《汽车构造》教案 单元四 项目三 任务一 驱动电机结构认知.doc
《汽车构造》教案
课题序号
4
实施课时
3
使用教具
直流电机、交流感应电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等驱动电机总成。
课题名称
单元四新能源汽车动力驱动系统认知
项目三驱动电机认知
任务一驱动电机结构认知
教学目标
（知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观）
【知识目标】
1.了解驱动电机的性能要求
2.掌握驱动电机的结构和原理。
【能力目标】
1.能对照实物正确描述驱动电机的结构和原理。
2.能正确识别驱动电机的类型。
【育人目标】
1.培养学生精益求精的工匠精神，提高创新意识。
2.通过小组成员间的合作，培养学生团队合作及沟通的能力、自我反思提高的能力。
教学重点
掌握动力电池的结构和原理。
教学难点
会检查动力电池铭牌判断与原厂规格是否一致；能对照实物正确识别动力电池的组成部件、描述动力电池的工作原理。
教学内容
教师活动
学生活动
【复习回顾】
1．简述动力电池的放电过程。
2．简述动力电池的充电过程。
【导入新课】
“项目导读”、“任务引入”。
任务一驱动电机结构认知
一、驱动电机的性能要求
汽车行驶时需要频繁地起动、加速、减速、停车等，在低速行驶和爬坡时需要大转矩，在高速行驶时需要降低转矩和功率。为了满足汽车行驶动力性的需要，获得好的经济性和环境指标等，对电动机提出了十分严格的要求。
1．电压高
2．高转速
3．转矩密度、功率密度大，重量轻，体积小转矩密度、功率密度大指最大转矩体积比和最大功率体积比。
4．具有较大的起动转矩和较大范围的调速性能，以满足起动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩应具有自动调速功能，减轻操纵强度，提高舒适性，能达到内燃机汽
车同样的控制响应。
5．需要有4～5倍的过载
6．具有高的可控性、稳态精度、动态性能，以满足多部电动机协调运行。
7．机械效率高、损耗少。
8．可兼做发电机使用。
9．电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关的标准和规定。必须装备高压保护装置以保证安全
10．能够在恶劣条件下可靠工作电动机应具有高的可可靠性、耐低温、和高温性、耐潮湿。并且运行时噪声低，能够在恶劣的环境下长时间工作。
11．结构简单，适合大批量生产，使用维修方便，价格便宜等。
12．散热性好。
二、驱动电机的结构与原理
目前应用于新能源汽车的驱动电机主要包括直流电机、交流感应电机、永磁同步电机、开关磁阻电机。其他特殊类型的驱动电机包括轮毂电机、混合励磁电机、多相电机等，市场应用较少，是否能大规模应用有待验证。
1．直流电机
（1）直流电机的结构
直流电机由静止部分定子和旋转部分转子两大部分构成
2．直流电机的工作原理
直流电动机的基本工作原理见图4-3-2所示。通电的导体在磁场中会受电磁力的作用，电磁力的方向遵循左手定则。两片换向片分别与环状线圈的两端连接，电刷一端与两片换向器片相接触，另一端分别接蓄电池的正极和负极。在环状线圈中，电流的方向交替变化。用左手定则判断可知，环状线圈在电磁力矩作用下按顺时针方向连续转动，这样在电源连续对电动机供电时，其线圈就不停地按同一方向转动。
3．交流感应电机的结构与原理
（1）交流感应电机的结构
交流感应电机主要由定子和转子两大部分组成，定子和转子之间是气隙。
定子是用来产生旋转磁场的，它由机座、定子铁心、定子绕组、铁心外壳、支承转子轴的轴承等组成。转子由转子铁心、转子绕组和转子轴等组成。转子铁心和定子铁心由薄硅钢片叠加而成，以减少铁损。笼型转子采用铜条减少线圈损失，定子铁心采用C级绝缘，可直接用低粘度的油来冷却，采用铸铝机座来减小电机总重量。
（2）交流感应电动机的工作原理
在电机定子上有三相对称的交流绕组(各相差120o，如图4-3-5所示)，三相对称交流绕组流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。由于转子导体通过端环自成闭路，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感应电流。感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁力作用在转子上产生电磁转矩，驱动转子旋转。
4．永磁同步电动机的结构与原理
（1）永磁同步电机的结构
永磁同步电动机的主要结构由定子和转子、端盖、轴承、旋转变压器等部件组成。
①定子
定子由定子绕组和定子铁心组成。多为4极形式，绕组按3相4极布置，通电产生4极旋转磁场。
②转子
永磁同步电机转子采用的是永磁体，永磁电机转子分为凸装式、嵌入式和内埋式3种基本结构，前两种形式又称为外装结构。
（2）永磁同步电机的工作原理
永磁同步电机是用永磁体取代绕线式同步电机转子中的励磁绕组，从而省去了励磁线圈、集电环和电刷，定子中通入三相对称交流电。永磁同步电机模型如图4-3-10所示，由于电机定子三相绕组接人三相对称交流