新能源汽车驱动电机及控制技术 习题及答案郭化超.docx

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1、新能源汽车驱动电机及控制技术项目一高压系统的安全操作1任务1电气危害及防护1任务2高压作业安全规定3项目二驱动电机系统的装调与测试4任务1新能源汽车驱动电机类型4任务2电机的状态监控10任务3能量回馈与制动13任务4电机控制器装调与测试14项目三驱动电机系统故障检修16任务1驱动控制系统的故障诊断16任务2驱动电机的故障检修19任务3电机冷却系统的故障21项目一高压系统的安全操作任务1电气危害及防护P28：1 .解析加速踏板和制动踏板的开度、档位、运动模式等驾驶员意图的部件是一整车控制2 .实现整车怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能的部件是一驱动电机。3 .驱动电动机控制系统运行状

2、态的信息通过电机控制器发送给整车控制器（VCU）o4 .驱动电动机上的主要传感器有检测位置传感器、温度传感器等。5 .写出图中部件的名称，驱动电机、（2电机控制器.6 .电动汽车的车载能源系统主要由动力电池、车载充电机、驱动电机等组成。7 .慢速充电系统使用的充电桩是一交流充电桩，将220V交流电经过车载充电机（OBe）、电池管理系统BMS和整车控制器变成高压直流后通过直流母线连接到动力蓄电池。8 .下图是吉利EV450电动汽车示意图，写出各部件的名称。车载充电机、交流充电口、I直流母线直流充电接口9.检查以下防护用品ADANGER检查项目1:老化裂纹.检查项目2:破损.检查项目1：绝缘等级O

3、检查项目2：底部是否有断裂、内部是否保持干燥。检查项目1：是否有裂缝、破损检查项目2:顶戴、缓冲垫、吸汗带、下颌带是否完好检查项目3：安全帽佩戴o检查项目1：光洁度检查O检查项目2:安好性检查o检测项目：绝缘等级检测设备：绝缘测试仪铺设位置：操作工位设备名称:绝缘测试仪.用前校准：O用前校准2:o设备名称:放电工装设备用途:防止高压触电设备名称:绝缘钩O设备用途:触电急救，橙色含义：高电压标识符号含义：触电危险任务2高压作业安全规定P50：1 .分断装置又称维修开关，吉利EV450的维修开关位于后备箱内，它把动力蓄电池中的单体电池分成两个部分。2 .在下图电路中，电动汽车上电时接触器闭合的顺序

4、是预充接触器T主正接触器一主负接触器。34 .在下图所示电路中，把两个高压部件的外壳导线连起来，实现了高压互锁，其目的是监测高压线路是否连接牢固.5 .从下图可以看出，高压互锁是采用低压回路控制高压回路的一种安全设计。67 .下图是吉利EV450电动汽车上的一条高压互锁回路，VCU通过CA67/76端子输出个幅值约为3.3V的脉冲信号,该脉冲信号依次经过.电机控制器、车载充电机、空调压缩机控制器以及PTC加热控制器部件,经过VCU内部电路将脉冲幅值上拉至12V。如果VCU检测不到3.3V的脉冲信号，则认为高压互锁线路出现故障，并执行下高压电操作。如果高压互锁线路出现断路，从近CA67/76端子

5、侧的断点处可测到3.3V的PWM信号,从近CA66/58湍子的断点处可以检测到+BV的信号。项目二驱动电机系统的装调与测试任务1新能源汽车驱动电机类型P78：1 .安培力既然通电导线能产生磁场，它本身也相当于一个磁体，那么通电导线在磁场中自然也会受到力的作用通电导线在磁场中受到的力称为安培力。23 .安培力的方向判断伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线穿入手心，使四指指向电流的方向,这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。这就是判定通电导线在磁场中受力方向的左手定则。45 .安培力方向的影响因素6 通电导体在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。7 .安培力

6、大小的影响因素通电导体在磁场中受到力的大小与电流的大小、磁场的强度、通电导线的长度有关。演变娱小.AAtff10WM,aXJUi1埠包扇头.书防御一周期内不同时刻产生磁场的方向如图所示：综上所述，当三相对称绕组中通入三相电流后，他们共同产生的合成磁场随电流的交变而在空间内不断的旋转着，就形成了旋转磁场,这个磁场同磁极在空间旋转所起的作用是一样的。的，只要将通入绕组的三相交流电任意两相的顺序改变,旋转磁场的方向就随之改变。3.旋转磁场的转速3.1极对数首先，定义旋转磁场产生的磁极的对数为极对数P。例如三相绕组的始端之间相差120。空间角，则产生的磁场具有一对磁极，ff1j3,如图所示：若每相绕组

7、由两个线圈串联，绕组的始端之间相差60。空间角，则产生的磁场具有两对磁极，即P=2,如图所示：形成两对磁极N-S1、N_2-S_2,p=23.2转速旋转磁场的转速决定于三相交流电的频率和磁场的极对数。水）表示磁场的转速，P表示极对数，/1表示交流电的频率，则旋转磁场的转速为：n060IP（转每分）任务2电机的状态监控P48：1、外形认知旋转变压器主要作为角度、位置和转速检测元件,广泛应用在伺服控制系统中，相当于角度传感器、位置传感器或转速传感器C由于其结构简单，坚固耐用，适应振动冲击及温湿度变化等恶劣环境，成为电动汽车驱动电机角度位置测量的首选元件。OQ疆2、结构认知旋转变压器是一种测量用途的

8、信号电机,是一种角度或速度传感器C旋转变压器是一种电磁感应元件，与静止变压器不同之处在于其原边绕组和副边绕组的相对位置可变，是可旋转的；其原边和副边的耦合程度因旋转的角度不同而不同。3、电气原理图认知S1S3为原边励磁绕组,S2S4为原边交轴补偿绕组。R1R3为副边正弦绕组,R2R4为副边余弦绕组。R34、信号输入特点正余弦旋转变压器相当于一台调幅装置，励磁信号相当于载波信号，通常为400Hz、1000Hz或更高频率的正弦波。与转子旋转速度关联的正余弦信号相当于调制信号，旋转变压器静止时，正余弦绕组输出的是载波信号,旋转时，输出的是已调制的调幅信号。5、信号输出特点（附视频）旋转变压器为两极，

9、励磁频率为1000Hz,转子以3000rmin旋转，正余弦绕组输出为50HZ正弦调制波到IOOOHZ正弦载波上的调幅信号。正弦绕组和余弦绕组输出为调幅波，其包络线分别为歪弦波和余弦波，包络线的频率为50Hz,对应转子的转速，正弦绕组和余弦绕组的幅值的比值的反正切就是转子的转角。6、工作原理（附视频）旋转变压器是一种电磁式传感器C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。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，励磁频率通常用400、3000及500OHZ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。旋转变压器的工作原理与普通变压器相

10、同，励磁绕组通正弦交流电，产生交变磁场,利用转子铁芯构成的磁路，将交变磁场传递到正弦绕组和余弦绕组，并产生感应电动势。由于旋转变压器的转子铁芯并非圆形，正弦/余弦绕组与转子铁芯的气隙大小不同，因此，正弦/余弦绕组中的感应电动势大小不同。因此，电机工作过程中，正弦/余弦绕组的感应电动势幅值将会随旋转变压器转子的转动而变化，旋转变压器波形如下图所示。电机控制器（MCU）根据正弦、余弦包络线波形可以计算出永磁同步电机的转子位置和转速等。吉利帝豪EV450旋转变压器励磁绕组参考电压：打开点火开关ON档，测量插件端约有4.7V交流电压；正弦绕组阻值：13.5Q15Q；余弦绕组阻值：145Q1.5Q；励磁

11、绕组阻值：9.5Q1.5Q0任务3能回馈与制动P11O1 .电动汽车减速制动时，电动机做发电机运行。2 .电动机产生的电动势高于蓄电池电压情况下采用三相整流回馈方式。3 .电动机产生的电动势低于蓄电池电压情况下采用斩波升压回馈方式。4 .使车辆的动能得以回收有车辆减速时、电动车辆下坡。5 .实现再生制动应满足电动机应运行在正常行驶状态、电动机产生的电压必须高于蓄电池电压、条件。6 .电动汽车能量回馈制动时会采用三相整流回馈方式。7 .制动能量回馈的原则有电池包温度低于5C。时能量不回收、单体电压在满电时能量不回收、SoC大于95舟、车速低于30KMh时没有能量回收功能、能量回收及辅助制动力大小

12、与车速和制动踏板行程相关C8 .能量回收产生的电压与车速关系。9 .车速越高产生的电压越高.10旋变传感器检测电机转子位置,经过电机控制器内旋变解码器解码后，电机控制器可获知电机当前转子位置，从而控制相应的IGBT功率管导通，按顺序给定子三个线圈通电，驱动电机旋转I1温度传感器的作用是检测电机绕组温度,并提信息供给MCU,再由MCU通过CAN线传给VCU,进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作，调节电机工作温度。任务4电机控制器装调与测试1.电机控制器介绍电机控制器安装在前舱内，采用CAN通讯控制，控制着动力电池组到电机之间能量的传输，同时采集电机位置信号和三相电流检测信号信号,精确地控制驱动电机运行。写出图中部件的名称，膨胀罐、储液罐、电机控制器、车载充电机电机控制器是一个既能将动力电池中的直流电转换为交流电以驱动电机，同时具备将车轮旋转的动能转换为电能（交流电转换为直流电）给动力电池充电的设备。车辆制动或滑行阶段，电机作为发电机应用。它可以完成由车轮旋转的动能到电能的转换，给电池充电。DC/DC集成在电机控制器内部，其功能是将电池的高压电转换成低压电，提供整车压系统供电。2.填写电机控制器插头定义：写出图中