新能源汽车概论课件.pptx

1、新能源汽车概论目录CONTENTS0102认识新能源汽车认识新能源汽车新能源汽车基础新能源汽车基础03混合动力汽车04纯电动汽车纯电动汽车05燃料电池电动汽车的认知燃料电池电动汽车的认知06电动汽车日常维护安全常识电动汽车日常维护安全常识认识新能源汽车1.1新能源汽车的定义与类型学习目标1. 掌握新能源汽车的定义。2. 了解新能源汽车的分类。3. 会辨认新能源汽车的类型。认识新能源汽车一、新能源汽车的定义 新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源（不包括铅酸蓄电池）驱动的汽车，主要包括插电式混合动力（含增程式）汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车。二、新能源汽车的类型1.纯电动汽车

2、 纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电机运转，从而推动汽车行驶。项目三 内容创作任务3.1 选题是打造爆款内容第一步01选题的灵感来源0203选题的两种类型选题的评判标准第 6 页任务导图了解选题灵感来源的方法了解选题的评判标准掌握两种选题类型的打造方法能够根据选题的评判标准打造爆款选题锻炼将理论用于实践的创造素养知识目标技能目标德育目标延迟符学习目标选题的定义选题灵感的来源选题，是写作前无法逃避的重要环节。好的选题，能够帮助我们写出质量高、用户爱看的内容。如果你的知识面不够广，看的东西不够多，信息来源渠道匮乏，就很可

3、能提不出好的内容选题。4个常见的选题信息与灵感来源选题灵感的来源1.频逛社交媒体平台2.常刷优质内容平台3.多读刷屏文章4.搭建优质内容资源库选题的两种类型选题类型常规选题热点选题围绕着产品本身的内容定位，为用户提供有价值、解决用户问题的内容。用户当前最关心的话题，结合热点话题可以帮助我们有效提升内容的阅读量。常规选题的定义选题的两种类型 围绕着产品本身的内容定位，为用户提供有价值、解决用户问题的内容。常规选题的案例内容创作丁香医生主要围绕是什么、为什么、怎么办三个方向做选题。1.是什么“喝酒断片儿是怎么回事？”“朋友圈的 13 种死法”2.为什么“高血压不好好控制，会有什么后果？”“天天用热

4、水泡脚养生？开玩笑”3.怎么办“远离高尿酸和痛风的七条饮食建议”“适合糖尿病患者的十大健康食物”热点选题的类型选题的两种类型常规热点能够提前预判，比如情人节、圣诞节、淘宝“双11”等这类热点，用户们没有新鲜感、早就有心理准备，因此不容易追出刷屏级爆款常规热点突发热点主要讲究的是写作速度，别急着马上去思考选题，要先判断它是真热点还是伪热点突发热点误判情况选题的两种类型1.看见朋友圈刷屏2.看见“微信指数”等指标上升忽略了账号定位和用户需求如何巧妙追突发热点之一：差异化选题的两种类型举例：旅行的青蛙各媒体竞相分析：“为什么好玩？”运营研究社分析：“为什么传播性强？”差异化是一个内容账号的立身之本，

5、在热点红利中，差异化的效能更会被进一步放大。如何巧妙追突发热点之二：巧妙借势选题的两种类型运营研究社作为一个互联网科技类的公众号，赵丽颖和冯绍峰官宣结婚这个热点能不能追呢？不要强行追热点，但也不要轻易放过任何一个热点。只要你能从目标用户感兴趣的角度切入，那就是可以追的。举例：赵丽颖和冯绍峰如何巧妙追突发热点之三：抢时间选题的两种类型追热点时，最好在热点发生的 24个小时内完成写作。认识新能源汽车认识新能源汽车2. 插电式混合动力汽车 插电式混合动力汽车是一种配有地面充电和车载供电功能的纯电驱动的电动汽车，其运行模式可以根据需要处于纯电动模式、增程模式或混合动力模式，是介于纯电动汽车和混合动力汽

6、车之间的一种过渡车型，具有纯电动汽车和混合动力汽车的特征，有人把它划分为纯电动汽车范畴，也有人把它划分为混合动力汽车范畴，认为它是一种插电式串联混合动力汽车。认识新能源汽车3. 混合动力汽车 混合动力汽车是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或多个驱动系统共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略不同，混合动力汽车有多种形式。认识新能源汽车4. 燃料电池电动汽车 燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下，在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的

7、一种，主要区别在于动力蓄电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气。最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。认识新能源汽车5. 氢发动机汽车 氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车。一般发动机使用的燃料是柴油或汽油，氢发动机使用的燃料是气体氢。氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染、零排放、储量丰富等优势。6. 其他新能源汽车 其他新能源汽车包括使用超级电容器、飞轮等高效储能器的汽车。 目前在我国，新能源汽车主要是

8、指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车，常规混合动力汽车被划分为节能汽车。目前新能源汽车都没有规模化量产，有的有销售但未规模化，如纯电动汽车和插电式混合动力汽车；有的还处于研发阶段，如燃料电池电动汽车。认识新能源汽车1.2新能源汽车发展现状与趋势学习目标1. 了解新能源汽车对于环境保护的意义。2. 了解新能源汽车的发展情况。3. 了解新能源汽车的关键技术以及优劣分析。4. 了解新能源汽车的政策与法规。5. 能够利用互联网等资源查询新能源汽车的相关信息。认识新能源汽车一、发展新能源汽车的必要性 石油短缺、环境污染、气候变暖是全球汽车产业面对的共同挑战，各国政府及产业界

9、纷纷提出各自的发展战略，积极应对，以保持其汽车产业的可持续发展，并提高未来的国际竞争力。新能源汽车已成为 21 世纪汽车工业发展的热点。1. 石油短缺 我国是一个能源短缺的国家，但却是一个能源消费大国，仅次于美国。由于全球石油消费增加，对石油过度开采，全球石油总量减少，到不久的将来，一定会出现石油危机。认识新能源汽车认识新能源汽车2. 降低环境污染 燃油汽车在行驶过程中会产生大量的有害气体，不但污染环境，还大大地影响了人类健康。汽车尾气排放的主要污染物为一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、铅（Pb）、细微颗粒物及硫化物等。这些一次污染物还会通过大气化学反应生成光化学烟雾

10、、酸沉降等二次污染物。据统计，全球大气污染中 42% 源于交通车辆产生的污染。随着城市机动车数量的快速增长，机动车排气污染已成为城市大气污染的主要贡献者。一些城市机动车排放的污染物对多项大气污染指标的贡献率已达到 70% 以上。机动车排放污染已对城市大气污染构成了严重威胁。认识新能源汽车认识新能源汽车3. 节约能源 据测算，传统燃油从开采到汽车利用的平均能量利用率仅 14% 左右。采用混合动力技术后，能量利用率可以提高 30% 以上。另外，插电类混合动力汽车和纯电动汽车可以利用电网夜间波谷充电，提高电网的综合效率。认识新能源汽车二、新能源汽车发展现状1.国外新能源汽车发展现状 从国际上看，随着

11、技术的不断创新与突破，面对金融危机、油价攀升和日益严峻的节能减排压力，2008 年以来，以美国、日本、欧盟为代表的国家和地区相继发布实施了新的电动汽车发展战略，进一步明确了产业发展方向，明显加大了研发投入与政策扶持力度。日本以产业竞争力为第一目标，全面发展混合动力、纯电动、燃料电池三种电动汽车，研发和产业化均走在世界前列；美国以能源安全为首要任务，强调插电式电动汽车发展；欧盟以 CO2 排放法规为主驱动力，重视发展纯电驱动汽车。认识新能源汽车2. 国内新能源汽车发展现状 我国高度重视电动汽车技术的发展。“十五”期间，启动了“863”计划，其中即包括电动汽车重大科技专项，确立了“三纵三横”（三纵

12、：混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车；三横：电池、电机、电控）的研发布局，取得了一大批电动汽车技术创新成果。“十一五”以来，我国提出了“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。 2006 年 6 月，“十一五”“863”计划中节能与新能源汽车重大项目通过论证。其重点任务是推进燃料电池电动汽车研发和示范运行，实现混合动力汽车规模产业化，拓展纯电动汽车的应用范围，进一步扩大代用燃料汽车的推广应用；促进节能与新能源汽车产业政策、法规和相关标准的研究与制定，完善相关检测评价能力，形成知识产权保护和投、融资服务体系，构建节能与新能源汽车公共服务平台，建立中国节能与新能源汽车

13、产业联盟；把握交通能源动力系统转型的重大机遇，建立以企业为主体的产学研结合的自主研发创新体系。认识新能源汽车1）纯电动汽车的发展状况纯电动汽车技术当前的发展状况表现为：纯电动汽车技术成熟，在特定区域推广应用。2）混合动力汽车的发展状况混合动力汽车技术渐趋完善，进入商业化推广阶段。混合动力汽车因兼顾了纯电动汽车和燃油汽车的优越性以及可保证（以较低的代价）从燃油汽车产业向新能源汽车产业的平稳过渡而受到各国、各大公司的高度重视，并随着技术的日趋成熟，已经进入商业化推广应用阶段，全球销售的混合动力汽车数量日益增多。认识新能源汽车3）燃料电池电动汽车的发展状况燃料电池电动汽车技术正处于突破前期，正在成为

14、新的研发重点。在燃料电池汽车方面，国外企业界纷纷组成强大的跨国联盟，以期达到优势互补的目的，如日本丰田与美国通用公司，日本东芝公司与美国国际燃料电池公司，雷诺汽车公司与意大利 De Nora 公司分别组成联盟开发燃料电池电动汽车。目前几乎所有的国外大型企业集团全部介入，投入的总额将近100 亿美元，示范运行车辆总数已超过 100 辆。认识新能源汽车三、新能源汽车未来发展技术路线1. 技术路线 电动汽车按动力系统电气化水平分为两类：一类是全部或大部分工况下主要由电动机提供驱动功率的电动汽车（称为“纯电驱动”电动汽车，如纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式电动汽车和燃料电池电动汽车）；另一类是动

15、力蓄电池容量较小，大部分工况下主要由内燃机提供驱动功率的电动汽车（称为常规混合动力汽车）。从培育战略性新兴产业角度看，发展电气化程度比较高的纯电驱动电动汽车是我国新能源汽车技术的发展方向和重中之重。要在坚持节能与新能源汽车“过渡与转型”并行互动、共同发展的总体原则指导下，规划电动汽车技术发展战略。认识新能源汽车认识新能源汽车2. 核心技术1）动力蓄电池以动力蓄电池模块为核心，实现我国以能量型锂离子动力蓄电池为重点的车用动力蓄电池大规模产业化突破。以车用能量型动力蓄电池为主要发展方向，兼顾功率型动力蓄电池和超级电容器的发展，全面提高动力蓄电池输入输出特性、安全性、一致性、耐久性和性价比等综合性能

16、。认识新能源汽车2）驱动电机面向混合动力大规模产业化需求，开发混合动力发动机 / 电动机总成（发动机 ISG/BSG）和机电耦合传动总成（电动机变速器），形成系列化产品和市场竞争力，为混合动力汽车大规模产业化提供技术支撑。面向纯电驱动大规模商业化示范需求，开发纯电动汽车驱动电机及其传动系统系列，同步开发配套的发动机 / 发电机组（APU）系列，为实现纯电动汽车大规模商业示范提供技术支撑。认识新能源汽车3）电控技术重点开发混合动力专用发动机先进控制算法（满足国以上排放法规）、混合动力系统先进实时控制网络协议、多部件间的转矩耦合和动态协调控制算法，研制高性能的混合动力系统（整车）控制器，满足混合动

17、力汽车大规模产业化技术需求。重点开发先进的纯电驱动汽车分布式、高容错和强实时控制系统，高效、智能和低噪声的电动化总成控制系统（电动空调、电动转向、制动能量回馈控制系统），电动汽车的车载信息、智能充电及其远程监控技术，满足纯电动汽车大规模示范需要。认识新能源汽车认识新能源汽车四、新能源汽车的政策与法规1. 新能源汽车的政策 具体的退坡办法是：20172020 年，除燃料电池电动汽车外，其他新能源车型补贴标准都实行退坡，其中，20172018 年补贴标准在 2016 年基础上下降 20%，20192020 年补贴标准在 2016 年基础上下降 40%。表1-2-1见书P13认识新能源汽车认识新能源

18、汽车2. 新能源汽车使用管理办法1）新能源汽车的驾驶资格根据中华人民共和国安全法（简称安全法）第九十九条规定，未取得机动车驾驶证、机动车驾驶证被吊销或者机动车驾驶证被暂扣期间驾驶机动车的，处以 200 元以上 2 000 元以下罚款，可以并处 15 日以下拘留。如果无证驾驶机动车发生交通事故，按照交通事故的严重性可能会承担刑事责任。认识新能源汽车认识新能源汽车2）新能源汽车的牌照按照国家规定，新能源汽车上牌必须符合工信部发布的全国机动车辆生产企业及产品公告相关规定，以及拥有车辆合格证、购车发票、完税证明、交强险等，而未列入道路机动车辆生产企业及产品公告（简称公告）的汽车，按照规定不能上牌。认识

19、新能源汽车3. 新能源汽车的主要标准1）纯电动汽车标准）（见书P17表1-2-3）2）混合动力汽车标准 混合动力汽车是国际上最先得到规模化商业应用的产品。根据国外开发和应用的进展情况，“十五”期间，科技部将发展混合动力技术明确为新能源汽车研究和产业化的重点。在科技部的要求和支持下，混合动力汽车标准的前期研究工作自 2002 年年初启动。随后，电动车辆标准化分技术委员会针对标准制定的重点领域和技术路线在国内相关企业和高等学校、研究机构进行了较为广泛和深入的调研，_x0008_同时对国内外标准资料进行收集分析。截至目前，_x0008_我国已出台的混合动力汽车标准主要包括 6_x0008_个整车标准

20、、2 个研究报告，还有 3 个处于公告中。认识新能源汽车认识新能源汽车3）燃料电池电动汽车标准“十一五”期间，我国基本建立了燃料电池电动汽车的研发体系，在整车集成技术、动力平台的成熟性、整车的可靠性方面有了新的提高，且部分样车进行了示范运行。在这些基础上，我国启动了燃料电池电动汽车标准制定工作，目前已制定完成了术语、安全、燃料电池发动机、加氢车等标准，并开展了加注装置、车载氢系统等标准的研究。然而由于燃料电池汽车受技术水平和经济性的影响，短时期内仍无法实现商业化，故燃料电池电动汽车标准的制定工作较其他两类电动汽车缓慢。认识新能源汽车认识新能源汽车4）基础设施技术标准2009 年，政府出台的汽车

21、产业调整和振兴规划中提出我国要实施新能源汽车战略，推动纯电动汽车、插电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。由于电动汽车基础设施建设是电动汽车实现产业化的前提，因此全国汽车标准化技术委员会积极开展电动车基础设施技术标准的研究工作。2010 年4 月 28 日，电动汽车传导式充电接口电动汽车充电站通用要求电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通信协议三项国家标准通过了全国汽车标准化技术委员会电动车辆标准化分技术委员会审查。近期，氢燃料电池汽车示范运行规范及燃料电池汽车示范运行配套设施规范已完成征求意见稿，该规范是根据氢燃料电池汽车及配套设施的特点，为确保示范运行安全、规范而提供的技术管理文件。

22、电动汽车基础设施技术标准的制定，为我国推进电动汽车产业发展奠定了基础。认识新能源汽车认识新能源汽车5）动力蓄电池质量标准标准规定电动乘用车动力蓄电池（包括蓄电池箱及箱内部件）总质量占整车整备质量的比值不宜大于 30%。这是为了保证车辆的使用性能和可承载质量，防止因动力蓄电池过重而产生性能降低。这一比值的提出也有助于引导我国企业在产品研发过程中应用能量密度高和功率密度高的动力蓄电池。该指标的目的是限制车辆为了提高续驶里程等性能，无限量增加动力蓄电池的数量。6）轴荷分配标准规定对前置前驱动（FF）的车辆，满载时前轴负荷不宜小于 55%；对于前置后驱动（FR）的车辆，满载时后轴负荷不宜大于 52%；

23、对于后置后驱动（RR）的车辆，满载时后轴负荷不宜大于60%。由于目前很多纯电动乘用车都不是全新设计，而是在现有车型上改装的，故有可能因蓄电安装空间问题，使整车轴荷分配不合理。认识新能源汽车7）行李厢容积标准规定对四座及以上车辆，行李厢容积不宜小于 0.3m3，以防止我国电动汽车动力蓄电池的布置都会占用行李厢的空间。8）提示性的声响标准规定“车辆在设计时应考虑车辆起动、车速低于 20km/h 时能给车外人员发出适当的提示性声响”。由于电动汽车在行驶过程中没有发动机声音，会给行人等带来安全隐患，因此提出了应有适当提示性声响，至于提示性声响类型，由企业自行决定。由于国际上尚处于研讨阶段，因此目前不硬

24、性规定必须有该功能。9）爬坡性能标准规定车辆最大爬坡度应不低于 20%，这是因为城市道路使用的车辆在行驶过程中，经常遇到立交桥、车库进出等较陡路面情况。认识新能源汽车10）续驶里程标准规定采用工况法测试的续驶里程应大于 80 km。续驶里程是电动汽车最重要的指标之一。纯电动汽车推向市场的一大阻碍是其较短的续驶里程，但为了增加续驶里程而多装蓄电池，又会导致制动性能、轴荷分配、行李厢容积等发生变化。该条款中删除了原有 GB/T 183862005电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法中规定采用工况法和等速法（60 km/h 或 40 km/h）中的等速法。因为在城市中行驶的电动汽车，由于遇红绿灯停车

25、、堵车等不可能是等速行驶，因此采用等速法测试续驶里程是不合理的。现在标准中取消等速法而采用工况法测试续驶里程是合理的。02新能源汽车基础新能源汽车基础2.1认识新能源汽车驱动电机学习目标1. 掌握驱动电机的定义。2. 了解驱动电机的类型。3. 了解不同类型驱动电机应用场合。4. 会辨认驱动电机技术参数。新能源汽车基础一、驱动电机的定义 电动机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，在电路中用字母 M 表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源；而发电机在电路中用字母 G 表示，它的主要作用是将电能转化为机械能。新能源汽车基础新能源汽车基础二、电动机的分类 电动

26、机按工作电源类型划分，可分为直流电动机和交流电动机。直流电动机按结构及工作原理可划分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可划分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机划分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机划分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。交流电动机可分为同步电动机和异步电动机。同步电动机可划分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可划分为交流换向器电动机和感应电动机。交流换向器电动机可划分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。感应电动机可划分为单相异步电动机、三

27、相异步电动机和罩极异步电动机。新能源汽车基础新能源汽车基础新能源汽车基础三、分类电动机的结构特点及应用场合1. 直流电动机 直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表和玩具等。新能源汽车基础1）无刷直流电动机无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于录像机、电子仪器及自动化办公设备中。新能源汽车基础位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机，其磁敏传感器件（如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏三

28、极管、磁敏电阻器或专用集成电路等）装在定子组件上，用来检测永磁体及转子旋转时产生的磁场变化。新能源汽车基础新能源汽车基础2）永磁直流电动机永磁直流电动机也由定子磁极、转子、电刷和外壳等组成，定子磁极采用永磁体（永久磁钢），包括铁氧体、铝镍钴和钕铁硼等材料。其结构形式不同可分为圆筒型和瓦块型等几种。录放机中使用的电动机多数为圆筒型磁体，而电动工具及汽车用电器中使用的电动机多数采用瓦块型磁体。新能源汽车基础新能源汽车基础3）电磁直流电动机电磁直流电动机由定子磁极、转子（电枢）、换向器、电刷、机壳和轴承等构成。新能源汽车基础新能源汽车基础新能源汽车基础新能源汽车基础他励直流电动机的励磁绕组接到独立的

29、励磁电源供电，其励磁电流也较恒定，起动转矩与电枢电流成正比。转速变化率也为 5%15%，可以通过削弱磁场恒功率来提高转速或通过降低转子绕组的压来使转速降低。新能源汽车基础复励直流电动机的定子磁极上除有并励绕组外，还装有与转子绕组串联的串励绕组（其匝数较少）。串励绕组产生磁通的方向与主绕组的磁通方向相同，起动转矩约为额定转矩的 4 倍，短时间过载转矩为额定转矩的 3.5 倍左右；转速变化率为 25%30%（与串联绕组有关），转速可通过削弱磁场强度来调整。新能源汽车基础2. 交流电动机1）交流同步电动机交流同步电动机是一种恒速驱动电机，其转子转速与电源频率保持恒定的比例关系，被广泛应用于电子仪器仪

30、表、现代办公设备和纺织机械等。（1）永磁同步电动机。永磁同步电动机属于异步起动永磁同步电动机，其磁场系统由一个或多个永磁体组成，通常是在用铸铝或铜条焊接而成的笼型转子的内部，按所需的极数装镶有永磁体的磁极。定子结构与异步电动机类似。新能源汽车基础新能源汽车基础新能源汽车基础（2）磁阻同步电动机。磁阻同步电动机也称反应式同步电动机，是利用转子交轴和直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电动机，其定子与异步电动机的定子结构类似，只是转子结构不同。新能源汽车基础新能源汽车基础（3）磁滞同步电动机。磁滞同步电动机是利用磁滞材料产生磁滞转矩而工作的同步电动机。它分为内转子式磁滞同步电动机、外转子式磁滞同步电动

31、机和单相罩极式磁滞同步电动机。新能源汽车基础2）交流异步电动机交流异步电动机是领先交流电压运行的电动机，广泛应用于电风扇、电冰箱、洗衣机、空调器、电吹风、吸尘器、油烟机、洗碗机、电动缝纫机和食品加工机等家用电器及各种电动工具、小型机电设备中。新能源汽车基础新能源汽车基础（1）单相异步电动机。单相异步电动机由定子、转子、轴承、机壳和端盖等构成。定子由机座和带绕组的铁芯组成。铁芯由硅钢片冲槽叠压而成，槽内嵌装两套空间互隔 90电角度的主绕组（也称运行绕组）和副绕组（也称起动绕组）。主绕组接交流电源，副绕组串接离心开关 S 或起动电容、运行电容等之后，再接入电源。新能源汽车基础新能源汽车基础（2）三

32、相异步电动机。三相异步电动机的结构与单相异步电动机的相似，其定子铁芯槽中嵌装三相绕组（有单层链式、单层同心式和单层交叉式三种结构）。定子绕组接入三相交流电源后，绕组电流产生旋转磁场，在转子导体中产生感应电流，转子在感应电流和气隙旋转磁场的相互作用下又产生电磁转矩（即异步转矩），使电动机旋转。（3）罩极式电动机。罩极式电动机是单向交流电动机中最简单的一种，通常采用笼型斜槽铸铝转子。它根据定子外形结构的不同，又分为凸极式罩极电动机和隐极式罩极电动机。凸极式罩极电动机的定子铁芯外形为方形、矩形或圆形的磁场框架，磁极凸出，每个磁极上均有 1 个或多个起辅助作用的短路铜环，即罩极绕组。凸极磁极上的集中绕

33、组作为主绕组。新能源汽车基础新能源汽车基础四、驱动电机的性能参数（1）高比功率：高比功率可减小对有效空载空间的占用，减少系统的质量。体积和质量小，即减小有限的车载空间，特别是总质量的减小。（2）高效率：在复杂路况、行驶方式频繁改变以及低负荷运行时都要有较高的效率，以节约电能。（3）低转速大扭矩特性及宽范围恒功率特性：以获得所需的起动、加速、行驶、减速、制动等所需要的转矩和功率。（4）高压：在允许的范围内尽可能采用高压，以减小驱动电机的尺寸和降低逆变器的成本。（5）高电气系统安全：各种电池组和驱动电机的工作电压可达到 300_x0008_V 以上，电气系统的安全性和控制系统的安全性都必须符合相关

34、车辆电机控制的安全性能和规定。（6）低价格：便于普及。新能源汽车基础新能源汽车基础五、常见驱动电机配置1. 特斯拉驱动电机 特斯拉驱动电机为自主研发的三相感应电动机，拥有最优的缠绕线性，能极大减少阻力和能量损耗。同时，相对整车，其体积非常小。新能源汽车基础2. 比亚迪驱动电机 比亚迪电动汽车现在使用的驱动电机为交流无刷永磁同步电动机，通过采集电动机的旋变信号进行工作。当车辆要行驶时，通过旋转变压器检测到驱动电机的位置，位置信号通过控制器的处理发送相关信号控制 IGBT，逻辑信号控制 IGBT 开断，控制器输出近似正弦波交流电。新能源汽车基础3. 荣威 e50 驱动电机荣威 e50 使用的电动机

35、是交流同步电动机，电动机总成采用 DEXRONHP 油冷的方式进行冷却。定子是由三相绕组构成的回路，三相绕组分别为 UVW，以 Y 型方式连接。Y 型连接方式的特点是每个回路都连接在同一个端点，车的高压电缆分别连到电动机的每个绕组上。新能源汽车基础4. 北汽 EV150 驱动电机北汽 EV150 采用的是永磁同步电动机，具有效率高、体积和质量小及可靠性高等优点。永磁同步电动机是电机系统的重要执行机构，是电能向机械能转化的部件，并可将自身的运行状态的信息发送给电机控制器。新能源汽车基础2.2认识新能源汽车电机驱动器学习目标1. 了解电机驱动器的功能。2. 掌握电机驱动器内部的基本结构。3. 掌握

36、电机驱动器主要接口的定义。4. 了解电机驱动器外围附件的功能。新能源汽车基础一、电机驱动器的功能 电机驱动器又称驱动电机管理系统（MCU）。电机驱动器是电机系统的控制中心。电机驱动器的作用是对所有的输入信号进行处理，控制电机的运行状态，并将电机控制系统运行状态的信号发送给整车控制器。电机驱动器内含功能诊断电路，当诊断出异常时，它将会激活一个错误代码，发送给整车控制器。新能源汽车基础新能源汽车基础二、电机驱动系统1. 电机驱动系统主要组成 电机驱动系统主要由电动机组件、电力电子箱组件、减速器组件和电机驱动冷却系统组件组成。新能源汽车基础2. 电机驱动系统电气连接新能源汽车基础3. 电机驱动系统控

37、制原理 通过传感器采集各部件的信息，将数据传送给整车控制器，经过处理后，形成新的指令信号传送到相应的功能模块，以实现驱动控制、制动能量回收控制、电能补给和冷却控制等。新能源汽车基础4. 电机控制方式1）电压控制电压控制是通过改变电机端电压而实现转速控制的控制方式。2）电流控制电流控制是通过改变电机绕组电流而实现转速控制的控制方式。3）频率控制频率控制是通过改变电机的电源频率而实现转速控制的控制方式。4）弱磁控制弱磁控制是通过减磁气隙磁场控制电机转速的控制方式。新能源汽车基础5）矢量控制矢量控制是通过将交流电机的定子电流作为矢量，经坐标变换分解成与直流电机的励磁电流和电枢电流相对应的独立控制电流

38、分量，以实现电机转速 / 转矩控制的方式。6）直接转矩控制直接转矩控制是用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算并控制交流电机的转矩，采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节产生 PWM 信号，直接对逆变器的开关状态进行控制，以获得转矩的高动态性能的控制方式。新能源汽车基础三、驱动电机控制策略 驱动电机控制策略是通过传感器检测电机的工作状态。传感器有电流传感器、电压传感器、温度传感器。电流传感器：用以检测电机工作的实际电流（包括母线电流、三相交流电流）；电压传感器：用以检测供给电机控制器工作的实际电压（包括高压电池电压、蓄电池电压）；温度传感器：用以检测电机控制系统的工作温度（包括电机温度

39、、电机控制器温度）。新能源汽车基础新能源汽车基础1. 电流传感器1）电流传感器定义电流传感器也称磁传感器，是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。新能源汽车基础2）电流传感器分类电流传感器依据测量原理不同，主要可分为电子式电流传感器、电磁式电流传感器和分流器等。3）霍尔电流传感器工作原理霍尔电流传感器基于霍尔磁平衡原理（闭环）和霍尔直测式（开环）两种基本原理。开环电流传感器的原理：原边电流 IP 产生的磁通被高品质磁芯聚集在磁路中，霍尔元件固定在很小的气隙中

40、，对磁通进行线性检测，霍尔器件输出的霍尔电压经过特殊电路处理后，副边输出与原边波形一致的跟随输出电压，此电压能够精确反映原边电流的变化。霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流，从直流电到几十千赫兹的交流电，其所依据的工作原理主要是霍尔效应。新能源汽车基础新能源汽车基础2. 电压传感器1）电压传感器定义电压传感器是一种检测装置，能检测到被测电压的信息，并能将检测到的信息按一定规律变换成符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。新能源汽车基础2）电压传感器分类电压传感器分为直流电压传感器和交流电压传感器。交流电压传感器是一种能将被测交流电

41、流（交流电压）转换成按线性比例输出直流电压或直流电流的仪器，广泛应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政等部门的电气装置、自动控制以及调度系统。交流电压传感器具有单路、三路组合结构形式。直流电压传感器是一种能将被测直流电压转换成按线性比例输出直流电压或直流电流的仪器，广泛应用在电力、远程监控、仪器仪表、医疗设备、工业自控等各个需要电量隔离测控的行业。新能源汽车基础3）电压传感器工作原理霍尔原理：霍尔电压传感器是一种利用霍尔效应，将原边电压通过外置或内置电阻，将电流限制在 10mA，此电流经过多匝绕组之后，经过聚磁材料使原边电流产生的磁场被气隙中的霍尔元件检测到，并感应出相应电动势，该电动

42、势经过电路调整后反馈给补偿线圈进而补偿，该补偿线圈产生的磁通与原边电流（被测电压通过限流电阻产生）产生的磁通大小相等、方向相反，从而在磁芯中保持磁通为零。实际上霍尔电压传感器利用的是和磁平衡闭环霍尔电流传感器一样的技术，即零磁通霍尔电流传感器。新能源汽车基础3. 温度传感器温度传感器的定义及分类：温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式划分，温度传感器可分为接触式和非接触式两类；按照传感器材料及电子元件特性划分，温度传感器分为热电阻和热电偶两类。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。温度计通过传导或对

43、流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。新能源汽车基础四、电机驱动器功率元件 IGBT1. IGBT 功用 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）为绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有 MOSFET 的高输入阻抗和 GTR 的低导通压降两方面的优点。新能源汽车基础2. IGBT 结构N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构，N+ 区称为源区，附于其上的电极称为源极（即发射极 E）。N 基极称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极（即门极 G）。沟

44、道在紧靠栅区边界形成。在 C、E 两极之间的 P 型区（包括 P+ 和 P- 区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区。而在漏区另一侧的 P+ 区称为漏注入区，它是 IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成 PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极（即集电极 C）。新能源汽车基础新能源汽车基础3.IGBT 工作原理1）导通IGBT 硅片的结构与功率 MOSFET_x0008_的结构十分相似，主要差异是 IGBT 增加了 P+ 基片和一个 N+缓冲层。基片的主要作用是在管体的 P+ 和N+区之间创建了一个 J1 结

45、。2）关断当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入 N- 区内。在任何情况下，如果 MOSFET 电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N 层内还存在少数的载流子（少子）。新能源汽车基础4.IGBT 检测方法1）判断极性首先将万用表拨在“R1_x0008_k”挡，用万用表测量时，若某一极与其他两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其他两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极（G）。其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，则调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中，判断出红表笔接的为集电极（C）、黑表笔接的为发射极（E）。新能源汽车基础

46、2）判断好坏将万用表拨在“R10 k”挡，用黑表笔接 IGBT 的集电极（C），红表笔接 IGBT 的发射极（E），此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极（G）和集电极（C），这时 IGBT 被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极（G）和发射极（E），这时 IGBT 被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断 IGBT 是好的。3）检测注意事项任何指针式万用表皆可用于检测 IGBT。注意判断 IGBT 好坏时，一定要将万用表拨在“R10 k”挡，因“R10 k”挡以下各挡万用表内部电池的电压太低，检测好坏时不能使 IGBT 导通，而无法

47、判断 IGBT 的好坏。此方法同样可用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的好坏。新能源汽车基础五、电机驱动器电机转角信号采集（旋转变压器）1. 旋转变压器的功用和组成 旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，励磁频率通常采用 400 Hz、3 000 Hz 及 5 000 Hz 等；转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。新能源汽车基础新能源汽车基础2. 旋转变压器分类按输出电压与转子转角间的函数关系划分，旋转变压器主要分三大类：（1）正

48、余弦旋转变压器，其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。（2）线性旋转变压器，其输出电压与转子转角成线性函数关系。_x0008_线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种。（3）比例式旋转变压器，其输出电压与转角成比例关系。新能源汽车基础新能源汽车基础3. 旋转变压器的工作原理 旋转变压器的工作原理和普通变压器的基本相似，区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系

49、，或在一定转角范围内与转角成线性关系。旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号；在解算装置中可作为函数的解算之用，故也称为解算器。新能源汽车基础新能源汽车基础4. 旋转变压器结构 旋转变压器的结构和两相绕组式异步电动机的结构相似，可分为定子和转子两大部分。定子和转子的铁芯由铁镍软磁合金或硅钢薄板冲成的槽状芯片叠成。它们的绕组分别嵌入各自的槽状铁芯内。定子绕组通过固定在壳体上的接线柱直接引出。转子绕组有两种不同的引出方式，根据转子绕组引出方式的不同，旋转变压器分为有刷式和无刷式两种结构形式。新能源汽车基础六、电机驱动系统温度保护功能1. 电机温度保护 当控制器监测到驱动电机

50、温度传感器显示“120 温度 140 ”时，降功率运行；显示“温度 140 ”时，功率降至 0 ，即停机。2. 控制器温度保护 当控制器监测到散热基板温度为“温度 85 ”时，超温保护，即停机；当控制器监测到散热、基板温度为“75 温度 85 ”时，降功运行。新能源汽车基础3. 冷却系统的控制策略 当控制器监测到驱动电机温度传感器显示“45温度 50”时，冷却风扇低速起动；显示“温度50”时，冷却风扇高速起动；温度降至 40时，冷却风扇停止工作。 当控制器监测到散热基板温度为“温度 75”时，冷却风扇低速起动；温度 80时，冷却风扇高速起动；温度降至 75时，冷却风扇停止工作。新能源汽车基础七