中职教育-《新能源汽车技术》第二版课件：第6章 电动汽车变频器.ppt
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新能源汽车课件：逆变器与变频器-
2.4 逆變器與變頻器
1.助力電動機總成 助力電動機總成由直流電動機和減速機構組成，它
裝置在齒輪齒條式轉向器殼體上。這樣佈置是為了避免對 獨立懸架機構造成干涉，同時又能確保齒條行程、車輪定 位角以及車輪的轉向性能。
2.4 逆變器與變頻器
2. 轉矩感測器 轉矩感測器裝在轉向器小齒輪軸上，採用電阻式感
2.4 逆變器與變頻器
2.4 逆變器與變頻器
2.4 逆變器與變頻器
2.4 逆變器與變頻器
採用ES18 型電動變頻壓縮機
2.4 逆變器與變頻器
2.4 逆變器與變頻器
螺旋型壓縮機
2.4 逆變器與變頻器
螺旋型內盤由同步電機通過一個軸驅動並進行偏心旋轉。通過 固定式螺旋型外盤上的兩個開口吸入低
2.4 逆變器與變頻器
空調製冷系統就是利用了製冷液由液體蒸發變為氣體 的過程可以吸收周圍環境的熱量的原理來工作的。通過減 壓使液體製冷劑轉化為氣體吸收熱量，通過壓縮使氣體製 冷劑轉化為液體釋放熱量，製冷過程中熱量的轉移就是靠 液體的狀態變化實現的。
2.4 逆變器與變頻器
當壓縮機運轉時將使其吸氣口處的壓力下降，低壓使 蒸發器中的冷卻劑蒸發，從而吸收車廂內空氣的熱量，使 車內溫度降低，壓縮機出氣口（高壓部分）連接著冷凝器， 高壓使製冷劑在此由氣體轉化為液體，從而把狀態變化時 吸收的熱量釋放到外部的空氣中。
2.4 逆變器與變頻器
在各種氣候環境條件下，電動汽車車廂內應保持舒適 狀態，以提供舒適的駕駛和乘坐環境。特別是炎熱的夏季, 能極大減少司機的勞動疲勞,降低交通事故的發生。
2.4 逆變器與變頻器
普通燃油車加滿油一次可行駛400--700km,而電動 汽車充滿電續駛里程通常只有100--300km甚至更短,且 充電時間長達八九小時甚至更長。空調作為電動汽車輔助 系統中耗能最大的部分(約為70--80%),在開啟製冷或者採 暖情況下將會對電動汽車行駛里程產生很大影響。
中职教育-《新能源汽车结构与检修》课件：单元六 纯电动汽车构造与维修(五)人民交通出版社.ppt
三、充电系统常见故障诊断
4.充电机检测与充电桩握手不正常
充电机工作过程中会检测与充电桩之间的握手信号，当判断 到CC的开关断开，充电机认为此时将要拔掉充电枪，此时会停止工作， 防止带电插拔，提升充电枪端子寿命。当充电枪未插到位，可能出现 此情况。
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
三、充电系统常见故障诊断
2.CAN网络框架
慢充系统低压与控制方式
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
一、充电系统的高低压控制
2.CAN网络框架
低压充电系统控制方式
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
二、车载充电机
1.功能 电动汽车车载充电机是采用高频开关电源技术，主要功能是将
交流220V市电转换为高压直流电给动力电池进行充电，保证车辆正常行 驶。同时车载充电机提供相应的保护功能，包括过压、欠压、过流、欠 流等多种保护措施，当充电系统出现异常时及时切断供电。 2．内部构造
14-充电线束
车载充电机的拆装
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
学习目标 1.熟悉北汽E150EV纯电动汽车充电系统的高低压控制； 2.掌握北汽E150EV纯电动汽车车载充电机的功能、内部构造、特点、
技术参数和接口定义； 3.掌握北汽E150EV纯电动汽车充电系的常见故障诊断； 4.掌握北汽E150EV纯电动汽车的充电机的拆装。
≤10
3-5
3360 440
输出电流
A
稳压精度
%
负载调整率
%
输出电压纹波（峰值）
%
0-7.5 ≤±0.6% ≤±0.6%
＜1%
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
4.充电机检测与充电桩握手不正常
充电机工作过程中会检测与充电桩之间的握手信号，当判断 到CC的开关断开，充电机认为此时将要拔掉充电枪，此时会停止工作， 防止带电插拔，提升充电枪端子寿命。当充电枪未插到位，可能出现 此情况。
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
三、充电系统常见故障诊断
2.CAN网络框架
慢充系统低压与控制方式
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
一、充电系统的高低压控制
2.CAN网络框架
低压充电系统控制方式
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
二、车载充电机
1.功能 电动汽车车载充电机是采用高频开关电源技术，主要功能是将
交流220V市电转换为高压直流电给动力电池进行充电，保证车辆正常行 驶。同时车载充电机提供相应的保护功能，包括过压、欠压、过流、欠 流等多种保护措施，当充电系统出现异常时及时切断供电。 2．内部构造
14-充电线束
车载充电机的拆装
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
学习目标 1.熟悉北汽E150EV纯电动汽车充电系统的高低压控制； 2.掌握北汽E150EV纯电动汽车车载充电机的功能、内部构造、特点、
技术参数和接口定义； 3.掌握北汽E150EV纯电动汽车充电系的常见故障诊断； 4.掌握北汽E150EV纯电动汽车的充电机的拆装。
≤10
3-5
3360 440
输出电流
A
稳压精度
%
负载调整率
%
输出电压纹波（峰值）
%
0-7.5 ≤±0.6% ≤±0.6%
＜1%
课题五 北汽E150EV纯电动汽车充电系统的检修
新能源汽车ppt教学课件完整版
分类
混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电 动汽车（FCEV）、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。
发展历程及现状
发展历程
从19世纪末期的电动汽车雏形，到20世纪中期的石油危机推 动新能源汽车研究，再到近现代的环保意识和技术进步共同 驱动新能源汽车的快速发展。
能量回收系统
在制动或减速时，电动汽车的能量 回收系统可将部分能量回收并储存 到电池中，提高能量利用效率。
混合动力汽车技术原理
内燃机与电机协同工作
多种工作模式
混合动力汽车同时搭载内燃机和电机 ，两者协同工作以提供最佳的动力和 燃油经济性。
混合动力汽车可根据驾驶需求在纯电 动、混合驱动和发动机直驱等多种工 作模式间切换。
政策支持与激励机制
介绍政府在推动充电设施建设 方面的政策支持和激励机制。
换电站点设置和运营管理方案
换电站点类型及功能
介绍不同类型换电站点的功能、服务对象和 运营要求。
运营管理方案
提出换电站点的运营管理方案，包括设备维 护、人员管理、安全保障等方面。
设置原则与选址策略
阐述换电站点设置应遵循的原则，以及针对 不同区域和场景的选址策略。
政策支持与标准规范
提出智能化服务平台的推广应用策略，包 括合作伙伴选择、市场推广、用户培训等 方面。
介绍政府在推动智能化服务平台发展方面 的政策支持和标准规范。
07
新能源汽车行业前景展望与挑战应对
技术创新带来的机遇和挑战
01
技术创新推动新能源汽车行业快 速发展，提高电池能量密度、降 低成本、提升安全性等方面的技 术突破为行业带来巨大机遇。
05
新能源汽车政策环境及市场分析
混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电 动汽车（FCEV）、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。
发展历程及现状
发展历程
从19世纪末期的电动汽车雏形，到20世纪中期的石油危机推 动新能源汽车研究，再到近现代的环保意识和技术进步共同 驱动新能源汽车的快速发展。
能量回收系统
在制动或减速时，电动汽车的能量 回收系统可将部分能量回收并储存 到电池中，提高能量利用效率。
混合动力汽车技术原理
内燃机与电机协同工作
多种工作模式
混合动力汽车同时搭载内燃机和电机 ，两者协同工作以提供最佳的动力和 燃油经济性。
混合动力汽车可根据驾驶需求在纯电 动、混合驱动和发动机直驱等多种工 作模式间切换。
政策支持与激励机制
介绍政府在推动充电设施建设 方面的政策支持和激励机制。
换电站点设置和运营管理方案
换电站点类型及功能
介绍不同类型换电站点的功能、服务对象和 运营要求。
运营管理方案
提出换电站点的运营管理方案，包括设备维 护、人员管理、安全保障等方面。
设置原则与选址策略
阐述换电站点设置应遵循的原则，以及针对 不同区域和场景的选址策略。
政策支持与标准规范
提出智能化服务平台的推广应用策略，包 括合作伙伴选择、市场推广、用户培训等 方面。
介绍政府在推动智能化服务平台发展方面 的政策支持和标准规范。
07
新能源汽车行业前景展望与挑战应对
技术创新带来的机遇和挑战
01
技术创新推动新能源汽车行业快 速发展，提高电池能量密度、降 低成本、提升安全性等方面的技 术突破为行业带来巨大机遇。
05
新能源汽车政策环境及市场分析
第六章 电动汽车整车控制器课件
24
6.7.2 硬件电路抗干扰措施
? 电源线布置 ? 电源线的布置除了要根据电流的大小，尽量加粗导体宽度外，采取使电源线、 ? 地线走向与数据传递的方向一致，将有助于增强抗噪声能力。 ? ? 去藕电容配置 ? 在印刷电路板的各个关键部件配置去藕电容应视为印刷电路板设计的一项常规 ? 做法，电源输入端跨接 10～100 μF 的电解电容器。原则上每个集成电路芯片都尽可 ? 能安置一个 0.01 μ F 的陶瓷电容器，这种器件的高频阻抗特别小，在 500 KHz ～ ? 20 MHz 范围内阻抗小于 1Ω，而且漏电流很小。 ? 电容引线不能太长，特别是高频旁路电容不能带引线。 ? 在器件布置方面，与其它逻辑电路一样，把相互有关的器件尽量放得靠近些， ? 能获得较好的抗噪声效果，如时钟发生器、晶振和 CPU 的时钟输入端都易产生噪声， ? 要相互靠近些。 ? 单片机复位端子 “RESET在”强干扰现场会出现尖峰电压干扰，可能会改变部 ? 分寄存器状态，因此可以在 “RESET端”配置 0.01 μ F 去藕电容。 ? CMOS 芯片的输入阻抗很高，易受感应，故在使用时，对其不用端接地或接电 ? 源正。 ?
? 如会使所测数据精度不够，会使数据值不稳定，会使系统电压偏移 ，不能正常工作，
? 会使系统软件无法运行等等，严重的还会损坏元件。
? 通过对实际工作中电磁干扰的干扰源、干扰传播途径和被干扰对象的 响应等电
? 磁干扰三要素的分析，见下图 ，根据 HCU 的工作特点，在控制干扰 的策略上采取
? 了主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的技术方案。采用传 统抑制干
第六章 电动汽车整车控制器
1.整车控制系统硬件设计 2.整车控制系统软件设计
陈曦
1
6.1电动汽车整车控制器硬件
6.7.2 硬件电路抗干扰措施
? 电源线布置 ? 电源线的布置除了要根据电流的大小，尽量加粗导体宽度外，采取使电源线、 ? 地线走向与数据传递的方向一致，将有助于增强抗噪声能力。 ? ? 去藕电容配置 ? 在印刷电路板的各个关键部件配置去藕电容应视为印刷电路板设计的一项常规 ? 做法，电源输入端跨接 10～100 μF 的电解电容器。原则上每个集成电路芯片都尽可 ? 能安置一个 0.01 μ F 的陶瓷电容器，这种器件的高频阻抗特别小，在 500 KHz ～ ? 20 MHz 范围内阻抗小于 1Ω，而且漏电流很小。 ? 电容引线不能太长，特别是高频旁路电容不能带引线。 ? 在器件布置方面，与其它逻辑电路一样，把相互有关的器件尽量放得靠近些， ? 能获得较好的抗噪声效果，如时钟发生器、晶振和 CPU 的时钟输入端都易产生噪声， ? 要相互靠近些。 ? 单片机复位端子 “RESET在”强干扰现场会出现尖峰电压干扰，可能会改变部 ? 分寄存器状态，因此可以在 “RESET端”配置 0.01 μ F 去藕电容。 ? CMOS 芯片的输入阻抗很高，易受感应，故在使用时，对其不用端接地或接电 ? 源正。 ?
? 如会使所测数据精度不够，会使数据值不稳定，会使系统电压偏移 ，不能正常工作，
? 会使系统软件无法运行等等，严重的还会损坏元件。
? 通过对实际工作中电磁干扰的干扰源、干扰传播途径和被干扰对象的 响应等电
? 磁干扰三要素的分析，见下图 ，根据 HCU 的工作特点，在控制干扰 的策略上采取
? 了主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的技术方案。采用传 统抑制干
第六章 电动汽车整车控制器
1.整车控制系统硬件设计 2.整车控制系统软件设计
陈曦
1
6.1电动汽车整车控制器硬件
新能源汽车全套PPT课件
3）工作原理
异步电动机定子上有三相对称的交流绕组，三相对称交流 绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋 转磁场，转子绕组的导体处于旋转磁场中， 转子导体切割 磁力线，并产生感应电动势，判断感应电动势方向。转子 导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。异步电动机的 设计、生产特别要注意标准化、系列化、通用化。
CHENLI
7
3.纯电动汽车
电动汽车顾名思义就是由车载可充电蓄电池或其他能量储 存装置提供电能、由电机驱动的汽车。
（1）城市纯电动汽车（Urban Electric Vehicle,UEV）
城市纯电动汽车的车速和续驶里程都较低，适合于城市短 距离交通，主要车型是小型纯电动汽车和城市公交车。
CHENLI
24
2）系统特点 ①结构简单；电动机结构简单、成本低、可用于高速运转。 ②起动优点；起动转矩大，起动电流低。 ③频繁起停；适用于频繁起停及正反向转换运行。 ④性能好；可控参数多，调速性能好。 ⑤效率高损耗小；效率高，损耗小。 缺点：转矩脉冲大，噪音大，相对于永磁电机而言，功率
第二节生物醇类汽车 第三节太阳能汽车 第七章 电动汽车的维修与保养 第一节电动汽车的故障维修 第二节电动汽车的维护与保养
CHENLI
第三节 电动汽车故障维修经典实例
4
第一章 综述
在断加剧的“人、车、自然”的矛盾之下，人们开始把目 光从传统的燃油汽车转向新能源汽车。我国作为能源消费 大国，发展新能源汽车产业是低碳经济时代必然的选择。 我国是一个世界汽车生产和销售大国，传统汽车制造业落 后于国外发达国家，但是在新能源汽车研发领域，我们有 成本和市场优势，在技术水平及产业化方面，我国与国外 基本处于同一起跑线上。因此，新能源汽车的产业发展也 将成为汽车行业的新导向。
异步电动机定子上有三相对称的交流绕组，三相对称交流 绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋 转磁场，转子绕组的导体处于旋转磁场中， 转子导体切割 磁力线，并产生感应电动势，判断感应电动势方向。转子 导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。异步电动机的 设计、生产特别要注意标准化、系列化、通用化。
CHENLI
7
3.纯电动汽车
电动汽车顾名思义就是由车载可充电蓄电池或其他能量储 存装置提供电能、由电机驱动的汽车。
（1）城市纯电动汽车（Urban Electric Vehicle,UEV）
城市纯电动汽车的车速和续驶里程都较低，适合于城市短 距离交通，主要车型是小型纯电动汽车和城市公交车。
CHENLI
24
2）系统特点 ①结构简单；电动机结构简单、成本低、可用于高速运转。 ②起动优点；起动转矩大，起动电流低。 ③频繁起停；适用于频繁起停及正反向转换运行。 ④性能好；可控参数多，调速性能好。 ⑤效率高损耗小；效率高，损耗小。 缺点：转矩脉冲大，噪音大，相对于永磁电机而言，功率
第二节生物醇类汽车 第三节太阳能汽车 第七章 电动汽车的维修与保养 第一节电动汽车的故障维修 第二节电动汽车的维护与保养
CHENLI
第三节 电动汽车故障维修经典实例
4
第一章 综述
在断加剧的“人、车、自然”的矛盾之下，人们开始把目 光从传统的燃油汽车转向新能源汽车。我国作为能源消费 大国，发展新能源汽车产业是低碳经济时代必然的选择。 我国是一个世界汽车生产和销售大国，传统汽车制造业落 后于国外发达国家，但是在新能源汽车研发领域，我们有 成本和市场优势，在技术水平及产业化方面，我国与国外 基本处于同一起跑线上。因此，新能源汽车的产业发展也 将成为汽车行业的新导向。
新能源汽车全套ppt课件
新能源汽车的发展经历了从萌芽期到 成长期的过程，随着技术的进步和政 策的推动，新能源汽车逐渐得到广泛 应用。
现状
目前，全球新能源汽车市场正在快速 增长，各国政府纷纷出台政策推动新 能源汽车的发展，同时，新能源汽车 产业链也在不断完善。
未来趋势与挑战
未来趋势
随着环保意识的提高和技术的进 步，新能源汽车将逐渐成为主流 ，未来可能会出现更多的创新技 术和商业模式。
03
智能化应用
结合互联网、大数据、人工智能等技术，提供智能导航、语音控制、自
动驾驶等个性化服务，提升用户体验。
品牌形象塑造与传播途径选择
品牌形象塑造
打造专业、创新、可靠的品牌形象，传递新能源汽车高品质、高科技的品牌价值 。
传播途径选择
通过社交媒体、网络广告、线下活动等多渠道进行品牌宣传和推广，提高品牌知 名度和美誉度。同时，与意见领袖、行业专家等合作，进行口碑传播和权威认证 ，提升品牌影响力。
能量回收等功能。
控制器选型依据
控制精度、响应速度、可靠性、成 本等。
控制器发展趋势
高集成度、智能化、自适应控制等 。
04
新能源汽车充电设施建设
充电设施类型及特点
交流充电桩
采用交流电为电动汽车提供充电 服务，充电功率较低，充电时间 较长，适用于家庭、办公场所等
。
直流充电桩
采用直流电为电动汽车提供充电 服务，充电功率较高，充电时间 较短，适用于公共停车场、高速
行业前景分析
从长远来看，新能源汽车行业具有广阔的 市场前景。随着全球对环保和可持续发展 的重视程度不断提高，以及技术进步带来 的成本下降和性能提升，新能源汽车将逐 步替代传统燃油汽车成为主流。同时，新 能源汽车行业的发展也将带动相关产业链 的发展，形成庞大的产业集群。
现状
目前，全球新能源汽车市场正在快速 增长，各国政府纷纷出台政策推动新 能源汽车的发展，同时，新能源汽车 产业链也在不断完善。
未来趋势与挑战
未来趋势
随着环保意识的提高和技术的进 步，新能源汽车将逐渐成为主流 ，未来可能会出现更多的创新技 术和商业模式。
03
智能化应用
结合互联网、大数据、人工智能等技术，提供智能导航、语音控制、自
动驾驶等个性化服务，提升用户体验。
品牌形象塑造与传播途径选择
品牌形象塑造
打造专业、创新、可靠的品牌形象，传递新能源汽车高品质、高科技的品牌价值 。
传播途径选择
通过社交媒体、网络广告、线下活动等多渠道进行品牌宣传和推广，提高品牌知 名度和美誉度。同时，与意见领袖、行业专家等合作，进行口碑传播和权威认证 ，提升品牌影响力。
能量回收等功能。
控制器选型依据
控制精度、响应速度、可靠性、成 本等。
控制器发展趋势
高集成度、智能化、自适应控制等 。
04
新能源汽车充电设施建设
充电设施类型及特点
交流充电桩
采用交流电为电动汽车提供充电 服务，充电功率较低，充电时间 较长，适用于家庭、办公场所等
。
直流充电桩
采用直流电为电动汽车提供充电 服务，充电功率较高，充电时间 较短，适用于公共停车场、高速
行业前景分析
从长远来看，新能源汽车行业具有广阔的 市场前景。随着全球对环保和可持续发展 的重视程度不断提高，以及技术进步带来 的成本下降和性能提升，新能源汽车将逐 步替代传统燃油汽车成为主流。同时，新 能源汽车行业的发展也将带动相关产业链 的发展，形成庞大的产业集群。
第六章 电动汽车整车控制器课件
6
6.3整车控制器单片机系统
Байду номын сангаас? 为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足够的富裕扩展能力，在 原有工作基
? 础上，重新对目前在汽车电子产品上的 ECU 进行了评估。 ? 目前，世界汽车电子产品用的主流单片机有 Motorola 系列、
siemens 系列、Philips ? 系列，其中美国产品大多采用了 Motorola 系列单片机。 ? 飞思卡尔? 半导体(Freescale? Semiconductor，原摩托罗拉半导体
和 CAN 通讯发生某种故障时采取应急处 ?理的需求。开关量输出基本上都采用 OC 门
电路，具备线控功能，并且都设置了自 ?拉高电路，以实现硬件电路的自诊断。拉高电
压可以是 12V 电源电压，也可以是标 ?准的 5V 拉高电压。拉高过程都具有很好的抗
干扰度，满足常规的 EMC 测试。
11
6.4 主要模块电路
息； ? 12. 硬件故障自诊断与处理； ? 13. 硬件失效控制； ? 14. 开机和停机过程控制、干扰和复位处理； ? 15. 将有关信息送至仪表板； ? 16. CAN 通讯方式； ? 17. 监测和标定； ? 18. 与故障诊断仪的通信；
5
6.2 整车控制器硬件开发技术要点
? 了实现上述整车控制器 HCU 的功能，必须依赖系统硬件的设计。因此 ，HCU
7
实例：Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
8
6.4 主要模块电路
?[1输]入信号处理 ?输入信号可分为两种类型：数字信号（包
括开关信号和脉冲信号）和模拟信号 ?CPU 的输入输出图
9
6.4 主要模块电路
? 所有开关输入信号都必须经调理电路处理，以保证 CPU 的安 全。调理电路的
6.3整车控制器单片机系统
Байду номын сангаас? 为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足够的富裕扩展能力，在 原有工作基
? 础上，重新对目前在汽车电子产品上的 ECU 进行了评估。 ? 目前，世界汽车电子产品用的主流单片机有 Motorola 系列、
siemens 系列、Philips ? 系列，其中美国产品大多采用了 Motorola 系列单片机。 ? 飞思卡尔? 半导体(Freescale? Semiconductor，原摩托罗拉半导体
和 CAN 通讯发生某种故障时采取应急处 ?理的需求。开关量输出基本上都采用 OC 门
电路，具备线控功能，并且都设置了自 ?拉高电路，以实现硬件电路的自诊断。拉高电
压可以是 12V 电源电压，也可以是标 ?准的 5V 拉高电压。拉高过程都具有很好的抗
干扰度，满足常规的 EMC 测试。
11
6.4 主要模块电路
息； ? 12. 硬件故障自诊断与处理； ? 13. 硬件失效控制； ? 14. 开机和停机过程控制、干扰和复位处理； ? 15. 将有关信息送至仪表板； ? 16. CAN 通讯方式； ? 17. 监测和标定； ? 18. 与故障诊断仪的通信；
5
6.2 整车控制器硬件开发技术要点
? 了实现上述整车控制器 HCU 的功能，必须依赖系统硬件的设计。因此 ，HCU
7
实例：Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
8
6.4 主要模块电路
?[1输]入信号处理 ?输入信号可分为两种类型：数字信号（包
括开关信号和脉冲信号）和模拟信号 ?CPU 的输入输出图
9
6.4 主要模块电路
? 所有开关输入信号都必须经调理电路处理，以保证 CPU 的安 全。调理电路的
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6、增加输出功率的办法
增加PCU的功率半导体元件数量或使元件比原来流过更大电流时PCU存在 的问题是散热。现在的车载用功率半导体最高可耐150℃高温，因此，需要采 用始终将温度保持在150℃ 以下的冷却结构。
第六章 活塞连杆电组动故汽障车诊变断频与器修复
第一节
活塞连杆组汽故车变障频诊器断简介与修复
1、变 频 器
整流和逆变是一个互逆的过程。 整流是把交流变成直流的装置。整流器种类有单管单相半波整流器、四管 单相全桥整流器、六管三相全桥整流器。 逆变器是把直流变成交流的装置。种类有单管单相逆变器、四管单相全桥 逆变器、六管三相全桥逆变器。电动汽车电动机为三相全桥逆变器，按导通控 制分为两两导通和三三导通两种。 工业变频器是将三相或单相交流电先经整流桥整流成直流，再经逆变桥转 成交流。电动汽车电源本身就为直流，所以，仅是一个逆变过程，不过人们习 惯也讲逆变器称为变频器。
电动机驱动为低温循环部分，组件包括：电驱动装置的功率和控制装置 JX1、低温循环冷却液泵 V468、低温循环散热器。
4、奔驰400混合动力功率系统的冷却
图6-13所示为奔驰400混合动力汽车的冷却系统管路。这种是DC/DC转 换器和电动机功率控制器分体时的冷却，也称串联冷却。
混合动力汽车发动机的冷却和电动机冷却可以设计在一起，但功率电子元 件则必须选择独立冷却或与电动机组成独立冷却系统。这种冷却在仪表上不设 计电动机的水温表，而是用电动机温度过高的符号表示。
图6-6 第三代丰田普锐斯变频器控制单元和逆变桥
3、丰田普锐斯变频器
图6-7 第三代丰田普锐斯直流/直流转换器
3、丰田普锐斯变频器
图6-8 第二代丰田普锐斯逆变器总成内部结构原理图
4、比亚迪E6电动汽车变频器
比亚迪E6纯电动MPV车型采用多功能变频器，其内部结构原理如图6-9所 示，图中除电动机和充电口外的结构为比亚迪E6电动汽车变频器原理图，其功 能如下： （1）实现直流变三相交流以驱动电动机。 （2）实现将外界的单相或三相交流电转化为直流电给蓄电池充电。 （3）实现将蓄电池的直流电转化为交流电为充电口的交流用电设备供电，起 移动充电站的作用。
2、变频器内元件
1、汽车变频器的组成和功能
2）变频器控制单元 变频器控制单元的核心是数字信号处理
器（Data Signal Processor，DSP），作 用是从混合动力控制单元（HV-ECU）或纯 电动汽车控制单元（EV-ECU）接收发送过 来的转矩信号，数字信号处理器（DSP） 根据汽车电动机反馈的转速和相电流信号， 输出控制电动机达到控制目标的控制脉冲 来驱动智能逆变桥（IPM）。
Audi Q5 hybrid quattro 车上的冷却系统分为低温循环和高温循环两部 分。在发动机不工作时，冷却液是由电动冷却液泵来循环的。
发动机冷却系统为高温循环部分，组件包括暖风热交换器、冷却液截止阀 N82、电动机V141、高温循环冷却液泵V467、 冷却液泵、废气涡轮增压器、 发动机机油冷却器、冷却液温度传感器G62、特性曲线控制的发动机冷却系统 节温器F265、冷却液续动泵V51、高温循环散热器、变速器机油冷却器。
图6-3 驱动单元和双单元IGBT模块
2、变频器内元件
2、汽车上变频器的组成和功能
（1）DC/DC升压转换器。为了降低成本，同时提高蓄电池组的可靠性，设计 上通常要减少蓄电池串联的数目，导致蓄电池总电压降低，电动机效率下降。 为了提高电动机的效率，通常要采用升压DC/DC将低电压升压为高电压，再 经逆变器把高压直流变成三相交流电。 （2）DC/DC降压转换器。混合动力汽车或纯电动汽车由于没有12V发电机， 因此，需要通过DC/DC将蓄电池由高压等级降压为12V等级为12V铅酸蓄电池 充电，12V蓄电池为全车电气系统供电。
发动机冷却系统可称为第一冷却系统，而由逆变器、电动机或DC/DC等组 成的冷却系统可称第二冷却系统。
1、热量的产生
3、DC/DC转换器生热
对于客车，没有空间上的要求，冷却较简单。对于轿车，空间是电动车的 一个重要问题，所以要有一套完整的散热机构，从热交换材料、结构、冷却介 质、电控风扇和水泵电动机。另外，冷却控制方法上轿车要比客车设计复杂和 精确得多。目前已经生产的电动汽车中电动机驱动控制系统的冷却方式主要有 强迫风冷和液冷两种。液冷效果较好，其中，油冷的相对冷却能力为强迫风冷 的20倍以上，水冷的冷却能力为强迫风冷的50倍以上，采用液冷系统的电动机 和电动机驱动系统是适合于电动汽车冷却的必然趋势。
降压DC/DC的功率元件为了共用散热器装在驱动电动机的逆变器内部。 也有汽车将降压DC/DC的功率元件布置在逆变器外部，这样的冷却系统是将 逆变器、电动机、DC/DC、电动冷却液循环泵和散热器等串联。
2、变频器内元件
2、汽车上变频器的组成和功能
（3）电动空调压缩机变频器。电动汽车空调压缩机采用电动机驱动，一般直 接用高压蓄电池电压，不用再像驱动电动机那样升压。电动空调压缩机变频器 如图6-4所示。 （4）电动转向机变频器。汽车上的12V变频器有电动转向机电动机采用的变 频器，因电动转向机电动机功率较小，所以变频器的逆变桥和控制单元体积都 较小。以后的36V（也称42V）系统可能会代替12V给电动转向机供电。
2、变频器内元件
1、汽车变频器的组成和功能
1）电容器 逆变桥的直流输入端并联有大容量的电容器，可以在放电阶段提供储能器
的作用，由于直流放电电容没有内阻，可使电动机加速更快。在充电阶段，可 减小大电流对蓄电池的负面作用，还有滤波效果。 2）变频器控制单元
变频器控制单元接收来自纯电动汽车整车控制单元或混合动力汽车控制 单元通过CAN总线发送过来的电动机转矩需求信号，根据电动机转子转速信号、 电动机转子位置信号和三相电动机各相电流信号产生驱动逆变桥驱动单元的定 时弱信号。
图6-4 电动空调压缩机变频器
3、丰田普锐斯变频器
图6-5所示为第二代丰田普锐斯变频器控制单元和逆变桥，逆变电路主要 由智能功率模块（IPM）构成的逆变桥组成，IPM内部的核心是电动汽车换流 的绝缘栅双极型晶体管，也称IGBT。逆变器总成内升压DC/DC和两套逆变器 担负着向MG1和MG2电动机提供交流电的功能。 ※关于本图的细节讲解请参考赵振宁编著《混合动力汽车构造、原理与检修》。
图6-13 奔驰40田汽车的“普锐斯”及“皇冠Hybrid”等车型一直利用单面水 冷冷却PCU内的功率半导体。 混合动力车雷克萨斯LS600h的功率半导体从两 面进行冷却，单面冷却半导体元件流过200A，采用双面冷却后，可流过300A 以上的电流。使单位体积的输出功率比原来提高了60％。在相同的输出功率情 况下，体积则可比原来减小约30％，质量减轻约20％。
图6-11 丰田混合动力功率系统的冷却
3、发动机、逆变器和电动机冷却系统
图6-12所示为奥迪Q5混合动力汽车冷却系统，为了冷却电驱动装置的功 率和控制装置JX1中的逆变桥，增设一个低温冷却循环回路。在冷却液循环和 温度管理方面引入了发动机控制系统MED.17.1.1，它有三个处理器，可以实 现创新温度管理。使用这种控制单元的目的是通过改进车辆热平衡，来进一步 降低油耗和CO2排放。
如图6-1所示为一汽B50EV纯电动汽车 逆变器总成图。
图6-1 一汽B50EV纯电动汽车逆变器总成
2、变频器内元件
1、汽车变频器的组成和功能
3）逆变桥驱动单元 图6-2所示为驱动单元和逆变桥。接收来自变频器控制单元的定时弱信号，
将这个信号转换成能驱动逆变桥的15V正脉冲，或5~10V负脉冲。
图6-2 驱动单元和逆变桥
空调压缩机逆变器和降压DC/DC分别隶属空调系统和电源系统。逆变器U、 V、W三相输出中的V、W相设计有霍尔电流传感器，在电动机系统检修中霍 尔电流传感器已讲过。
图6-5 第二代普锐斯变频器控制单元和逆变桥
3、丰田普锐斯变频器
图6-6所示为第三代丰田普锐斯逆变器MG1、MG2电动机的变频器。图 6-7所示为丰田普锐斯变频器下面的直流/直流转换器。图6-8所示为第二代丰 田普锐斯逆变器总成内部结构原理图。
1、热量的产生
1、电动机生热
汽车电动机的工作电流大，铜线因电阻生热多，加之变化的电流产生的磁 场会在定子硅钢片内和转子硅钢片内感应出电流生热，所以应合理控制温度， 否则，会出现绝缘下降、电动机退磁和效率降低，要采用专门的冷却介质，一 般采用油或防冻液作为冷却液。如图6-10所示，汽车感应电动机冷却液流向是 先由定子、转子中心再回到定子。
电动机驱动系统的功率限制因素。 整个机电系统的功率转换以串联的形式 实现，所以系统功率由转换过程中功率最小的环节决定，电池功率由电池的电 压和电流能力决定，逆变器的功率由功率半导体器件（IGBT或MOSFET）的电 压和电流能力以及散热能力决定，电动机的功率由电动机和散热能力决定。
1、热量的产生
3、DC/DC转换器生热
2、变频器内元件
1、汽车变频器的组成和功能
4）逆变桥单元 图6-3所示为驱动单元和双单元IGBT模块。逆变桥单元由三个双单元IGBT
模块组成，它把直流变成三相交流，给三相永磁直流无刷电动机供电。 若逆变桥出现故障，如欠电压保护、过电压保护、过电流保护、过温保护、
短路保护信号时，IPM通过串行故障输出端口传送给逆变器控制器。
却液泵②；V468-低温循环冷却液泵①
注：①-由电驱动装置的功率和控制电子装置 JX1
J623来控
J255经空调冷却液截止阀N422来间接控制。
3、发动机、逆变器和电动机冷却系统
所谓改进热平衡，是指将所有生热部件和需要加热部件连接，比如发动机 和变速器上的温度保持功能将能使发动机工作在效率最佳的范围内。
除了电动机逆变器和牵引电动机外，还有小功率的DC-DC变换器或DC-AC 逆变器。逆变器产生的交流电用来驱动空调压缩泵电动机。控制装置一般允许 最高温度为60～70℃ ，而最佳工作环境温度在40～50℃ 。周围环境的温度较 高时，很容易达到其上限温度，所以，必须采取专门的冷却装置，对其温度进 行控制。