電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修

任務(wù)4.1驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)部件的更換任務(wù)4.2檢查與排除驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)故障電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1不同種類的電機(jī)的特點(diǎn)和性能，驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的工作模式23電機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)及工作原理永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理任務(wù)4.1驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)部件的更換【任務(wù)描述】

任務(wù)4.1驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)部件的更換單擊添加一輛E150EV車輛行駛5000KM以后，會出現(xiàn)類似底盤零部件松動的聲音，從前機(jī)艙內(nèi)部下方傳出，車輛低速滑行過減速帶時(shí)比較明顯，另外低速時(shí)加速和減速時(shí)也會頻發(fā)出現(xiàn)。拆下電機(jī)后檢查磨損情況，發(fā)現(xiàn)減速器花鍵和驅(qū)動電機(jī)輸出軸花鍵磨損嚴(yán)重?？蛻粑校焊鼡Q驅(qū)動電機(jī)一、電動汽車驅(qū)動電機(jī)的種類的及特點(diǎn)

1.對驅(qū)動電機(jī)的要求

目前汽車專用驅(qū)動系統(tǒng)主要有三種類型的電機(jī)系統(tǒng)，直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。2.電動機(jī)的類型及特點(diǎn)無刷直流電動異步電動機(jī)永磁同步電動機(jī)2.電動機(jī)的類型及特點(diǎn)輪轂電機(jī)開關(guān)磁阻電動機(jī)二、驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)工作模式

驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動電機(jī)（PMMS）、驅(qū)動電機(jī)控制器（MCU）構(gòu)成，通過高低壓線束、冷卻管路與整車其它系統(tǒng)連接。

在電動車輛的行駛模式有D檔加速行車時(shí)、減速制動時(shí)，R檔倒車等工況。以某電動車型為例介紹驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)在不同的行駛模式不同的工作狀態(tài)。

1.D檔加速行車

2.R檔加速行車

3.制動時(shí)能量回收

4.E檔行駛時(shí)

三、驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)工作條件

驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)正常工作要滿足的條件如下：高壓電源輸入正常（絕緣性能大于20MΩ）低壓12V電源供電正常（電壓范圍9-16V）與整車控制器通訊正常電容放電正常旋變傳感器信號正常三相交流輸出電路正常電機(jī)及電機(jī)控制器溫度正常開蓋保持開關(guān)信號正常四、永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.永磁同步電動機(jī)的分類

永磁同步電機(jī)可分為交流永磁同步電機(jī)（PMSM），直流無刷永磁電機(jī)（BLDCM）和新型永磁電機(jī)（混合式永磁電機(jī)（HSM）、續(xù)流增磁永磁電機(jī)）三大類，目前電動汽車主要采用的是前2類。

永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同，則電動機(jī)的運(yùn)行特性、控制系統(tǒng)等也不同。根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上的位置的不同，永磁同步電動機(jī)主要可分為：凸裝式和內(nèi)置式。四、永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.永磁同步電動機(jī)的分類凸裝式永磁轉(zhuǎn)子嵌入式永磁轉(zhuǎn)子鐵芯2.永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)

交流永磁同步電機(jī)電機(jī)主要由定子（鋁合金）、轉(zhuǎn)子（永磁）、前后端蓋和和旋變傳感器組成。3.永磁同步電機(jī)的機(jī)械特性

永磁同步電機(jī)的機(jī)械特性曲線。根據(jù)特性曲線可以看出，永磁同步電機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩最大，隨著轉(zhuǎn)速的升高扭矩逐漸降低。在在低轉(zhuǎn)速時(shí)功率隨轉(zhuǎn)速增加，在高轉(zhuǎn)速時(shí)保持恒定的功率。五．交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

在電動汽車的應(yīng)用中，籠型異步電動機(jī)較為廣泛。其結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，而且維護(hù)起來也很容易。1.交流異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)五．交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.交流異步電動機(jī)的工作原理六、電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)及功能

根據(jù)GB/T18488.1-2001《電動汽車用電機(jī)及其控制器技術(shù)條件》對電機(jī)控制器的定義，電機(jī)控制器就是控制主牽引電源與電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置、是由外界控制信號接口電路、電機(jī)控制電路和驅(qū)動電路組成。1.電機(jī)控制器主要功能

電機(jī)控制器主要功能包括車輛的怠速控制（爬行）；控制電機(jī)正轉(zhuǎn)（前進(jìn)）；控制電機(jī)反轉(zhuǎn)（倒車）；能量回收（交流轉(zhuǎn)換直流）駐坡（防溜車）。電機(jī)控制器另一個(gè)重要功能是通信和保護(hù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)和故障檢測，保護(hù)驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)和故障反饋。

電機(jī)控制器的核心元件電機(jī)控制器使用以下傳感器來提供驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的工作信息，包括：電流傳感器用以檢測電機(jī)工作的實(shí)際電流（包括母線電流、三相交流電流）。電壓傳感器用以檢測供給電機(jī)控制器工作的實(shí)際電壓（包括動力電池電壓、12蓄電池電壓）。溫度傳感器用以檢測電機(jī)控制系統(tǒng)的工作溫度（包括IGBT模塊溫度、電機(jī)控制器板載溫度）。某車型驅(qū)動電機(jī)控制器的銘牌

從電機(jī)的銘牌中可以看到電機(jī)型號、冷卻方式電機(jī)額定電壓、最大輸出電流等參數(shù)。2.電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)

電機(jī)控制器構(gòu)主要由接口電路、控制主板、IGBT模塊（驅(qū)動）、超級電容、放電電阻、電流感應(yīng)器、殼體水道等組成。2.電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)電動車型電機(jī)的控制器內(nèi)部的三相輸出和直流高低壓輸入母線。三相輸出高低壓輸入2.電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)機(jī)控制器內(nèi)部的超級電容、控制主板和接口電路。2.電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器內(nèi)部的IGBT模塊和電流感應(yīng)器IGBT模塊電流感應(yīng)器2.電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器內(nèi)部的電容與直流母線的連接和放電電阻七、電機(jī)的傳感器

在電機(jī)上安裝的傳感器主要有電機(jī)溫度傳感器和測量電機(jī)轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)變壓器。1.電機(jī)溫度傳感器

電機(jī)溫度傳感器功用的作用是檢測電機(jī)定子繞組的溫度，并提供散熱風(fēng)扇啟動的信號之一。某車型溫度傳感器為PT1000型熱敏電阻，溫度在0℃時(shí)阻值100Ω，溫度每增加1℃。阻值增加3.8Ω。散熱風(fēng)扇啟動溫度值：45℃≤電機(jī)溫度＜50℃時(shí)冷卻風(fēng)扇低速啟動；電機(jī)溫度≥50℃時(shí)，冷卻風(fēng)扇高速啟動；電機(jī)溫度降至40℃時(shí)冷卻風(fēng)扇停止工作。電機(jī)溫度傳感器外觀圖。2.旋轉(zhuǎn)變壓器

旋轉(zhuǎn)變壓器（resolver/transformer）安裝在驅(qū)動電機(jī)上，是一種電磁式傳感器，又稱同步分解器，用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度。在電動汽車上，使用旋轉(zhuǎn)變壓器作為測量驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速的元件，并將轉(zhuǎn)速信號傳遞給電機(jī)控制器。旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)簡圖旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)簡圖旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理A-兩線圈夾角為0°時(shí)的輸出電壓與輸入電壓關(guān)系B-在兩線圈夾角為90°時(shí)輸出電壓與輸入電壓關(guān)系C-在兩線圈夾角為0-90°之間時(shí)輸出電壓與輸入電壓關(guān)系旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)八、驅(qū)動電機(jī)的更換

當(dāng)電機(jī)損壞時(shí)需要更換電機(jī)，更換電機(jī)時(shí)要按照高壓操作的規(guī)范進(jìn)行。某車型永磁同步電機(jī)的安裝位置及其相關(guān)器件。1.拆卸驅(qū)動電機(jī)的步驟將鑰匙置于OFF擋并關(guān)閉及所有用電器；將鑰匙從點(diǎn)火開關(guān)拔下并妥善保管。斷開蓄電池低壓負(fù)極電纜擰開散熱水箱蓋將車輛舉升拆下前機(jī)艙擋板在下方排放冷卻液，并斷開電機(jī)上的進(jìn)出水管路。拔下驅(qū)動電機(jī)器上的低壓線束用專用工具拆下電機(jī)控制器的高壓插頭1.拆卸驅(qū)動電機(jī)的步驟拆卸車輪拔下空調(diào)壓縮機(jī)上的高低壓插件，在電機(jī)上拆下空調(diào)壓縮機(jī)的固定螺栓，將空調(diào)壓縮機(jī)移動到遠(yuǎn)離電機(jī)位置并固定拆卸制動鉗總成并固定使用專用工具將驅(qū)動軸從制動盤中拔出用撬棍將將驅(qū)動軸從變速器中撬出，拔出拔出左右兩個(gè)驅(qū)動軸拆卸固定驅(qū)動電機(jī)的懸架螺栓從車輛下方拆下驅(qū)動電機(jī)和減速器總成安裝步驟與拆卸步驟相反2.電機(jī)總成安裝完成后的檢查電機(jī)總成安裝完成后，需進(jìn)行如下檢查水路系統(tǒng)安裝正確性，是否有滴、漏水等異常情況各部件機(jī)械部件安裝是否牢固各線纜所連接電源的極性連接是否正確各電氣插接器連接是否到位，相應(yīng)的插口或鎖緊螺絲是否卡緊或擰緊各高、低壓部件的絕緣性是否良好電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修

任務(wù)4.2檢查與排除驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)故障任務(wù)4.1驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)部件的更換【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解電機(jī)電機(jī)控制器的工作原理23掌握旋轉(zhuǎn)變壓器的故障排除方法掌握驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的故障診斷方法任務(wù)4.2檢查與排除驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)故障4了解驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的故障分析【任務(wù)描述】

任務(wù)4.2檢查與排除驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)故障單擊添加一名客戶的車輛在行駛幾公里偶爾掉高壓現(xiàn)象，儀表顯示動力蓄電池故障指示燈亮，系統(tǒng)故障燈亮，車輛無法行駛。使用故障檢測儀讀出故障碼為P0518（電機(jī)控制器欠壓故障），經(jīng)確定故障在驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)，作為一名技師請你維修客戶的車輛?？蛻粑校号懦?qū)動電機(jī)系統(tǒng)故障

一、電機(jī)控制器逆變原理

電機(jī)控制器作為整個(gè)制動系統(tǒng)的控制中心，它由逆變器和控制器兩部分組成。逆變器接收電池輸送過來的直流電電能，逆變成三相交流電給汽車電機(jī)提供電源。逆變器內(nèi)部電路二、驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)故障排除

當(dāng)驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，驅(qū)動電機(jī)控制器（MCU）將故障信息發(fā)送給整車控制器（VCU）。整車控制器根據(jù)電機(jī)、電池、DC/DC等零部件故障和整車CAN網(wǎng)絡(luò)故障及VCU硬件故障進(jìn)行綜合判斷，確定整車的故障等級，并進(jìn)行相應(yīng)的控制處理。整車故障的4級劃分等級名稱故障后處理1級致命故障電機(jī)零扭矩，1S緊急斷開高壓，系統(tǒng)故障燈亮2級嚴(yán)重故障2級電機(jī)故障，電機(jī)零扭矩；2級電池故障，系統(tǒng)故障燈亮3級一般故障進(jìn)入如跛行工況/降功率，系統(tǒng)故障燈亮4級輕微故障4級故障屬于維修提示，但VCU不對整車進(jìn)行限制，只儀表顯示。4級能量回收故障，僅停止能量回收，行駛不受影響。1.驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)電路2.驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)低壓插件

某車型驅(qū)動電機(jī)低壓插件端子位置和形狀見圖3-36。低壓插件為19針，主要包括旋轉(zhuǎn)變壓器、電機(jī)溫度傳感器和高低壓互鎖接口。檢修電機(jī)低壓插件時(shí)先確認(rèn)插件是否連接到位，是否有“退針”現(xiàn)象。驅(qū)動電機(jī)低壓插接器端子定義連接器型號編號信號名稱說明AmphenolRTOW01419PN03A激勵繞組R1電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器接口B激勵繞組R2C余弦繞組S1D余弦繞組S3E正弦繞組S2F正弦繞組S4GTH0電機(jī)溫度接口HTL0LHVIL1(+L1)高低壓互鎖接口MHVIL2(+L2)驅(qū)動電機(jī)控制器低壓插件驅(qū)動電機(jī)控制器低壓插接器端子接口定義型號編號信號名稱說明AMP35pinC-776163-112激勵繞組R1電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器接口11激勵繞組R235余弦繞組S134余弦繞組S323正弦繞組S222正弦繞組S433屏蔽層2412V_GND控制電源接口112V+32CAN_HCAN總線接口31CAN_L30CAN_PB29CAN_SHIELD10TH電機(jī)溫度傳感器接口9TL28屏蔽層8485+RS485總線接口7485-15HVIL1(+L1)高低壓互鎖接口26HVIL2(+L2)旋轉(zhuǎn)變壓器電路故障排除

在電機(jī)與控制器低壓線束連接正確時(shí)如果出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變壓器出現(xiàn)故障，一般分為兩情況：一種是旋轉(zhuǎn)變壓器本身故障，另一種為控制器旋變解碼電路故障。不管哪一種故障，都將會導(dǎo)致電機(jī)系統(tǒng)無法啟動或轉(zhuǎn)矩輸出偏小等現(xiàn)象。

以某車型為例，檢查電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器是否損壞。首先檢查電機(jī)控制器與電機(jī)連接低壓線束無退針與虛接現(xiàn)象，檢查電機(jī)控制器低壓控制插件12V供電是否正常。檢查線路的通斷根據(jù)電路圖X脫開電機(jī)控制器插頭測量電機(jī)旋變插頭35的針腳至電機(jī)控制器針腳19針之間導(dǎo)線是否出現(xiàn)斷路/短路情況。檢查勵磁繞組的電壓檢查勵磁繞組的電壓，打開點(diǎn)火開關(guān)ON檔測量插件端應(yīng)有3-3.5V交流電壓。檢查線圈的電阻值用萬用表測量電機(jī)旋變傳感器的阻值。正確的線圈阻值如下：正弦繞組阻