電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)制作實訓臺方案的實施

崔　幸（北京信息職業(yè)技術學院，北京 100070）

電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)制作實訓臺方案的實施

崔幸
（北京信息職業(yè)技術學院，北京 100070）

本文主要介紹以北汽新能源E160車型為模型，制作電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺。提供一種新能源的教學設備，使汽車電子技術專業(yè)（新能源方向）的學生得以了解北汽新能源E160汽車的結構，掌握電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)檢測和維修。

驅(qū)動電機； 控制系統(tǒng)；全真實訓臺

隨著國家大力推廣新能源電動汽車，使得汽車動力系統(tǒng)發(fā)生了變革。主要趨勢是汽車排放潔凈化：電動汽車是我國汽車能源發(fā)展新趨勢。隨著電動汽車保有量的不斷增加，電動汽車配件的需求量也不斷增加，需要大量的有文化有一定專業(yè)知識的人才進入新能源電動維修市場。本文介紹的制作電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺，是汽車電子技術專業(yè)（新能源方向）所學課程汽車動力電機及控制技術實驗體系中的一部分。實訓臺采用國內(nèi)較新E160車型型，教學與實踐緊密結合，實用性強。選擇原車的各元器件，連接電路，以便能使學生在實驗期間了解掌握更多電動汽車動力系統(tǒng)、及控制工作原理。使之加深印象，達到良好的教學效果。

1 電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺總體方案的選擇和確定

1.1 電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺總體方案的選擇。我們把制作電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺做為《汽車動力電機及控制技術》課程的一個教學項目、若干個任務。選用北汽新能源純電動轎車的動力系統(tǒng)進行制作的全真實訓臺。這樣能夠較好的完成這個項目教學。《汽車動力電機及控制技術》實驗教學采用的實驗體系包括直流電動機、交流電動機、永磁無刷直流電動機、永磁同步電動機及開關磁阻電動機的一系列實驗。其中永磁同步電動機更能代表當前電動汽車動力系統(tǒng)。通過實訓更注重學生能做實驗而掌握更多電動汽車動力系統(tǒng)方面以及北汽電動汽車動力系統(tǒng)的相關知識點。

1.2 電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺總體方案的確定。電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺，選用北汽新能源純電動轎車E160的動力系統(tǒng)制作的。包括驅(qū)動電機、電機控制器、傳動系統(tǒng)、動力電池、加速/制動踏板系統(tǒng)等。該設備用于培養(yǎng)職業(yè)院校學生掌握純電動轎車驅(qū)動電機與控制器系統(tǒng)工作原理和故障診斷與維修的操作技能培訓等。全真實訓臺組成。組成：該設備由北汽新能源轎車永磁同步電機、電機驅(qū)動器、冷凝器及管路、組合儀表、系統(tǒng)工作參數(shù)顯示儀表、動力電池組、充電系統(tǒng)、測量面板、故障設置系統(tǒng)、實訓臺移動支架、一體化控制模塊、理實一體化軟件等組成的完備設備。

2 建立電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)平臺

主要功能：在實訓臺上，E150純電動車驅(qū)動電機與控制器系統(tǒng)可以正常運行，在顯示儀表上可以觀察不同工況下參數(shù)的變化。實訓臺測量面板上分布了E150驅(qū)動電機與控制器系統(tǒng)電路圖和測量端子，利用萬用表等測量儀器在端子處測量不同工況下傳感器或執(zhí)行器等動態(tài)參數(shù)或波形。配備故障設置系統(tǒng)，對驅(qū)動電機和控制器系統(tǒng)電路插入故障，訓練故障診斷排除的技能。配備理實一體化軟件，可以同時滿足多人利用同一實訓臺進行實訓的需要。理實一體化軟件包含5個模塊。

2.1 理論知識模塊。（1）電機系統(tǒng)的構成：介紹永磁同步電機構造，電機控制器構造。（2）電機系統(tǒng)主要技術參數(shù)：電機的主要技術參數(shù)和控制器的技術參數(shù)。（3）電機系統(tǒng)的工作原理和接口定義：介紹電機系統(tǒng)工作原理，旋轉(zhuǎn)變壓器構造和工作原理，電機系統(tǒng)的連接示意圖，電機接口定義，控制器接口定義。（4）電機系統(tǒng)控制策略：電機系統(tǒng)驅(qū)動模式，電機系統(tǒng)發(fā)電模式。（5）電機系統(tǒng)故障診斷：冷卻系統(tǒng)布置，溫度保護功能，旋變故障描述。

2.2 原理教學與虛擬拆裝模塊。（1）建立模型：在三維虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，建立北汽新能源E150電動車電機與控制器系統(tǒng)模型，模型可以任意放大、縮小和360度旋轉(zhuǎn)。（2）原理教學：虛擬電機系統(tǒng)模型可以運行，透視觀察內(nèi)部零部件的運動過程和工作原理。（3）虛擬拆裝實訓：對電機系統(tǒng)進行三維互動拆裝實訓。可以手動分步拆裝，也可以利用自動演示拆裝過程。（4）零部件認識：提供電機系統(tǒng)的爆炸圖，點擊零部件出現(xiàn)其名稱。

2.3 故障診斷模塊。（1）電路圖。故障診斷軟件上電路圖與電機與控制器系統(tǒng)實訓臺測量面板上電路圖一致。（2）測量點。測量點的位置與電機與控制器系統(tǒng)實訓臺測量面板上的測量點位置一樣，測量點的數(shù)據(jù)采集電機與控制器系統(tǒng)實訓臺的數(shù)據(jù)并實時保持相同。（3）故障設置。在電路圖上直接設置故障，通過無線通訊技術將故障設置指令傳輸?shù)綄嵱柵_的一體化遠程控制模塊上，在實訓臺上產(chǎn)生設置的故障。（4）傳感器、執(zhí)行器學習模塊。顯示電路圖上傳感器或執(zhí)行器的三維動畫圖、電路原理圖、結構解剖圖、安裝位置圖，標準波形圖。（5）虛擬儀器。軟件界面上提供虛擬萬用表、試燈等。

2.4 試驗指導書模塊。（1）試驗指導書格式： Web網(wǎng)頁格式，支持三維動畫、Flash動畫、視頻等。（2）電機溫度保護測量。利用Flash動畫、三維動畫、照片、文字、圖表和word文檔等編制試驗書。內(nèi)容有：學習目標、實訓組織、實訓準備、實訓步驟。實訓項目、實訓效果、小結等，提供學生工作頁。（3）控制器溫度保護測量。（4）旋變故障診斷。

2.5 考評模塊。（1）理論知識試題庫：建立純電動車電機與控制器系統(tǒng)相關的理論知識題庫，試題庫對教師開放，教師可以批量導入試題。（2）試卷管理：根據(jù)難易程度編輯試卷。（3）試卷批閱：查詢每個學生的答題情況，可以批注試卷。（4）人員管理：編輯班級、編輯人員、導入數(shù)據(jù)。（5）考試答題：學生端答題。（6）實訓考核：對實訓臺進行故障設置，進行故障診斷排除考核。同時考慮方便學生測量實踐不易過小，外型尺寸為（長×寬×高：2460mm×1850mm×800mm。以達到提供學生親自動手檢測實訓臺的功能。學生互查、互評。教師進行驗收、考核。完成項目教學。從而達到鞏固加深教學成果的目的。

結語

制作電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺這個項目，能夠較好為汽車電子技術專業(yè)（新能源方向）的學生鞏固所學的汽車電控方面的知識。又能在電動車電機與控制器系統(tǒng)平臺上全面的完成了電動車電機與控制器系統(tǒng)一系列實驗教學任務。目標是為學生提供一個汽車新能源方向比較系統(tǒng)的實驗平臺，使學生形象地模擬和實際演練新能源電動車電機與控制器系統(tǒng)操作、檢測維修的全過程。本項目教學的創(chuàng)新點如下：制作緊跟時代發(fā)展的全真的新實訓臺。能夠培養(yǎng)學生較全面地了解新能源電動汽車動力電機及控制系統(tǒng)和檢修的全過程。一舉兩得。為學生提供了良好的學習平臺，從而能夠跟上時代前進步伐，很快適應社會、滿足企業(yè)需要。成為社會、企業(yè)需要的有用的人才。

[1]王艾萌.新能源新型電機的設計及弱磁控制[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

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