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新能源汽车电机及控制系统检修 项目3

电机控制器编程和密码清除
动力电池组高压直流输入接口
DC/DC 低压输出接口源自(3)DC/DC 变换器 DC/DC 系统框图
2.2.2 丰田普锐斯带转换器的逆变器总成外部特征
电机控制器检测
任务实施
1. 任务准备 1)安全防护:做好车辆安全防护与隔离(车内外三件套、车轮挡块、警示隔离带等)。 2)工具设备:数字万用表、绝缘防护用品、绝缘工具套装、常规工具套装。 3)台架车辆:比亚迪e5 分控联动系统(行云新能INW-EV-E5-FL);比亚迪e5 教学版和普锐 斯整车。 4)辅助资料:维修手册、教材。
IGBT 生产流程及市场分布
2. 电机控制器的外部特征
2.1 变频器的功能
电动汽车中多采用矢量变频器(电机控制器)。它是整个电驱动系统的核心部分,因此它控制性能的好坏 直接关系到驱动电机能否可靠、高效地运行,会影响到整个车辆的动力性能和乘客的舒适感。其型号命名 规则如图所示。
2. 电机控制器的外部特征
1. 电机控制器概况
1.2 电机控制器的定义
电机控制器是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。电机控 制器是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向、速 度、角度、响应时间进行工作的模块。 根据 Argonne 国家实验室统计数据,新能源汽车动力总成(电 机、电控、变速器)的成本分别占整车成本的 5.67%(轿车)和 13.69%(小型货车),其中电机控制器的成本占据新能源车整车 成本的比例约为9.5%,大约是驱动电机的两倍,总成占比仅次于 电池和BMS 系统,如图所示。
1. 电机控制器概况
1.3 电机控制器的关键技术
电机控制器作为新能源汽车中连接电池和电机的电能转换单元,是电机驱动系统的核心。 其关键技术包含功率半导体模块、电机控制算法等。功率器件作为电机控制器的核心部件,其成本占了整 个控制器绝大部分。高频化、全控型是半导体器件的趋势。电机控制器供应商需要有优秀的控制算法研发 能力以及系统模块集成能力。 目前功率半导体模块主要使用IGBT 模块, IGBT 模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流 二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。欧美和日本企业凭借产品质量高、技术 领先,在IGBT 市场中占据绝对优势地位,也是我国IGBT 市场的主要供应商,如图所示。
1. 电机控制器概况
1.1 电机控制器的发展
20 世纪80 年代中后期,美、日、德、英等发达国家的 VVVF 变频器技术实用化,商品投入市场,得到了广 泛应用。 最早的变频器可能是日本人买了英国专利研制的。不过美国和德国凭借电子元件生产和电子技术 的优势,研发出高端产品迅速抢占市场。 步入21 世纪后,国产变频器逐步崛起,现已逐渐抢占高端市场。上海和深圳成为国产变频器发展的前沿阵 地,涌现出了像汇川变频器、英威腾变频器、安邦信变频器、欧瑞变频器等一批知名国产变频器。其中安邦 信成立于1998 年,是我国最早生产变频器的厂家之一。
,这
种情况下可以无危险地继续行驶。通过本任务的学习,熟悉新能源汽车国家高压法规相关要 求。
1. 电机控制器概况
1.1 电机控制器的发展
变频技术诞生背景是交流电机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。 20 世纪 60 年代以后,电力电子器件普遍应用了晶闸管及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。 1968 年以丹佛斯为代表的高技术企业开始批量化生产变频器,开启了变频器工业化的新时代。 20 世纪 70 年代开始,对脉宽调制变压变频(PWM-VVVF) 调速的研究得到突破,20 世纪80 年代以后微处 理器技术的完善使得各种优化算法得以实现。
d) 高压控制组件左侧外部接口
e) 高压控制组件后方外部接口
f ) 高压控制组件右侧外部接口
(1)电机控制器(VTOG) 控制器类型为电压型逆变器, 主要功能如下: 1)驱动控制(放电) 2)充电控制 3)另外还有VTOG、VTOL 和VTOV(车辆对电网放电、车辆对用电设备 供电及车辆对车辆充电)功能。 (2)电机控制器防盗
2.1 变频器的功能
在电动机工作过程中,变频器将混合动力汽车或纯电动汽车的电池组中的直流电(DC)转变成交流电(AC )。变频器采用高电压、高电流的功率晶体管进行往返切换作业(逆变),从而产生交流电流,带动车辆 交流电机。变频器通过以下方式来调节交流电从而控制电机的运转: 1)增加或减少交流频率(AC frequency)以控制电机转速。 2)增大或减小交流峰值(AC amplitude)来控制电机的转矩。 在发电机工作时,该过程逆转:变频器整流电机所发出的交流电(AC),产生适当电压的直流电,用于对 动力电池组进行充电。
2.2 变频器的外部特征 2.2.1 比亚迪e5 高压电控(四合一)的外部特征
该车型的高压电控总成,又称“四合一”,集成两电平双向交流逆变式电机控制器模块VTOG、车载充电器 模块、DC/DC 变换器模块和高压配电模块以及漏电传感器,如图所示。
a) 在车辆上安装位置
b) 高压电控总成外部接口说明
c) 高压控制组件正前方外部接口
2018
新能源汽车电机及控制系统检修
相关知识
任务1 电机控制器的基本知识与外部特征
新能源汽车的高电压组件采用了自安全设计结构,其控制系统能够可靠识别会给车主和技术
人员带来危险的故障,并立即关闭高电压系统,确保工作部件上不再有危险电压。即便只取 下高
电压部件的一个盖电板机,控高制电器压系统也会自动关现闭一。高电压电系机统控采制用器容错设计结构,因此仅出 个故障时没有直接危险概。况高电压系统的自诊断功能确定故的障外后部会特将征其记录在故障码存储器内
任务实施
2. 实施步骤 2.1 比亚迪e5 变频器总成的更换若确认高压电控总 成存在故障,导致车辆不能运行,请按以下步骤更 换: 1)将车辆退电至OFF 档,等待5min。 2)打开前舱盖,拆卸低压铁电池负极。 3)用14# 套筒拆除高压电控总成与前舱大支架之间 的六个M10 螺栓,如图所示。
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