驱动系统培训资料操作版201703 现场培训

一、纯电动车驱动系统原理图二、电机驱动系统原理图三、电机驱动系统描述1.新能源汽车的电机驱动系统的特性要求主要由以下三个方面决定：驾驶性能要求、车辆的性能约束以及车载能源系统的性能。①驾驶性能的要求是由包括汽车动力性、制动性能以及续驶里程等性能在内的驾驶模式决定的；②车辆的性能约束主要是指车型、车重和载重等等；③能量系统的性能与蓄电池、燃料电池、超级电容、飞轮及各种混合型能源有关。三、电机驱动系统描述2.新能源汽车的驱动电动机技术特点用于新能源汽车的各种驱动电动机通常要求能够频繁启停、加减速，在低速或爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，并要求变速范围大；新能源汽车驱动电动机通常需要有强的过载能力以满足短时加速行驶与最大爬坡度时对驱动功率的要求；其工作制为S9.新能源汽车驱动电动机的最高转速要求达到额定转速的2～5倍.新能源汽车驱动电动机要求有高比功率和优良的效率，从而能够降低车辆自重和延长续驶里程；当有多电动机协同工作时，要求新能源汽车驱动电动机可控性高、稳态精度高、动态性能好；新能源汽车驱动电动机往往被装在机动车上，受限于汽车的容积效率，工作在高温、恶劣天气及本底振动等工作条件.三、电机驱动系统描述⒉新能源汽车驱动电动机的技术特点⑴单电动机或多电动机结构。单个电动机通过变速器和差速器驱动车轮，多电动机结构是每一个驱动轮被单独驱动。由于这两种结构各有其优点，因此在现代新能源汽车上都有应用，但是现在单电动机结构的应用占主流。⑵固定速比或可变速比齿轮减速。通常也分为单速传动和多速传动。前者采用固定速比齿轮变速传动，而后者采用带离合器和变速器的多级齿轮变速传动。可变速比齿轮变速传动具有如下优点：应用常规驱动电动机系统可在低挡位得到较高的启动转矩，在高挡位得到较高的行驶速度，但其缺点是质量及体积大在，成本高，可靠性低，结构复杂。三、电机驱动系统描述2.新能源汽车的驱动电动机技术特点⑶系统电压所选的新能源汽车系统电压等级将大大影响驱动电动机系统的设计。采用合理的高电压电动机可减小逆变器的成本和体积。如果所需电压过高，则需要串联许多电池，这会引起车内及行李舱空间的减小，车辆的质量及成本的增加，以及车辆性能的下降。大体上，系统电压受蓄电池质量的限制，电池质量约占整车质量的30%。实际上，电动机的功率越大，所采用的电压等级越高。⑷系统匹配。电动机与变换器（也称变频器）、控制器、变速装置、能源等的匹配是非常重要的。新能源汽车驱动电动机的设计者应充分了解这些部件的特性，然后在给定的条件下设计电动机，应区别工业驱动电动机的设计。三、电机驱动系统描述纯电动轻卡电机系统为永磁同步电动机（PMSM），并且该电机由MCU进行控制，能在四象限运行。要求在一、四象限保证电机系统的输出性能，在二、三象限保证系统的输出功能。电机系统与MCU须能在整车的控制下安全、可靠地工作。纯电动直驱系统基本工作原理：纯电动动力系统根据电机的工作状态不同分为以下两种工作模式：(1)驱动模式：车辆起步时或加速，由驱动电机驱动车辆，能量传递方式如下图中动能传递。(2)制动回馈模式：车辆制动时，驱动电机回收制动能量，将动能转换为电能，存储在储能系统中。能量传递方式如下图中电能传递。三、电机驱动系统能量流传递四、驱动电机结构爆炸图四、驱动电机参数1驱动电机类型永磁同步驱动电机2额定功率（kW）/3峰值功率@持续时间（kW@s）≥@304额定转矩（Nm）/5峰值转矩@持续时间（Nm@s）/@306电机额定转速（r/min）/7电机最高转速（r/min）/8电机最高效率（%）/9额定输入电压（电池电压）（V）/10转向（面对轴伸端）逆时针11水嘴外径/12轴伸连接方式法兰连接13低压信号线接插件型号见图纸14工作制S9S9说明：负载和转速在允许的范围内作非周期变化的工作制，这种工作制包括经常过载，其值可远远超过基准负载。五、电机控制器参数项目单位值重量kg/尺寸（包括接口位置）mm/输入电压V300~700峰值容量kVA/峰值电流Arms/额定电流Arms/峰值效率/防护等级IP67冷却方式水冷（水50%乙二醇50%）入水口温度℃/工作环境温度℃-30~85储存环境温度℃-40~105水流量L/min8-12弱电电压V/通讯方式CAN-2.0-B电机位置传感器旋转变压器五、电机控制器爆炸图五、电机控制器功能具有完善欠压、过压、过流、过温、超速等保护精准的电机转矩控制，低速防抖动处理驻坡功能，坡上起步时无需拉手刹可顺利启动，溜车距离短于20公分。高效能量回收控制策略智能变载波控制，进一步提升控制器低速运行可靠性高压接插件互锁自动识别电机参数支持电子油门，故障显示，档位控制等功能支持CAN2.0协议，可通过CAN总线进行数据监控及参数修改六、安装使用要求请严格遵守以下安全注意事项，否则可能造成人身伤害及设备损害！1.严禁在爆炸性、易燃性、腐蚀性气体、蒸汽等的环境中使用，否则，可能引起火灾、爆炸；2.电机控制器维护保养时，必须停止运行，切断电源，等待电机控制器正负电源间的电容放电结束，否则可能对人员造成伤害；3.安装螺栓、引线连接螺栓等须用适当的力矩紧固，否则电机控制器在使用过程中可能出现异常情况，对人员、设备造成伤害；4.有异常情况发生时请及时停止运行，并检查设备，否则有造成人员、设备损害的危险；5.不得擅自拆除、改造、维修电机控制器。如需维修，须由厂家进行。否则，可能导致危险事故的发生；七、产品维护及保养1、日常维护保养每天车辆行驶前检查冷却液水位是否保持在指定范围内，若不在指定范围内及时添加冷却液至适当位置；每天车辆行驶前检查控制器冷却水路是否存在漏水现象，若存在漏水现象及时维修；每天车辆行驶前检查控制器各紧固件是否松动，若出现松动及时拧紧松动器件；每天车辆行驶运行前检查线路是否存在磨损，若存在磨损，及时更换相应线材；七、产品维护及保养2、周期维护保养每周定时清洁电机控制器表面积灰，重点清理接插件附近积灰，防止灰尘渗人接插件导致接触不良；每周检查电气插口连接是否松动，有脱落，如有松动，需及时紧固；每周测量电机机壳与车壳间电阻阻值，接地电阻应小于0.1Ω；若电阻大于0.1Ω及时更换接地屏蔽线材，保证接地可靠；每周测量冷却水路冷却液流量大小，若低于设计要求8L/min，及时检查水路是否堵塞，抽水泵是否运行正常；每周检查放电电阻是否正常工作，控制器断电后测量电机控制器放电时间是否超过五分钟（如有故障，VCU会反馈），若超过5分钟及时通知售后维修。七、产品维护及保养3、月度维护保养每月更换一次冷却液，冷却液必须采用50%乙二醇+50%纯净水；严禁使用纯水冷却液；每月汇总该车辆在该月出现的故障类型以及维修维护情况，及时总结故障发生原因。八、维修要求电机控制器为高压运行电器。发生故障后，检测时一定要注意电气安全。1.进行检测维修前，应仔细检查所用工具是否符合安全用电标准，了解现场环境情况，设备事先要查明是否带电，不允许带电作业；2.在电源线路安装、维修时，要先切断电池电源，并挂上警告牌，验明控制器正负电源间电容放电结束时，方能进行工作；3.若需带电操作时，工作人员不准使用金属物，所有工具均有绝缘把手，同时佩戴绝缘手套；4.线路、机电设备安装或修理完之后，在正式送电之前，必须仔细检查绝缘电阻，接地装置，当达到安全标准后，方能送电；九、常见故障分析要点1、通信故障电机控制器与整车间的通信通过CAN线路进行通信，在出厂时，车辆是通信正常的，在使用中出现电机控制器与整车控制器无法通信可能原因有：a）电机控制器无运行。措施：检查电机控制器信号接插件处12V是否正常；若不正常检查供电线路，若电源12V正常检查CAN总线线路是否异常；b）电机控制器CAN总线线路异常，CAN总线线路出现短路或短路现象。措施：采用CAN总线分析仪测试整车控制器端的报文与电机控制器端报文是否一致；若无法采集报文则CAN总线线路短路；若电机控制器端缺失整车控制器报文则CAN总线线路断路；c）若无上述现象，电机控制器端CAN总线线路报文只有整车控制器报文，则控制器严重损坏，请联系电机控制器厂家售后解决。九、常见故障分析要点2、电机旋转变压器故障电机控制器通过旋转变压器检测电机转速以及控制电机运行，出厂时正常运行，出厂后旋变异常，车辆无法运行，其主要现象有：a)电机在静止状态检测到电机转速上下波动，波动范围为数十转。此时可判定为电机旋转变压器信号线受到了电磁干扰，需要检测旋转变压器信号线的屏蔽措施以及电机控制器的屏蔽措施是否完善；b)电机在旋转转态检测到电机转速为零。此时使用万用表分别测量脚位2，3之间（励磁绕组，正常阻值为10Ω左右）、脚位4，5之间（正弦信号绕组，正常阻值为20Ω左右）以及脚位6，7之间（余弦信号绕组，正常阻值为20Ω左右）的电阻阻值，观察阻值是否正常。若电阻阻值检测正常，请联系电机控制器厂家的售后解决；若电阻值异常，检测到短路（0Ω）或断路（大于1kΩ）；则检查旋转变压器信号线是否存在磨损导致短路或断路；若线束无异常联系电机厂家的售后解决。九、常见故障分析要点3、电机控制器自检报其他类型故障电机控制器通过自检显示故障，主要故障可根据故障概况分类为：a)供电系统故障。检测到欠压或过压故障时，检查供电回路是否正常，若供电正常依旧报故障，请联系电机控制器厂家的售后解决；b)过温故障。检测到电机控制器或者电机过温时，检查冷却系统是否正常，若冷却系统正常依旧报故障，请联系电机控制器厂家的售后解决；c)过流以及硬件故障。电机未运行检测过流故障或硬件故障请直接联系电机控制器厂家的售后解决；高压安全部件自检结果-驱动电机及控制器自检项目技术要求实际值符合性备注耐压1500≤U≤2U+1000VAC下，≤25mA满足满足绝缘电阻≥20MΩ冷态绝缘电阻均大于20MΩ满足参考纯电动车轻卡电位均衡≤0.1Ω满足安全接地检查满足爬电距离额定电流小于或等于63A≥10mm额定电流超过63A≥12mm40满足要求电气间隙电控部分与不带电部件之间的电气间隙8mm//防护等级IP67IP67满足塑料件阻燃等级UL-V0电器的塑料零件的水平燃烧和垂直燃烧特性UL-V0满足十、高压安全-电机及控制器高压安全部件自检结果-驱动电机及控制器自检项目要求要求实际值符合性备注驱动电机控制器保护功能过电流、过电压、欠电流、欠电压、过温及短路保护功能满足满足高压下电泄电国标要求：被动放电：支撑电容放电时间应不大于5min;主动放电：支撑电容放电时间应不超过3S直流电压小于60VDC交流电压小于25VAC有被动放电功能，强检报告时间为3min，满足要求。主动放电时间＜2S满足高压危险警告满足满足驱动电机高压输入端接线标识高压输入端有明显的接线表示“+”“-”、或U、V、W相位标识。满足满足黄色对应U相绿色对应V相红色对应W相