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新能源电动汽车电机驱动系统的故障研究摘要：新能源汽车电机驱动系统是整个汽车的核心部分，能为汽车提供动力。
对新能源汽车电机驱动系统进行了概述，分析了实际使用中常见的系统故障，总结了电机系统故障解决方案和减少故障的方案。
关键词：新能源；电动汽车；电机驱动系统新能源具有节能环保的特点，是汽车产业发展的重要方向。
电机是系统的核心部分，一旦出现故障，会影响汽车正常行驶。
所以在维修过程中要准确分析故障，合理应用维修技术，才能保证电机驱动系统的长期使用。
1新能源汽车电机驱动系统概述在过去的内燃机应用中，为了保证扭矩的速度被限定在一定的范围内，因此，常规发动机的车身尺寸较大，相应的换挡机构也相对较高。
而新能源电动汽车则可以在一定的范围内实现扭矩的生成，在电动汽车的驾驶过程中，不需要换挡、变速，使车辆运行起来更方便，而且噪音也更低[1]。
与混合动力汽车相比，纯电动汽车是靠电力来驱动的，它的电子控制系统可以在一定程度上减少发动机的传动，而且它的结构也变得简单了，而且还可以减少因为机械摩擦而造成的能量损失，节省了空间，减少了体积。
在新能源汽车中，电动驱动控制系统是一种执行机构，其驱动马达和控制系统是其关键部件，它直接关系到车辆的运行性能[2]。
2新能源汽车电机驱动系统故障类型针对当前新能源汽车电机驱动系统的主要故障类型，将其分类为四个等级：一级为致命故障。
该级故障的出现不仅会危害到驾驶员的生命安全，还会对周围的环境造成损害，使汽车在故障时不能正常工作，还会使零件损坏。
二级为严重故障。
该级故障会对驾驶员的安全造成一定的影响，造成整车和相关的零件受损，甚至会造成汽车无法正常行驶，不过还可以在路边勉强地挪动，等待救援。
这种故障的产生将使汽车的性能有所下降。
三级为一般故障。
该级故障不会对汽车的安全产生影响，通常不是主要部件的故障，而是一些小部件的故障。
一旦出现此故障，可将车辆开至停车地点，并能在较短的时间内用随车工具解决。
四级为轻微故障。
转子分段斜极在永磁同步电动机中的应用分析应红亮;张舟云;曲家骐;黄苏融【期刊名称】《微特电机》【年(卷),期】2009(37)7【摘要】Step skewing of rotor magnets is an efficient manner for reducing harmonics and minimizing cogging torque and torque ripple. Step-skew coefficient and reduction coefficient of PM torque and reluctant torque were introduced to ana-lyze the influence of step skewing on the back EMF and EM torque;meanwhile step skewing and skewing slot were also compared in this paper. Besides, the principle of choosing number of steps and the calculationsl method of the best step skewing angle were put forward. At last, the conclusion was verified by FEA and experiment.%转子分段斜极是一种能有效削弱齿谐波、改善电机齿槽转矩和转矩脉动的方法.引入斜极系数、永磁转矩削弱系数以及磁阻转矩削弱系数分析了分段斜极对永磁同步电动机反电势波形和电磁转矩的影响,揭示了分段斜极和定子斜槽的区别,并提出了分段斜极转子轴向分段数的选择原则和最佳斜极角的计算方法.有限元仿真和实验结果验证了结论的正确性.【总页数】5页(P10-13,48)【作者】应红亮;张舟云;曲家骐;黄苏融【作者单位】上海电驱动有限公司,上海,200240;上海电驱动有限公司,上海,200240;上海电驱动有限公司,上海,200240;上海大学,上海,200072【正文语种】中文【中图分类】TM341【相关文献】1.转子分段斜极对永磁同步电机电磁噪声的削弱影响 [J], 徐珂; 应红亮; 黄苏融; 张琪2.转子不同方式分段斜极对永磁同步电机噪声的影响 [J], 范庆锋;王光晨3.转子分段斜极永磁同步电机电磁振动噪声研究 [J], 王玉娟;王华强4.转子分段移位斜极的永磁同步电机轴向电磁力分析 [J], 林浩;张琪;黄苏融5.转子磁极分段移位斜极对永磁同步电机转矩的影响 [J], 胡启国;吴明钦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
新能源汽车电控系统行业发展现状及趋势分析一、新能源汽车电控系统行业概述新能源汽车电控系统是控制汽车驱动电机的装置。
在新能源汽车中，由于电力电子技术的应用，其电气系统发生了巨大变化，从传统汽车低功率低压的辅助电气装置转变为新能源汽车的节能环保、高效低噪的电气传动电气装置，已成为传统汽车发动机与变速箱的替代，并直接决定了纯电动汽车爬坡、加速与最高速度等主要性能指标。
新能源汽车电控系统可分为主控制器与辅助控制器。
随着自动控制理论、电力电子技术、计算机控制技术的深入发展，电控系统装置不断快速发展，且新能源汽车市场的扩张带动汽车电控系统行业兴起。
新能源汽车电控系统行业产业链各环节连接紧密，但受上下游挤压较大，行业内竞争较为激烈。
中国新能源汽车电控系统行业产业链由上游电子元器件供应商，中游新能源汽车电控系统集成商及下游新能源汽车主机厂组成。
二、中国新能源汽车电控系统行业发展现状中国新能源汽车电控系统行业伴随新能源汽车的兴起而快速发展,其行业市场规模（按销售收入计）由2015年的56.8亿元人民币增长至2019年的154.3亿元人民币，年均复合增长率达到28.4%o2018年开始，由于新能源汽车补贴力度的下滑，资本市场遇冷，中国新能源汽车电控系统行业增速放缓。
但〃双积分制〃的实施将政府补贴政策实现对新能源汽车行业的资金支持，并将政策鼓励转化为市场引导，有效建立了新能源汽车的长期管理机制，将拉动中国中长期新能源汽车产量的提升。
三、中国新能源汽车电控系统行业驱动因素分析1、充电基础设施不断完善根据中国电动充电基础设施促进联盟发布的电动汽车充电基础设施运行情况显示，截至2019年12月，中国公共类充电基础设施保有量达到51.6万台，同比增加18.1%,并呈现稳定增长态势。
中国充电基础设施建设的不断完善将显著提升新能源汽车的便捷性与实用性，从而吸引大批潜在消费者进行换购，促进新能源汽车销量的提高，带动车辆配套电控产品市场需求量的增加，为中国新能源汽车电控系统行业创造广阔发展空间。
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车新能源汽车驱动电机制造层面的NVH分析和优化研究朱克非上海汽车电驱动有限公司 上海市 201806摘 要： N VH（Noise Vibration Harshness噪音振动平顺性）是新能源汽车行业衡量驱动电机的设计水平和制造质量的重要指标。
为了从制造过程来分析和优化驱动电机的NVH性能，提升量产电机产品的制造质量，本文结合六西格玛DMAIC质量体系方法，应用到车用驱动电机产品的实际量产制造中，进行了制造产线中NVH相关的MSA（测量系统分析），利用FTA（故障树分析）得到了影响电机制造NVH的相关变量，通过相关性分析方法和最佳子集回归法得到了影响制造NVH的关键因素，优化并将改善点加入了产线NVH控制计划。
本研究对于提升车用驱动电机的制造质量水平及建立车用驱动电机制造NVH开发体系具有重要意义。
关键词：新能源汽车 驱动电机 量产制造 NVH1 引言NVH是新能源汽车行业衡量驱动电机设计和制造水平的重要指标，因此NVH性能不仅与电机的电磁、结构和控制设计相关，也与电机制造过程中的来料质量和装配工艺密切相关。
很多论文做了驱动电机、电驱系统设计层面的NVH分析优化，但是从量产制造层面来研究驱动电机NVH性能分析优化的研究相对较少。
为了保证实际电机产品在大规模量产制造时的质量和工艺一致性，需要建立量产制造层面的电机NVH开发体系，本文采用六西格玛质量体系的DMAIC方法。
六西格玛质量体系包含DFSS和DMAIC两种方法。
DFSS即Design For Six Sigma 六西格玛设计，包含DOE（Design of Experiment 实验设计）等实用工具，主要应用于新产品的设计。
DMAIC方法即Define定义，Measure测量，Analysis分析，Improve改进，Control控制，这一套方法流程主要应用于对现有产品的优化改进，如图1所示。
![一种组合式油冷电机系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/d56dbbcd58fb770bf68a5509.png)
专利名称：一种组合式油冷电机系统
专利类型：实用新型专利
发明人：胡凯俊,应红亮,张舟云,段磊,闫兵,陈红梅,陈中贤申请号：CN202021639477.1
申请日：20200807
公开号：CN212572211U
公开日：
20210219
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种组合式油冷电机系统，包括机壳和设置在机壳内的转子总成、定子总成，所述机壳的两端分别设有端部壳体和盖板组件，所述定子总成包括定子冲片组件和密封垫，所述定子冲片组件设有周向分布且轴向贯通的多条定子油道，所述密封垫分别在定子油道两端对正装配，所述定子总成与机壳对正装配并沿周向固定。
与现有技术相比，本实用新型实现电机定子总成和转子总成串联式一体化冷却润滑，整个系统结构高度集成，比现有电机冷却润滑方式全面高效，功能性强。
申请人：上海汽车电驱动有限公司,上海电驱动股份有限公司,上海汽车电驱动工程技术研究中心有限公司
地址：201806 上海市嘉定区恒裕路300号
国籍：CN
代理机构：上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：申丹宁
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新能源汽车电驱动相关标准
摘要：
1.新能源汽车电驱动系统概述
2.电驱动系统关键部件及技术需求
3.我国新能源汽车电驱动系统行业现状
4.新能源汽车电驱动系统未来发展趋势
5.电驱动系统核心技术创新与发展
正文：
新能源汽车电驱动系统是新能源汽车的核心组成部分，它将电能转换为机械能，驱动车轮。
电池的性能直接影响到新能源汽车的续航里程、充电时间和整体性能。
电驱动系统由电机、电控和辅助系统等组成。
其中，电机是将电能转换为机械能的关键部件，电控部分则包含以功率半导体为主的逆变器成本。
电驱动系统关键部件及技术需求主要包括：提高电机效率，优化电控系统，提升电池性能，以及研发新型充电技术和热管理系统。
目前，我国新能源汽车电驱动系统技术在不断提高，但仍然存在一些挑战，例如提高电机性能、降低成本等。
我国新能源汽车电驱动系统行业现状呈现出以下特点：首先，市场规模逐年扩大，驱动电机、电控等关键部件的需求不断增长；其次，技术研发投入加大，国内企业纷纷加大研发力度，提升产品性能；最后，政策支持力度加大，政府出台一系列政策措施，鼓励企业创新发展。
新能源汽车电驱动系统未来发展趋势如下：一是电机性能将继续提升，高
效、轻量化成为发展方向；二是电控系统将向高度集成、智能化方向发展；三是电池技术将朝着高能量密度、长续航里程方向发展；四是充电技术将向快速、高效、安全方向发展。
为应对这些发展趋势，电驱动系统企业需加强创新能力，抓住技术变革机遇，提升核心竞争力。
政府也应继续加大对新能源汽车电驱动系统行业的支持力度，推动产业健康发展。
总之，新能源汽车电驱动系统行业具有广阔的市场前景。
公司简介上海固若金电子科技有限公司是一家从事步进电机驱动器开发、生产、销售为一体的高科技企业，并且多年从事电机控制系统的开发，致力于机电一体化产品的开发和运动控制系统的优化集成。
公司现主要产品为步进电机驱动器，功能强大，性能可靠，性价比极高。
并且可为客户量身定做各种控制系统。
产品广泛应用于数控机床、电脑绣花、包装机械、雕刻机、绕线机、 XYZ 三维工作台、医疗设备等行业中。
公司拥有一批积累了丰富经验的开发、生产、销售和工程服务人员。
可为用户开发多种层次自动化控制系统，包括产品选型、方案设计。
公司坚持 " 质量第一，用户至上 " 的原则，服务于用户，让用户满意，为用户提供优质产品和服务。
步进电机选型指南步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（步进角）。
您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
一、 步进电机的种类：永磁式（PM) ：磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；多用于空调风摆上。
反应式（VR)：国内一般叫BF，常见的有三相反应式，步距角为1.5度；也有五相反应式。
噪音大，无定为转距已大量淘汰。
混合式（HB)：常见的有两相混合式，五相混合式，三相混合式，四相混合式，两相跟四相可以通用驱动器，五相跟三相必须使用各自的驱动器；两相、四相混合式步距角多是1.8度，具有小体积，大力距，低噪音；五相混合式步进电机一般为0.72度，电机步距角小，分辨率高，但是驱动电路复杂，接线麻烦，如5相十线制。
三相混合式步进电机步距角为1.2度1、步进电机的保持转距：指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。
它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。
新能源汽车理论习题库（附答案）一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1、为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电，将电气设备的金属外壳与电网的零线（变压器中性点）相连接，称为（）。
A、工作接零B、工作接地C、保护接地D、保护接零正确答案：D2、常规情况，当人体不慎接触泄露液时，应立即用大量水冲洗（）分钟。
A、5-10B、1-2C、100-150D、10-15正确答案：D3、新能源车型维修技师需具备以下资质：（）。
A、安全防护等级证书B、合格证C、国家认可的《特种作业操作证(低压电工)》D、行驶证正确答案：C4、直流电机定子装设换向极是为了（）。
A、将交流电机换成直流电机B、增加气息磁场C、减小气息磁场D、改善换向正确答案：D5、连接电动汽车到电网（电源）给电动汽车供电的方法有（）种。
A、1B、2C、3D、4正确答案：D6、电路闭合时，所施加的电压使导体和用电器的所有自由电子同时朝一个方向移动。
每个时间单位内流动的电子（电荷载体）数量就是（）。
A、电源B、电流C、电压D、电阻正确答案：B7、电池容量是 1000mAh，放电电流是 3000mA，放电倍率是（）。
A、0.1CB、3CC、0.5CD、0.3C正确答案：B8、角频率ω与频率ƒ之间的关系为（）。
A、ω=2πƒB、ω=1/ƒC、ω=ƒD、ω=πƒ正确答案：A9、荷电状态 SOC 是当前蓄电池中按照规定放电条件可以释放的（）占可用容量的百分比。
A、电压B、电量C、电流D、容量正确答案：D10、组成锂离子电池的关键材料是（）。
A、外壳B、电解液C、负极材料D、正极材料正确答案：D11、手工焊接集成电路时，应避免高温损坏集成电路，焊接用电烙铁功率应选择在（）。
A、200W-220WB、50W-80WC、100W-125WD、20W-25W正确答案：D12、三对极的异步电动机转速（）。
A、1000r/min～B、大于C、小于D、等于正确答案：C13、如果误入跨步触电区域，下面哪种方法可以避免触电（）。
新能源汽车驱动电机系统技术与产业发展应红亮上海电驱动股份有限公司国家节能与新能源汽车重大工程我国新能源汽车市场快速增长☐ 2016年，我国新能源汽车产销量达到50万辆，占2016年汽车市场份额的1.8%，新能源汽车保有量达到100万辆规模；☐ 2017年，受新能源汽车推广目录重审和新的补贴政策影响，新能源汽车增长相对平缓，1~8月产销总量达到32万辆，总量较去年同期持续增长，全年预期60~70万辆。
32.0我国新能源汽车国际地位逐步攀升我国新能源汽车市场发展需求预测2030年，新能源汽车年销量占汽车总体需求量比例将超过40%，规模达千万辆级，保有量超过5000万辆2025年，新能源汽车年销量占汽车总体需求量比例将超过15%，规模为500万辆左右2020年，新能源汽车年销量将占汽车总体需求量的7%以上，规模为200万辆以上高密度、小型化、轻量化：采用强制水冷结构、高电磁负荷、高性能磁钢、高转速等技术，实现电机小型轻量化和高密度化。
高效率：采用稀土永磁和电磁设计优化，驱动电机的最高效率可达到97%，电机超过85%的高效率区达到80%以上。
低速大出力、高速恒功率宽调速：在车辆起步和行车要求高转矩，高速运行时能够进行恒功率输出，电机调速范围达到1:3到1:4以上。
可靠性、耐久性、适应性：车用电机处于振动大、冲击大、灰尘多、温湿度变化大的环境下运行，要求电机系统具有耐冲击和环境适应性。
低噪声与低成本：电机成本的高低是决定电动汽车是否能够产业化的重要因素；电动汽车NVH技术是整车研发的重要衡量指标。
驱动电机系统是节能与新能源汽车的核心关键部件之一，其工程化和产业化能力直接影响到我国汽车工业体系和创新体系的建全。
我国电机系统的技术与产品满足了新能源商用车（客车、卡车）、乘用车和专用车辆的需求，多家驱动电机企业产能达到万套级以上，部分产品已经批量出口欧美，驱动电机关键指标达到了国际先进水平。
由于电力电子技术起步较晚，我国车用电力电子控制器产品的技术水平和竞争力落后于国际先进水平，近几年追赶速度加快。
建立了电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟，在关键材料和关键部件方面形成了自主的技术与产品，实现国产化替代及应用。
各类车用驱动电机性能比较电机类型比较项目交流异步电机开关磁阻电机交流永磁电机无刷直流电机永磁同步电机起动性能O O O◎额定运行点峰值效率O O◎◎恒功率速度范围理想无穷2-3 1-2无穷典型2-3 3-4 最优 4 >7.5高效率运行区(>85%)占整个运行区80%以上O O O◎重量功率密度（kW/kg）O O◎◎转矩波动低速O△O◎高速◎△O◎电机可靠性◎◎O O NVH（振动噪声舒适性）◎△O◎注：性能从好到差的符号次序为：◎、O、△、⨯。
我国车用驱动电机系统典型产品电动汽车电驱动系统全产业链战略联盟国内外驱动电机技术发展趋势—多领域集成采用现代永磁电机多领域集成、多层面优化、多端口匹配设计技术，进行电机综合设计与分析，实现电机最佳性能比和材料利用率。
高功率密度是电机控制器的重要技术与产业的发展方向，采用沟槽栅场终止IGBT 与双面焊接及冷却技术，提升芯片IGBT 器件功率密度。
下表面银浆烧结工艺 铝线键合工艺与双面焊接单面冷却工艺对比多适应性注塑模工艺发射极电流检测门极 温度检测二极管 阴极 阳极集成电流+温度传感器芯片Trench+FS 结构及超薄晶圆国内外驱动电机技术发展趋势—电力电子器件以SiC/GaN为代表的第三代宽禁带材料技术及产品快速发展，国外企业（特别是日本）不断推出全SiC电力电子集成控制器产品样机，全SiC控制器功率密度比Si控制器提升2倍以上。
国际电力电子技术的发展与演变2014年8kVA/kgIGBT2020年16kVA/kgSiC2020年32kVA/kg电力电子控制器：现代IGBT控制器水平翻一翻，宽禁带SiC控制器再翻一翻重量减半重量减半2015-2020六年间功率密度翻两翻丰田SiC PCU体积减小为IGBT PCU 的1/5我国研制出功率密度37kW/L SiC控制器国内外驱动电机技术发展趋势—电机控制技术在永磁电机系统控制方面，以系统和整车工况综合匹配优化来提高控制器效率；以转矩快速主动补偿控制来提高驱动系统的动态性能和NVH性能；以极端工况下的驱动电机系统保护策略及处理机制确保系统安全可靠运行。
电压利用率提升技术转矩主动补偿技术故障诊断与处理机制国内外驱动电机技术发展趋势—功能安全与AutoSar基于新一代32bit微处理器（双核、三核），按照ISO26262标准，从整车安全等级进行电机控制系统安全等级分解，构建产品开发体系流程。
引入AutoSar操作系统，实现软件的分层设计与开发。
国内外驱动电机技术发展趋势—电磁兼容☐CISPR25 提出了低压电源端口传导发射标准+高压端口传导干扰极限规范；☐电力电子集成度将进一步提高，需要更精确的干扰预测方法和更有效的抑制手段；☐未来SiC器的应用，开关频率更高、开关速度更快，将为电磁兼容的设计带来新的挑战。
低压电路干扰源高压耦合+低压电路干扰源电机控制器内部显著的干扰耦合现象☐电磁兼容问题来源：高压大电流开关器件和低压高频开关器件产生的高频谐波电流/电压（150kHz+），通过导电体传导和空间辐射对控制器等弱电电路的干扰；☐电磁兼容问题影响：导致通信可靠性降低、电机控制器失效、外部电气设备工作异常。
国内外驱动电机技术发展趋势—系统匹配技术新能源汽车大规模应用对整车的动态性能、续驶里程和低成本提出越来越高的要求： ✓电驱动系统全局性能设计和控制直接影响整车动态性能；✓在整车重量和电池容量一定时，电驱动全局高效特性直接影响整车续驶里程； ✓电驱动系统成本下降很大程度上取决于电机驱动控制器集成度提升。
全局性能优化、全局高效率、更高集成度30404050505050506060606060606565656565657070707070707575757575758080808080808282828282828484848484868686868688888888889090909090919191919192929292939393939494943040405050505050606060606060656565656565707070707070757575757575808080808080828282828282848484848486868686868888888888909090909091919191919292929293939393949494电机转速/rpm电机输出转矩（N m ）和效率M A P （%）5001000150020002500-1500-1000-500050010001500国内外驱动电机技术发展趋势—电驱动系统集成以大陆、博世、西门子、麦格纳为代表的电驱动系统集成商在驱动电机系统表现出了强劲的竞争力，纷纷推出了电驱动总成系统产品，包括电力电子与驱动电机总成、驱动电机与减速器总成（电驱动桥）等，这类产品在集成度方面具有明显优势；适用于乘用车的电驱动总成开始在商用车应用。
国内外驱动电机技术发展趋势—电动轮集成面向分布式驱动应用，轮毂电动车轮总成、轮边电机总成、电驱动桥具有较大优势。
通过将电机设计安装在车轮的轮毂内，输出转矩直接传输到车轮，舍弃传统的离合器、减速器、传动桥等机械传动部件，汽车结构大为简化。
国内外车用电驱动技术发展趋势—48VBSG总成48VBSG集成一体化总成结合了双重电压设置（12V/48V）以及“启动-停车”技术的优势，能够更有效率地回收汽车的制动能量，提高燃油效率最高达到15%。
国外如大陆、博世、法雷奥、马瑞利等已经推出了48VBSG样机，并实现了装车测试，我国也处于快速起步阶段，样机开发与国外基本同步。
发展目标：电机控制器实现功率密度倍增，达到国际先进水平。
封装形式技术路线模块式集成式双面冷却封装式新材料新工艺器件年份2014年2020年2025年功率密度6~8 kW/L 16~18 kW/L 32~36 kW/L发展目标：乘用车电机功率密度4.0kW/kg，商用车电机转矩密度20Nm/kg，继续保持国际先进水平。
小结：国内外驱动电机技术发展方向集成化：电机方面：电机与发动机总成、电机与变速箱的总成、三合一集成控制器方面：电力电子总成（功率器件、驱动、控制、传感器、电源等）永磁高效化：永磁电机功率密度和转矩密度高、具有效率高、功率因数高、可靠性高的优点；少用无/低重稀土材料的永磁电机、新型混合励磁电机。
数字化与智能化：新一代MCU控制器：32位微处理器功能安全：具有冗余和安全监控功能AutoSAR：分层软件架构，具备诊断、通信、标定等功能。
谢谢各位聆听！为构建人类最佳居住环境而奋斗!。
