彩色图解比亚迪秦/唐电动机的基本构造与原理

1. 电动机基本构造与原理

电动机/发电机是用来取代交流发电机、电动机和启动马达的统一称呼。理论而言，任何电动机也可被用作交流发电机。当机械驱动电动机/发电机时，它将作为交流发电机供电。当向电动机/发电机供给电流时，它作为驱动运行。用于推进的电动机/发电机是液冷式电动机/发电机。当然也可用风冷式电动机/发电机。

在完全混合动力车（HEV）中，电动机/发电机还能起到发动机启动马达的作用。

三相电动机经常用作电动机/发电机。三相电动机由三相交流电供能。在该同步电动机中，若干对永磁体位于转子上方。由于对三相线圈连续供电，因此它们会产生一个旋转电磁场，从而在使用电动机/发电机驱动车辆时使转子旋转。

当电动机/发电机用作交流发电机时，转子的运动会使线圈产生三相交流电压，并转换成动力电子元件中高压蓄电池的直接电压。通常情况下，车辆会使用所谓的“同步电动机”。就此而论，“同步性”即“同步运行”，指的是定子线圈中能量场的转速与带永磁体转子转速的比率。

同步电动机与非同步电动机相比的优势在于，同步电动机在自动化应用时可以更精确地控制电动机。

电动机/发电机由转子、定子组成，通过动力电子元件和高压蓄电池连接，电动机装有一个定子绕组，绕组如同电动机一样，可产生一个旋转磁场。电动机组成部件和电路连接如下图所示。

当电动机作为电动机工作时，定子绕组会产生一个旋转磁场。转子是一个可以产生磁场的永磁体。同步电动机的转速可通过感应交流电的频率精确控制。系统中装有一个变频器，对同步电动机转速进行无级调整。转子位置传感器可持续检测转子的位移，控制电子器件以此测定发动机实际转速。电机工作原理如下图所示。

如果电动机作为发电机工作，转子通过变速箱从外部驱动。当转子的磁场通过定子绕组时，每一相的线圈上都会产生感应电动势。转子磁场会依次通过绕组。电力电子装置将获得的电能转化为288V直流充电电流，对高压蓄电池进行充电。

2. 比亚迪秦/唐电动机

电动机由外圈的定子与内圈的转子组成，是汽车的动力源之一，向外输出扭矩，驱动汽车前进后退；同时也可以作为发电机发电（例如，在滑行、刹车制动过程中以及发动机输出的额外扭矩的势能或者动能通过电动机转化为电能存储）。

电动机工作参数：

①最大功率：110km（在EV模式下是车辆的主动力源）；

②额定功率：40kW；

③工作电压：DC706V；

④最大转速：10000r/min；

⑤最大扭矩：200N·m。

比亚迪唐前驱电动机外部连接如下图所示。

比亚迪唐前驱电动机外部连接▲

比亚迪唐前驱电动机冷却水管位置▲

比亚迪唐前驱电动机内部零部件安装位置如下图所示。

旋转变压器（简称旋变）是一种输出电压随转子转角变化的信号元件（下图）。

当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正、余弦函数关系，这种旋转变压器又称为正余弦旋转变压器；旋转变压器作为速度及位置检测，可以反馈给控制器进行监测，来准确控制电动机的转速及位置。旋转变压器由旋变线圈、信号盘组成。旋变线圈如下图。

比亚迪唐使用的驱动电动机为交流无刷永磁同步电机，通过采集电动机旋变信号进行工作。当车辆要行驶时，电动机通过旋转变压器检测到电动机的位置，位置信号通过控制器的处理，发送相关信号给控制器IGBT，逻辑信号控制IGBT开断，控制器输出近似正弦波交流电。

比亚迪唐后驱电动机外部连接▲

比亚迪唐后驱电动机加、放油口及放水口位置▲

比亚迪秦电机控制系统

比亚迪秦电机控制系统

电机作为驱动电机使用的时候，需要的是可以根据车辆行驶速度自动调整频率的三相交流电，而在制动能量回馈工况下作为发电机使用的时候，输出的也是三相交流电，这跟动力电池能提供和存储的直流电能是两种完全不同性质的电能，比亚迪混合动力秦，在动力电池和电机之间配置了一台电机控制器，能在综合驾驶员操纵意图和车辆相关信息的前提下，高效转换电能，并对电机的输出扭矩，旋转速度，旋转方向，以及制动能量回馈工况下电机产生的电能，提供实时精确的控制。

比亚迪秦电机控制系统

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