的最大輸出功率。（3）額定轉(zhuǎn)速：額定功率下電機(jī)的轉(zhuǎn)速。（4）最高工作轉(zhuǎn)速：相應(yīng)于電動(dòng)汽車最高設(shè)計(jì)車速的電機(jī)轉(zhuǎn)速。（5）額定轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定功率和額定轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩。（6）峰值轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)允許輸出的最大轉(zhuǎn)矩。（7）電機(jī)及控制器整體效率：電機(jī)轉(zhuǎn)輸軸輸出功率除以控制器輸入功率再乘以100%。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（三）新能源電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求1.起動(dòng)力矩大且過載能力強(qiáng)2.限制電機(jī)過大的峰值電流3.調(diào)速范圍寬4.電機(jī)能夠正反轉(zhuǎn)兩個(gè)方向運(yùn)行5.方便、高效地實(shí)現(xiàn)發(fā)電反饋6.設(shè)法使電機(jī)同時(shí)具有電磁制動(dòng)功能7.調(diào)速響應(yīng)快8.運(yùn)行平穩(wěn)及可靠性高任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)二、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類1.直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速調(diào)整器、電流調(diào)整器、觸發(fā)電路、驅(qū)動(dòng)電路、測(cè)速電路、整流電路、H橋型電路、電機(jī)組成。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由高壓動(dòng)力蓄電池、升壓轉(zhuǎn)換器、變頻器、電機(jī)等組成。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.交流永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（包括正弦波永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和梯形波無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）其中正弦波永磁同步電機(jī)控制器采用PWM方式實(shí)現(xiàn)高壓直流到三相交流的電源變換，采用變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速；梯形波無刷直流電機(jī)控制通常采用“弱磁調(diào)速”方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制。由于正弦波永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小且高速恒功率區(qū)調(diào)速更穩(wěn)定，因此比梯形波無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有更好的應(yīng)用前景。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4.開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由功率變化器、控制器、開關(guān)磁阻電機(jī)、傳感器等組成。電機(jī)控制一般采用模糊滑模控制方法。開關(guān)磁阻電機(jī)為系統(tǒng)的主要組成部分，實(shí)現(xiàn)由電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。目前純電動(dòng)汽車所用電機(jī)均為永磁同步電機(jī)，交流永磁電機(jī)采用稀土永磁體勵(lì)磁，與感應(yīng)電機(jī)相比不需要?jiǎng)?lì)磁電路，具有效率高、功率密度大、控制精度高、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小等特點(diǎn)。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三、新能源汽車電驅(qū)動(dòng)的發(fā)展方向1.純電驅(qū)動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化為掌握電驅(qū)動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，提高系統(tǒng)功率密度、轉(zhuǎn)矩密度、效率和可靠性等性能，開發(fā)系列化產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。研究高密度、高集成度、高效率電機(jī)及其控制系統(tǒng)，研究電機(jī)與機(jī)電耦合裝置的集成技術(shù)；研究車載環(huán)境下電機(jī)系統(tǒng)熱管理與減振降噪技術(shù)；研究電機(jī)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性、可靠性與耐久性預(yù)測(cè)和評(píng)估方法；研究電機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)品化應(yīng)用技術(shù)；研究批量生產(chǎn)的先進(jìn)制造技術(shù)和質(zhì)量控制技術(shù)。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.下一代電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究與開發(fā)（1）開展電機(jī)、減速裝置、制動(dòng)器和輪轂的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究，研究高密度高效率控制技術(shù)、冷卻與熱管理技術(shù)、NVH技術(shù)、新結(jié)構(gòu)新材料應(yīng)用技術(shù)等。（2）研究多相電機(jī)高密度高效率設(shè)計(jì)技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)、系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)、熱管理及容錯(cuò)技術(shù)等。（3）研究機(jī)電耦合動(dòng)力系統(tǒng)總成及其控制單元、電機(jī)協(xié)調(diào)控制技術(shù)、電機(jī)與變速器結(jié)構(gòu)集成及其附件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)熱分析與熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。任務(wù)二了解新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（4）研究電力電子集成封裝與互聯(lián)技術(shù)、機(jī)-電-熱-磁多領(lǐng)域驗(yàn)證技術(shù)、層疊母排與電解電容/膜電容模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、多功能全數(shù)字控制電路小型化與EMC技術(shù)、集成控制器多參量測(cè)試方法等。授之以技模塊一以比亞迪·秦為例，講述新能源汽車高壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一、動(dòng)力蓄電池包動(dòng)力蓄電池包提供電壓、電流到高壓配電箱。授之以技二、高壓配電箱高壓配電箱分配高壓電流給電機(jī)控制器。授之以技三、電機(jī)控制器（1）將動(dòng)力蓄電池包提供的高壓直流電逆變成高壓交流電，通過三相線供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同時(shí)通過低壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，將高壓電轉(zhuǎn)化為12V的低壓電，為整車所有低壓電器供電。授之以技（2）在起動(dòng)電池虧電時(shí)，DC會(huì)給起動(dòng)電池充電，保證起動(dòng)電池一直有電。授之以技四、電機(jī)提供的動(dòng)力蓄轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳遞作用于驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)車輪行駛。授之以技五、動(dòng)力線動(dòng)力線用于所有電壓電流的傳遞。授之以技模塊二以北汽EV160為例，講述新能源高壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)授之以技一、電機(jī)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)車輛，為車輛提供動(dòng)力，并進(jìn)行能量回收。授之以技二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器動(dòng)力分配；汽車加速時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器根據(jù)相應(yīng)加速踏板信號(hào)增大輸出給電機(jī)的電流，電機(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，增加轉(zhuǎn)矩并通過傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輪加速行駛；反之，汽車減速時(shí)，電機(jī)控制信號(hào)根據(jù)減