北汽新能源纯电动汽车驱动电机控制系统故障维修

近年来，在我国作为技术的纯的研发与应用取得了突破性发展。这就客观要求行业提升维修水平，升级故障维修手段，利用有效的电子诊断技术提升效率。本文以北汽纯的具体故障作为切入点，通过故障分析及其排除过程，对关键技术进行相应的探究。

一、故障现象

一辆北汽生产的EV 160新能源纯，整车型号为：BJ7000B3D5－BEV，电机型号为：TZ20S02，电池型号为：29/135/220－80Ah，电池工作电压为320V。该车行驶里程为万km，出现无法行驶且仪表报警灯常亮、报警音鸣叫的故障；故障发生时电机有沉闷的“咔、咔”声。

二、系统重要作用及其结构原理

驱动电机系统由驱动电动机（DM）、驱动电机控制器（MCU）构成，通过高低压线束与整车其它系统作电气连接。驱动电机系统是纯三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。 1．驱动电机系统工作原理

在驱动电机系统中，驱动电机的输出动作主要是执行控制单元给出的命令，即控制器输出命令。如图1所示，控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用。

整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电

电动汽车驱动控制系统设计

学生：

学号：

专业：电气工程及其自动化

班级：

指导教师：

二O一六年六月

电动汽车驱动控制系统设计

摘要

驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车研制的关键技术之一，它直接决定电动汽车的性能，本文根据异步电动机矢量控制理论，结合电动汽车的实际要求，研究设计基于无速度传感器矢量控制的电动汽车驱动系统。矢量控制通过坐标变换将定子电流矢量分解为转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现异步电动机磁通和转矩的解耦控制，已达到直流电动机的控制效果。最后，在Matlab环境中建立了仿真系统，验证了无速度传感器矢量控制系统原理应用于电动汽车驱动系统的可行性。

关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制

I

ABSTRACT

Driving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system an

电动汽车驱动控制系统设计

学生：

学号：

专业：电气工程及其自动化

班级：

指导教师：

二O一六年六月

电动汽车驱动控制系统设计

摘要

驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车研制的关键技术之一，它直接决定电动汽车的性能，本文根据异步电动机矢量控制理论，结合电动汽车的实际要求，研究设计基于无速度传感器矢量控制的电动汽车驱动系统。矢量控制通过坐标变换将定子电流矢量分解为转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现异步电动机磁通和转矩的解耦控制，已达到直流电动机的控制效果。最后，在Matlab环境中建立了仿真系统，验证了无速度传感器矢量控制系统原理应用于电动汽车驱动系统的可行性。

关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制

I

ABSTRACT

Driving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system an

毕业论文（设计）

实习项目院（系）专业 班级 姓名 学号 指导教师职称

新能源电动汽车IEDS驱动系统的调试

机械与汽车工程学院 机械设计制造及其自动化

1

1

摘要

随着经济的飞速发展，我国在成为世界生产大国的同时，不断增加的能源消耗和环境污染也居身世界前列。2011年中国能源消耗总量为34.8亿吨标准煤，比2010年增长7%。这意味着去年能源消费总量比去年增长了2.3亿吨标准煤，是四年来能源消费增量最多的一年。其中汽车消耗的能源也占有一定的比重。同时，汽车尾气带来的污染也是一个难以解决的问题，根据国家环保中心检测；2010年汽车尾气排放量占空气污染源的64％。如果仍然采用传统的内燃机技术发展汽车工业将会给我国乃至世界的能源与环境造成巨大的压力。汽车是人们正常生活工作中不可替代的工具，然而伴随着巨大的能源消耗和空气污染，汽车产业将会面临巨大的挑战----能源消耗过大，效率过低从而导致供不应求，尾气排放超标破坏环境的严峻形势。这便要求我们从各种弊端中找到解决方案：既然不能控制汽车的生产制造与使用，不妨从能源利用效率，能源质量的角度来解决这些棘手的问题。其实，各个发达国家早就在向这个方面进军攻克，寻找解决汽车带来的巨大能源消耗，空气污染问题，这

电动汽车电子控制系统设计

摘要 首先，根据电动汽车的特点，给出了电动汽车的设计思路，分析了城市交通的特点，提出了小型纯电动汽车的性能指标，设计了小型纯电动汽车的电气系统总体，对各个控制单元的功能进行了分析。

其次，建立了电动汽车动力系统数学模型，基于电池组输出能量与电动汽车消耗能量相等的原则，给出了电动汽车续驶里程的计算方法，并对其影响因素进行了分析，为电动汽车的研究开发提供了理论基础。

再次，探讨了电动汽车的优化设计方法，建立了整车及各个组件的数学模型和Simulink仿真模型。

最后，基于 PLC和变频器设计了驱动控制系统的软硬件结构，该控制系统能够对电动汽车的转向、前进、倒车、停止、制动进行较为精确的控制，可以为电动汽车驱动控制器的设计提供新的参考。

关键词 电动汽车, 参数优化, 系统仿真, 自动控制, 可编程控制器

1 绪论

纯电动汽车是以二次电池为储能载体，二次电池以铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池为主。由于二次电池目前在储电量、充放电性能、使用寿命、成本等方面无法与内燃机相比，因此近一时期以来，研究进展不大，大多数研究单位已将研究目标转为混合动力汽车。

续驶里程有限:目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100～3

《纯电动汽车能源系统检修》课程标准

基本信息：

课程名称：纯电动汽车能源系统检修

课程性质：职业技术课

学分：4

计划学时：64

适应对象：新能源汽车技术

建设团队：该课程团队含一线教师5人，其中高级职称2人；聘请1名具有资深工作经历的企业技师作为兼职教师参与指导实践教学。

第一部分课程概述

本课程是新能源汽车技术专业的专业核心课程。主要知识点是全面系统地介绍新能源汽车新技术。针对本专业的特点，系统阐述了新能源汽车的类型，发展新能源汽车的必要性和新能源汽车发展现状。重点介绍电动汽车用动力电池、电动汽车用电动机、纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的结构、原理及设计方法等。对天然气汽车、液化石油气汽车、甲醇燃料汽车、乙醇燃料汽车、二甲醚燃料汽车、氢燃料汽车和太阳能汽车的特点、发展现状及趋势也进行了介绍。本课程授予学生新能源汽车构造原理等规律性的知识，使学生具有举一反三的分析能力，对结构原理不断更新的适应能力，为学习后续课程和参加专业实践奠定基础，对于适应地方经济建设的应用性人才培养目标具有十分重要的意义。

第二部分课程目标

总目标：电动汽车用动力电池、电动汽车用电动机、纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的结构、原理及设计方法。

具体目标：

第一章新

纯电动汽车电力驱动系统设计

摘要：

汽车工业的高速发展以及人们对于汽车使用需求的不断增加，带动了汽车产量和保有量的持续上升。从而加剧了人们目前普遍关注的两个问题:能源问题和环境问题。我国是个人口大国，随着近些年我国国民经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，汽车的需求和保有量都迅速的加大，而由此引发的对能源、环境的影响尤为严重。电动汽车是以电力作为能源、由电机驱动的的汽车。电动汽车具有结构简单、使用方便和节能环保以及小噪声的特点。所以发展电动汽车尤其是电动客车符合我国的基本国情。

电动汽车动力总成主要包括能源系统、驱动系统。动力总成是电动汽车最重要的子系统，决定了整车的动力性和经济性，是电动汽车产业化的关键。纯电动客车动力总成的控制是基于整车控制系统实现的。纯电动客车整体上按照电驱动的特点可划分为由电力驱动系统、能源系统、整车控制系统及辅助系统等系统组成。 纯电动客车动力总成控制策略是整车控制系统设计和控制器开发的核心，它通过CAN网络来协调动力总成各部件的工作，是电动客车实现整车一体控制和智能控制的关键。 关键词：

电动客车 控制策略 电力驱动系统 参数匹配 再生制动

The Design of Pure electric vehicl

第一章 绪论

1.1课题的目的意义：

1.1.1 纯电动汽车的背景

当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。

纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。

1.1.2 纯电动汽车的意义

近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。

能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、

第一章 绪论

1.1课题的目的意义：

1.1.1 纯电动汽车的背景

当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。

纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。

1.1.2 纯电动汽车的意义

近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。

能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、

燃料电池电动汽车控制系统 I

摘要

在能源和环保形势日益严峻的今天，燃料电池电动汽车以其特有的优势成为未来环保汽车的首选之一。本文以研究电动汽车为背景，以燃料电池电动汽车为研究对象，开展对整车控制器及能量管理的研究。

本文对燃料电池电动汽车整车电控系统作了分析，讨论整车控制系统的结构，包括燃料电池，蓄电池组，燃料电池控制器，整车控制器，DC-DC变换器，数字电机控制器，电机等。介绍了各组成部分的特性和功能，分析了燃料电池电动汽车的能量控制策略和行驶控制策略，通过结合能量管理的任务和实际运行情况来制定整车控制器的控制策略。

以8位微控制器为核心，设计车辆控制关键参量的采集与输出控制模块以及与其他通信模块。关键参量包括油门电压、档位信号、刹车信号、总线电压等。结合整车控制器的控制策略，基于VW开发平台，采用汇编语言对整车控制器软件系统进行了研究设计。

同时，将CAN总线引入了车辆控制系统，用于实现基于CAN总线的VCU与FCU间的通信，改变了以往的通信方式。此外，专门研究了蓄电池组的管理问题，结合蓄电池组管理任务和实际情况设计了目前的蓄电池组管理系统。主要包括蓄电池电压和温度的管理、充放电控制。

关键