新能源汽车动力电池与驱动电机 项目四 驱动电机管理系统

《新能源汽车概论习题册》答案模块一新能源汽车概述课题一认识新能源汽车一、填空题1. 新型动力系统、新型能源、纯电动汽车、燃料电池汽车2. 电力驱动及控制系统3. 动力蓄电池、驱动电机控制器4. 燃料电池混合动力电动汽车、纯燃料电池电动汽车5．专用、绿6. D、F7.电能、电机、车载可充电储能系统8.两类、动力9.燃料电池系统、可充电储能系统二、选择题1．C 2．C 3．B 4．D 5. A 6.B三、判断题1.√2.√ 3．×四、简答题1.答：新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车。

新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。

2.答：3.答：（1）新能源汽车号牌的样式新能源汽车号牌分为小型新能源汽车号牌和大型新能源汽车号牌两种。

（2）新能源汽车号牌的主要特点1）增设专用标志新能源汽车号牌增加专用标志，标志整体以绿色为底色，寓意电动、新能源，绿色圆圈中右侧为电插头图案，左侧彩色部分与英文字母“E”（Electric 电）相似。

其中，小型新能源汽车号牌为渐变绿色，大型新能源汽车号牌为黄绿双拼色（黄色在左侧）。

2）号牌号码“升位”与普通汽车号牌相比，新能源汽车号牌号码增加了 1 位，如原“粤 B·D1234”可升位至“粤 B·D12345”。

升位后，号码编排更加科学合理，避免了与普通汽车号牌“重号”，有利于在车辆高速行驶时更准确地辨识号牌。

3）实行分段管理为更好地实施国家新能源汽车产业发展及差异化管理政策，新能源汽车号牌按照不同车辆类型实行分段管理。

小型新能源汽车号牌中的字母“D”或“F”位于号牌序号的第一位，大型新能源汽车号牌中的字母“D”或“F”位于号牌序号的最后一位。

4）改进制作工艺新能源汽车号牌采用无污染的烫印制作方式，制作工艺绿色环保。

同时，使用二维码、防伪底纹暗记、激光图案等防伪技术，提高了号牌的防伪性能。

五、综合题1.答：（1）驱动电机（2）车载能源（3）驱动电机控制器（4）动力电缆（5）动力蓄电池（6）充电插孔2.答：（1）发动机（2）驱动电机控制器（3）动力蓄电池（4）充电接口（5）驱动电机（6）变速器（7）驱动电机课题二新能源汽车代表品牌一、填空题1. 电动机2. 电机、传动系统、台湾富田电机3. 三个字母、一个椭圆、成就梦想4. EX、LITE5．GE3 530、54.756.造世界水平的好车、打造民族的世界级汽车品牌二、选择题1．B 2．A 3．C 4．D三、判断题1.√2. ×3.√ 4．√ 5．×四、简答题1.答：在特斯拉公司中，Model S 拥有独一无二的底盘、车身、发动机以及能量储备系统。

混合动力汽车的关键技术混合动力汽车是集汽车、电力驱动、自动控制、新能源及新材料等技术于一体的高新集成产物，它的研究涉及多个领域，其关键技术主要有动力电池及动力电池管理、电动机、发动机和整车能量管理等。

1、动力电池及动力电池管理系统与纯电动汽车的工作状况不同，混合动力汽车上的动力电池组常处于非周期性的充放电循环。

这就要求动力电池必须具有快速充放电和高效充放电的能力，即混合动力汽车所用动力电池在具有高能量密度的同时，更重要的是要具有高功率密度，以便在加速和爬坡时能提供较大的峰值功率。

动力电池的性能和寿命与其充放电历史、工作温度等因素密切相关，过充电和过放电会严重影响动力电池性能，甚至造成动力电池损坏。

因此，通过动力电池管理系统对动力电池工作过程和工作环境进行监控，进行准确的剩余电量预测和电量、电压标定，对提高动力电池能效、延长动力电池使用寿命具有非常重要的意义。

2、电动机电动机是混合动力汽车的驱动单元之一，其选用原则为性能稳定、质量轻、尺寸小、转速范围宽、效率高、电磁辐射量小、成本低等。

另外，电动机的峰值功率要具有起动发动机能力、电驱动能力、整车加速能力、最大再生制动能力等。

目前，混合动力汽车使用的电动机主要有直流永磁电动机、永磁无刷同步电动机、交流异步电动机、开关磁阻电动机等。

在交流电动机中，最具代表性的是交流感应电动机，而这种电动机的结构决定了其功率和效率之间的矛盾很难解决，应尽量采用具有高效率、高功率密度、结构紧凑的永磁电动机、开关磁阻电动机等先进电动机。

3、发动机由于混合动力汽车用发动机工作时会频繁起停，为满足排放标准，发动机的设计目标从追求高功率变为追求高效率，并将功率的调峰任务交由电动机承担。

4、动力耦合装置在并联和混联系统中，机械的动力耦合装置是耦合发动机和电动机功率的关键部件，它不仅具有很大的机械复杂性，而且直接影响整车控制策略，因此是混合动力系统开发的重点和难点。

目前采用的动力耦合方式有转矩结合式（单轴式和双轴式）、转速结合式和驱动力结合式。

— 1 —项目三驱动电机 任务四驱动机性能检测上课时间： 年 月 日— 2 —— 3 —图3-4-l 电机效率比较步骤功率分析仪实际上是电压表、电流表、功率表和频率表的有机融合，它实现了高精度的电压、电流、频率、相位实时采集，并实时运算出功率结果，可以为使用者提供精准的电机电量参数测试结果，且不同参数之间的采集在时基上是同步的，保证了数据的有效性，图3-4-2。

图3-4-2功率分析仪的基本测量原理针对这些电量参数的测试，测试仪器有对应的测试指标，如精度、带宽、采样率等，测试人员在选择测试仪器时要注意仪器的指标是否满足自身需要与相关测试标准要求。

— 4 —2）电机性能参数的测量电机性能的测量参数有负载特性测试、T-N 曲线、耐久测试、空载测试、堵转测试、起动电流。

（1）负载特性测试。

①测试目的：负载试验的目的是确定电机的效率、功率因数、转速、定子电流等。

②测试方法：用伺服电机给被测电机加载，从150%额定负载逐步降低到25%额定负载，在此间至少选取6个测试点（必包含100%额定负载点），测取其电压、电流、功率、转矩、转速等参数并进行计算。

③测试依据标准：《三相永磁同步电动机试验方法》（GBT22669-2008)）第8章负载实验；《三相异步电动机试验方法》（GB/T1032-2012）第7章负载特性实验。

从负载特性作用上看，主要是针对不同负载情况下电机特性的测试，保证电机在不同适用场合下仍能保持良好地运行，保证电机质量提高生产生活效率。

（2）T-N 曲线的测试。

①测试目的：描绘出电机的转速、转矩关系特性曲线。

②测试方法：通过控制被测电机的转速，测量从0转速到最高转速下，在不同转速点能输出的最大转矩，绘制出其关系曲线（图3-4-3）。

图3-4-3永磁同步电机转速与转矩关系图— 5 —2.驱动电机性能检测方法试验检测方法可参考《电动汽车用电机及其控制器第部分：检验方法》（GB/T18488.2-2006）执行。

《新型能源汽车动力电池与驱动电机》课程标准新型能源汽车动力电池与驱动电机课程标准简介本课程旨在介绍新型能源汽车动力电池与驱动电机的基本原理与应用。

通过研究本课程，学生将了解到新型能源汽车动力电池和驱动电机的关键知识和技能，为他们在新能源汽车领域的职业发展提供基础支持。

课程目标1. 理解新型能源汽车动力电池的工作原理和基本特性。

2. 掌握新型能源汽车动力电池的种类和应用。

3. 理解驱动电机的原理和构造。

4. 掌握驱动电机的种类和性能评价方法。

5. 研究新型能源汽车动力电池与驱动电机的系统集成和控制策略。

课程内容第一章：新型能源汽车动力电池- 1.1 动力电池的概念和分类- 1.2 锂离子电池的原理和特性- 1.3 镍氢电池、铅酸电池等其他动力电池的特点- 1.4 动力电池的安全性和寿命管理第二章：驱动电机- 2.1 驱动电机的原理和分类- 2.2 直流电动机和交流电动机的特点与应用- 2.3 永磁同步电机和异步电机的特性比较- 2.4 驱动电机的效率和控制策略第三章：新型能源汽车动力系统集成- 3.1 动力电池系统的设计与集成- 3.2 驱动电机系统的设计与集成- 3.3 动力电池与驱动电机系统的匹配与优化- 3.4 整车电控系统的设计与调试评估方法- 平时表现及课堂参与：30%- 作业和实验报告：30%- 期末考试：40%参考书目- 1. 《新能源汽车动力电池与驱动电机技术》赵力主编，机械工业出版社，2018年- 2. 《新能源汽车驱动电机与电控技术》张军著，科学出版社，2019年以上为《新型能源汽车动力电池与驱动电机》课程的初步标准，请根据需要进行调整和完善。

祝你的文档写作顺利！。

《新能源汽车动力电池与驱动电机》课程标准适用专业：新能源汽车技术方向编制单位：汽车工程系编制日期：2019年8月10日汽车工程系（部）制一、课程性质与设计思路1.课程性质与作用该课程是新能源汽车技术专业的专业核心课。

《新能源汽车动力电池与驱动电机》前述课程为《汽车电工电子学》、《新能源汽车概论》、《纯电动汽车结构》，后续课程有《新能源汽车驱动电机与控制系统》、《新能源汽车故障检测与维修》等专业课程，承前启后，地位十分重要。

在引导学生学习新能源汽车相关知识、培养学生学习积极性及学习兴趣等方面起着十分重要的作用。

通过本课程要使学生掌握动力电池及电池管理系统、驱动电机及电机控制器的基本工作原理、常见故障诊断方法等方面知识，使学生了解动力电池和驱动电机系统的种类及特点，最终获得检修电动汽车动力电池和驱动电机及控制系统检修的能力。

培养学生新能源汽车核心知识的同时，传授他们新能源汽车的工作原理与技术，让学生能够适应4S店新能源汽车的维护与保养工作，并且培养学生能够具有新能源汽车行业管理能力，能够具有较好的人际交往能力和团队精神；并具有良好语言表达能力和责任意识。

2.课程设计思路本课程是采用以学生为中心、分组讨论与实训的教学模式，将理论知识融入学生操作训练过程中，使学生会新能源汽车动力电池的拆装、检测与更换；动力电池管理系统的工作原理与检测；新能源汽车驱动电机总成的拆卸与安装；驱动电机管理系统的工作原理与检测。

充分体现课程的职业性、实践性和开放性。

将对应的技能训练分为以下几个环节：（一）布置课堂任务。

（二）学生分组讨论提出实施方案。

（三）教师对方案进行检查和补充。

（四）小组确定方案进行分工协作。

（五）小组完成任务，提交实训报告。

（六）老师进行补充和对完成情况进行说明指导。

（七）单独进行实训项目考试。

二、课程目标（一）知识教学目标1.掌握动力电池的工作原理与结构认知；2.熟悉动力电池管理系统的检测；3.掌握驱动电机总成的拆卸与安装；4.掌握驱动电机的工作原理和性能检测；5.熟悉驱动电机管理系统的检测；6.了解典型动力驱动单元的结构与工作原理。

— 1 —项目四驱动电机管理系统任务一驱动电机管理系统认知教案上课时间： 年 月 日— 2 —导课:一辆电动汽车无法运行，你的主管诊断结果为逆变器异常，让你协助他为一位电动汽车汽车服务人员，你知道逆变器属于哪个系统，具备哪些功能吗？理论教学内容：1.驱动电机管理统的主要部件驱动电机系统是电动汽车核心系统之一，是车辆行驶的主要驱动系统，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。

以下介绍驱动电机管理系统的主要部件结构和检测技术。

1)驱动电机管理模块v驱动电机管理模块（控制器），通常简称MCU ，主要用于管理和控制驱动电机的运转速度、方向以及将驱动电机作为逆变电机发电。

MCU 的功能类似于传统汽车的发动机控制模块。

目前使用在纯电动汽车上的驱动电机管理模块主要有两种类型，一种是仅用于控制驱动电机的，即MCU ；另一种是更具有集成控制功能的驱动电机管理模块，即MCU 与DC/DC 转换器功能，这类的驱动电机管理模块也被称为PCU （图4-1-1）。

DC/DC 转换器是直流-直流的电压变换器，用于将动力电池或逆变器产生的电能转换成12V 低压电能，用于给12V 蓄电池充电和车身电气设备供电。

将MCU 与DC/DC 转换器集成化是目前纯电动汽车与混合动力汽车驱动电机管理模块要发展的一个趋势，集成度更高的系统即节省了成本，也利于系统之间信息的共享与车辆部件位置的布置设计。

2）逆变器— 3 —为了提高电机驱动系统的效率，HEV 主要采用交流电机驱动。

为了驱动交流电机，从直流获得交流电力的电力转换装置就被称为逆变器。

（1)构成。

图4-1-2所示的是丰田普锐斯内置了逆变器之后的车载用动力控制单元（Poner Contol Unit ）的构成，图4-1-3所示为主回路构成。

动力控制单元（PCU ）由内置了动力装置元器件的IPM 、MWGECU(Moor/ Cenerator Elcetric Control Unit)、电容器、电抗器、冷却系统、电流传感器等构成。

电力电子技术在新能源汽车中的应用研究一、引言新能源汽车作为节能环保的代表，已经成为当前汽车工业的热门话题。

而在新能源汽车中，电力电子技术是不可或缺的一部分。

本文将从电力电子技术的角度，探讨在新能源汽车中的应用研究。

二、电力电子技术基础电力电子技术是运用半导体电子器件，控制电器的电压、电流、功率和频率等物理量的技术，目前已广泛应用于交流变直流、直流变交流、交流电压调节、电能质量控制等领域。

在新能源汽车上，电力电子技术起到了至关重要的作用，如带载控制、起动、动力控制、充电、驱动电机等方面。

三、电力驱动系统电力驱动系统是新能源汽车的核心部件，其中电力电子技术是电力驱动系统的关键。

电力驱动系统包括功率电子器件、智能控制系统和驱动电机。

功率电子器件采用IGBT、MOSFET、GTR等，使得电力驱动系统具有了较高的效率、可靠性和稳定性。

智能控制系统在驾驶控制、调速、节能以及智能安全等方面发挥着重要作用。

驱动电机则是电力驱动系统的主要部件，它包括了多种类型，如异步电机、同步电机、永磁同步电机、感应电机等。

在电动汽车中，最常用的是永磁同步电机和感应电机。

在这些电机中，电力电子技术控制电机的转速、转矩和电磁场，从而实现了汽车的驱动。

四、电池管理系统电池管理系统是新能源汽车电池组的核心管理部件。

电池组中包含数个电池单体，每个单体都需要通过电池管理系统进行监测、管理、维护和保护。

电池管理系统主要完成的工作包括电池单体均衡、电池状态监测、电池温度管理、电池剩余电量估计、电池充放电控制等。

其中，电池单体均衡技术是电池管理系统的重要技术之一。

电池单体均衡技术可以将不同电池单体的电荷量调整到相同水平，从而保证了电池组的稳定性和寿命。

电池管理系统利用电力电子技术控制电池的充放电，从而达到电池单体均衡的效果。

五、充电技术电动车辆的充电技术也是新能源汽车应用电力电子技术的重要方面。

为了满足不同类型的电动车辆充电需求，目前出现了不同种类的充电技术。

新能源电动汽车整车控制系统关于汽车电控系统，它其实并不是新能源电动汽车专有的，燃油车同样具备，只不过新能源电动汽车的电控系统更加的复杂，也更强大。

汽车电控系统，就是汽车电子控制系统，是由模块控制的系统总称，它由硬件和软件构成，电控其实就是车辆所有电子控制系统的软件+硬件的总称，我们可以将整个电控系统理解为车辆的神经系统，这个系统可以控制车辆的运行能力，所以电控系统越强大，车辆的控制与行驶能力越出色。

今天咱们就来聊聊新能源汽车的整车控制系统。

整车控制系统由加速踏板位置传感器，制动踏板位置传感器，电子换挡器等输入信号传感器，整车控制器(VCU)，电机控制器(MCU)，电池管理系统(BMS)等控制模块和驱动电机，动力电池等执行元件组成。

组成构架图汽车上的这些控制器通过CAN网络来通信。

CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。

最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。

比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。

1.驾驶员驾驶意图解析主要是对驾驶员操作信息及控制命令进行分析处理,也就是将驾驶员的油门信号和制动信号根据某种规则,转化成电机的需求转矩命令。

因而驱动电机对驾驶员操作的响应性能完全取决于整车控制的油门解释结果,直接影响驾驶员的控制效果和操作感觉。

2.整车驱动控制根据驾驶员对车辆的操纵输入(加速踏板、制动踏板以及选档开关)、车辆状态、道路及环境状况,经分析和处理,向整车管理系统发出相应的指令,控制电机的驱动转矩来驱动车辆,以满足驾驶员对车辆驱动的动力性要求;同时根据车辆状态,向整车管理系统发出相应指令,保证安全性、舒适性。

3.制动能量回馈控制整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度、车辆行驶状态信息以及动力电池的状态信息(如SOC值)来判断某一时刻能否进行制动能量回馈,在满足安全性能、制动性能以及驾驶员舒适性的前提下,回收部分能量。

《新能源汽车驱动电机与控制技术》课程标准—\概述（一）课程性质本课程是新能源汽车检测与维修技术专业核心课程之一。

它是专业核心基础课程的后续课程，是一门实践性强的综合课程。

（二）课程基本理念本课程以工作任务为核心，以岗位职业要求为指导，通过工作情境设计、案例分析、理实一体化等活动项目来组织本课程的教学。

（三）课程设计思路课程框架结构：按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块专业课程体系”的总体设计要求，彻底打破学科课程的设计思想，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的实践能力。

学习项目选取的依据是以本专业所对应的岗位群要求而制定，以新能源汽车运用与维修专业一线技术岗位为载体，使工作任务具体化，针对任务按本专业所特有的逻辑关系编排模块。

二、课程目标明确课程在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面共同且又具专业特点的课程总体目标，包括知识教学目标、技能教学目标、素质教学目标等。

（一）总目标通过以工作任务为核心的教学活动，使学生掌握新能源汽车驱动电机与控制技术的基本知识和技能，促进学生职业素养的养成，为培养高素质专门人才奠定良好基础。

（二）具体目标熟悉动力电池的工作原理，掌握动力电池的分解、组装和检测方法掌握驱动电机的结构、工作原理、拆装与检测方法。

了解动力电池的管理系统内部组成部件；理解动力电池为何要进行平衡管理和热管理；掌握动力电池的安全管理与数据通信；了解驱动电机管理控制模块的功能，直流-直流的原理，直流变交流的原理，以及驱动电机管理模块的检测与诊断。

掌握混合动力汽车和纯电动汽车动力驱动单元的驱动形式和特点。

学分和学时分配：10学分，建议课时为96学时，其中理论32学时，实践64学时。

对学生选课的建议：必修四、实施建议根据课程实施的各个环节，提出教材编写、教与学、教学评价、课程费源开发与利用等建议，并提供典型案例，体现课程设计的基本理念。