新能源汽车驱动电机及控制系统检修教案 学习情境 1：驱动电机的认知.docxVIP

学习情境1驱动电机的认知

教案

任务1认知新能源汽车驱动电机

教学内容

任务1认知新能源汽车驱动电机

学习目标

【知识目标】

1)能描述电机术语和定义。

2)能描述电动汽车电机驱动系统的组成。

3)能描述电动汽车用驱动电机的分类。

4)能描述电机的工作原理。

【技能目标】

1)能够结合实物描述某款电动汽车电机的工作原理。

2)能够结合实物分辨出不同类型的电机驱动系统。

【素养目标】

1)能够在工作过程中与小组其他成员合作、交流，养成团队合作意识，锻炼沟通能力。

2)养成7S的工作习惯。

3)养成服从管理，规范作业的良好工作习惯。

教学过程

课程导入

【任务描述】

某客户新买了一辆吉利帝豪EV450轿车，但该客户缺乏对该车辆的了解。作为专业人员，你需要从电机术语和定义、电动汽车电机驱动系统的组成和电动汽车用驱动电机的分类等方面对客户进行讲解。

【任务分析】

作为专业人员，你应该掌握电机术语和定义、电动汽车电机驱动系统的组成和电动汽车用驱动电机的分类等方面的知识，能够结合实物描述某款电动汽车电机的工作原理，并结合实物分辨出不同类型的电机驱动系统。

相关知识

1.1.1电机术语和定义

1.驱动电机系统

通过有效的控制策略将动力电池提供的直流电转化为交流电，实现电机的正转以及反转控制的系统。该系统在减速/制动时将电机发出的交流电转化为直流电，将能量回收给动力蓄电池或者提供给超级电容等储能设备供给二次制动使用。

2.驱动电机

将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置，也可具备机械能转化成电能的功能。

3.驱动电机控制器

控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置，由控制信号接口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。

4.直流母线电压

驱动电机系统的直流输入电压。

5.额定电压

直流母线的标称电压。

6.最高工作电压

直流母线电压的最高值。

7.输入输出特性

驱动电机、驱动电机控制器或驱动电机系统的转速、转矩、功率、效率、电压、电流等参数之间的关系。

8.持续转矩

规定的最大、长期工作的转矩。

9.持续功率

规定的最大、长期工作的功率。

10.工作电压范围

能够正常工作的电压范围。

11.转矩-转速特性

一般是形容频率的曲线，转矩特性一般是确定电压上升的曲线。

12.峰值转矩

该电机可以达到并可以短时工作而不出现故障的最大转矩值。

13.堵转转矩

当机械设备转速为零(堵转)时的力矩。

14.最高工作转速

达到最高功率而呈现出来的最高速度。

1.1.2电动汽车电机驱动系统的组成

电机驱动系统是电动汽车和混合动力电动汽车的核心组成部分，其主要由电机、功率变换器、整车控制器和能源系统构成，其任务是在驾驶员的控制下，高效率地将蓄电池的电能转化为驱动车轮的动能，或者在车辆制动时，将制动能量回收至蓄电池中。

1.电机

早期的电动汽车主要采用直流电机作为驱动电机，控制方法简单易行，但是其缺点为换向器和电刷需要经常维护，因而限制了其应用的范围。

2.功率变换器

功率变换器根据所选的电机类型可分为直流直流(DC-DC)变换器和直流交流(DC-AC)变换器，其作用是根据整车控制器对电机输出转矩的要求，将蓄电池的电压与电流转换成控制电机所需的特定电压和电流。

3.整车控制器

整车控制器根据驾驶员对车辆的控制，采集加速踏板、制动踏板的信号及各种检测传感器的反馈信号，通过运算、逻辑判断等向电机控制器发出相应的指令，电机控制器通过控制功率变换器开关器件的状态控制电机运行，进而控制车辆的前进、倒退、加速及制动等，使整个驱动系统有效运行。

4.能源系统

含体积和质量在内的车辆性能约束取决于车型、车重和载重量。能源系统则与蓄电池、燃料电池、超级电容器、飞轮及各种混合型能源相关联。因此，电驱动系统的优选特性和组件选择过程必须在系统层面上实施，必须研究各子系统间的相互作用及系统权衡中可能的影响。

1.1.3电动汽车用驱动电机的分类

电机又称马达，是一种驱动性的电气装备，能够把电能转化为机械能，再使其转化为动能。电动汽车驱动电机按照结构、工作原理及常用电源性质的不同，可分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等。早期应用的直流电机虽易于控制，调速性能好，但由于存在换向装置，可靠性较低，维修成本也较高。随着交流变频调速技术和机械制造技术的发展，交流异步电机、开关磁阻电机、各种永磁同步电机的优势逐渐凸显,在电动汽车领域获得了广泛应用。

1.1.4四种驱动电机的性能比较

直流电机有着结构简单、价格低廉、控制简单、起动和调速性能好等优点，早期电动汽车均采用直流电机作为动力源，目前直流电机是低速小型电动汽车的首选。同时，直流电机也有一些缺点。首先，其转速范围较