文：李宏偉

新能源汽車技術(shù)原理與維修(9)
——純電動汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)(上)

文：李宏偉

驅(qū)動電機系統(tǒng)是電動汽車三大核心系統(tǒng)之一，是新能源汽車行駛的主要驅(qū)動系統(tǒng)，其特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經(jīng)濟性和用戶乘駕感受。本文我們將以目前市場占有率較高的北汽新能源的EV200車型所采用的驅(qū)動電機系統(tǒng)為例來介紹相關(guān)的技術(shù)。其他品牌車型還采用了其他類型驅(qū)動電機系統(tǒng)，我們將在之后的文章中再作介紹。

新能源純電動汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)通常由驅(qū)動電機（PMMS）和驅(qū)動電機控制器（MCU）構(gòu)成，通過高低壓線束和冷卻管路與整車其他系統(tǒng)連接（圖1）。

圖1 驅(qū)動電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 電機結(jié)構(gòu)

表1 驅(qū)動電機技術(shù)參數(shù)

電機控制器能對自身溫度、電機的運行溫度、轉(zhuǎn)子位置進行實時監(jiān)測，并把相關(guān)信息傳遞給整車控制器VCU，進而通過控制水泵和冷卻電子扇工作，使電機保持理想的溫度狀態(tài)下工作。驅(qū)動電機系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)如表1所示，驅(qū)動電機控制器參數(shù)如表2所示。

1.驅(qū)動電機

永磁同步電機是一種典型的驅(qū)動電機（圖2），具有效率高、體積小及可靠性高等優(yōu)點，是動力系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，是電能轉(zhuǎn)化為機械能載體。它依靠內(nèi)置旋轉(zhuǎn)變壓器和溫度傳感器（圖3）來提供電機的工作狀態(tài)信息，并將電機運行狀態(tài)信息實時發(fā)送給電機控制器MCU。

圖3 電機傳感器

表2 驅(qū)動電機控制器技術(shù)參數(shù)

旋轉(zhuǎn)變壓器檢測電機轉(zhuǎn)子位置，經(jīng)過電機控制器內(nèi)旋變解碼器解碼后，電機控制器可獲知電機當前轉(zhuǎn)子位置，從而控制相應(yīng)的IGBT功率管導(dǎo)通，按順序給定子的3個線圈通電，驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。溫度傳感器是檢測電機繞組溫度信息，并提供給MCU，再由MCU通過CAN線傳給整車控制器VCU，進而控制水泵工作、水路循環(huán)和冷卻電子扇工作，調(diào)節(jié)電機溫度。驅(qū)動電機上有1個低壓接口和3個高壓線（V、U、W）接口（圖4）。

圖4 電機接線端口

其中低壓接口各端子定義如表3所示，電機控制器也正是通過低壓端口獲取的電機溫度信息和電機轉(zhuǎn)子當前位置信息的。

圖5 MCU結(jié)構(gòu)

表3 驅(qū)動電機低壓接口定義

2.驅(qū)動電機控制器

驅(qū)動電機控制器結(jié)構(gòu)如圖5所示，其內(nèi)部采用三相兩電平電壓源型逆變器，是驅(qū)動電機系統(tǒng)的控制核心，又稱為智能功率模塊，又以IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）模塊為核心，輔以驅(qū)動集成電路、主控集成電路。它對所有的輸入信號進行處理，并將驅(qū)動電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)信息通過CAN2.0網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給VCU整車控制器。驅(qū)動電機控制器內(nèi)含故障診斷電路，當電機出現(xiàn)異常時，達到一定條件，它將會激活一個錯誤代碼并發(fā)送給VCU整車控制器，同時也會儲存該故障碼和相關(guān)數(shù)據(jù)。(待續(xù))

李宏偉，北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院研究員、培訓(xùn)師、電氣工程師，喜歡電氣并以此為樂。原就職于北京人和車合汽車技術(shù)服務(wù)有限責任公司，2012年進入某軍工企業(yè)從事電子電氣產(chǎn)品生產(chǎn)制造，后從事新產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計。2014年離職后到北京九奔科技發(fā)展有限公司擔任培訓(xùn)師，2015年加盟北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院，從事新能源純電動汽車電磁輻射測試、高壓防護研究、教學教具開發(fā)及培訓(xùn)工作。