檢查與維護驅動電機控制器《新能源汽車保養與故障診斷技術》

電機驅動系統的保養與故障診斷方法CONTENTS目錄驅動電機控制器的認識檢查與維護驅動電機控制器情境導入某汽車4S店的服務顧問接待客戶王先生，王先生去年購置了一輛秦EV作為代步工具，啟動車輛時發現儀表“OK”燈不亮，顯示“請檢查動力系統”。經檢查發現為電機溫度系統故障，你會診斷這種故障嗎?01電機工作溫度監測控制系統組成驅動電機控制系統是電動汽車三大核心系統之一，也是車輛行駛的主要驅動系統。驅動電機控制系統的特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經濟性和用戶駕乘感受。秦EV的驅動電機控制系統，也稱前驅電動總成或三合一驅動系統，主要由驅動電機控制器(MotorControlUnit，MCU)、驅動電機、單檔變速器組成。驅動電機控制系統就如同電動汽車的神經中樞，將驅動電機、動力電池和其他輔助系統互為連接并且加以控制。整車控制器(VCU)會根據獲取到的加速、制動、檔位、旋變、溫度等的輸入信號，向電機控制器發出相應的控制指令，從而控制驅動電機進行起動、加速、減速、制動能量回收。一、驅動電機控制器的認識（一）驅動控制系統概述如下左圖為秦EV前驅電動總成，如下右圖為秦EV的前驅電動總成，其位于前艙中部，在充配電總成的下方。一、驅動電機控制器的認識（一）驅動控制系統概述一、驅動電機控制器的認識（一）驅動控制系統概述在秦EV的設計中，驅動電機及電機控制器采用了直連的方式，減少三相電纜、驅動電機和控制器共用冷卻系統(通過整車控制器(VCU)控制電子水泵、電子風扇進行循環冷卻)：成本降低了33%體積減少了30%重量也減輕了25%功率密度增加20%NEDC續航里程效率提升1%扭矩密度增加17%一、驅動電機控制器的認識（一）驅動控制系統概述比亞迪驅動三合一集成方案如下表所示。集成內容示圖集成目的電機、電控端子直連，取消三相線

降低成本電機、電控水道直連，取消水管

降低成本一、驅動電機控制器的認識（一）驅動控制系統概述接上一頁表格：電機轉子軸和減速器輸入軸共用

提高同軸度，減少噪音電機殼體和減速器殼體共用

降低成本，提高同軸度，提高裝配精度1.定義驅動電機控制器是一種用于控制動力電池與驅動電機之間能量傳輸的裝置。其為動力電池和電機之間的能量轉換單元，是驅動電機驅動系統的控制中心，又稱智能功率模塊。一、驅動電機控制器的認識（二）驅動電機控制器驅動電機控制器主要組成包括：智能功率(IPM)模塊、絕緣柵雙極型品體管(IGBT)模塊、信號數據采集模塊、關聯電路等硬件，以及電機控制算法與邏輯保護等軟件部分。IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)也稱絕緣柵雙極型晶體管，是一種由MOS(絕緣柵型場效應管)和BJT(雙極型三極管)組合成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，被認為是電動汽車的核心技術之一。IPM(IntelligentPowerModule)是指智能功率模塊，把功率開關器件(IGBT)和驅動電路集成在一起，而且內有過電壓、過電流和過溫等故障檢測電路，并可將檢測信號送到CPU。2.組成一、驅動電機控制器的認識（二）驅動電機控制器具有采集扭矩請求、旋變等信號，控制電機正向、反向驅動以及正、反轉發電的功能。具有高壓輸出電壓和電流控制限制的功能。具有電壓跌落保護、過流保護、過溫保護、IPM過溫保護、IGBT過溫保護、功率限制、扭矩控制限制等功能。具有能量回饋控制、主動泄放、被動泄放控制的功能。3.功能一、驅動電機控制器的認識（二）驅動電機控制器旋轉變壓器檢測轉子位置并判斷其狀態，接通電機控制器內相應的IGBT，此時高壓直流電經電機控制器內的IGBT進行逆變后流入定子繞組線圈，通電產生旋轉的磁場(電轉磁-電感)利用右手法則判定磁極，同性相斥，異性相吸使轉子的磁鐵隨之轉動。W三極管導通，V三極管PWM控制電流的大小和頻率，實現電機的調速。其控制原理如圖所示。一、驅動電機控制器的認識（二）驅動電機控制器當車輛在減速或滑行時，驅動電機會根據磁場旋轉的方法切割導線，將汽車的部分動能轉化為電能，進行能量回收。旋轉磁場是轉子，被切割的導線是定子繞組。轉子旋轉(機械能轉換成磁能)產生磁場，定子繞組線圈(磁能轉成電能-電磁感應)產生電能；每轉動180度產生的電壓方向(極性)改變一次(進去低電位，出來高電位)，從而產生交流方波電。最后經過電機控制器內的IGBT上的二極管整流變成直流電輸出給動力電池包充電。注意：當EV車型電池組的SOC>95%或PHEV車型SOC>90%時，能量回收的電能不會給動力電池充電。當動力電池有故障時，能量回收的電能不會給動力電池充電。一、驅動電機控制器的認識（二）驅動電機控制器02檢查與維護驅動電機控制器電機控制器為高壓電器件，維修時，需由專業人員配備專業設備進行操作，嚴禁非專業人員進行非法拆解，電機控制器從整車上拆下后，嚴禁進行拆解。檢查與維護電機控制器前應確保:作業時必須斷開整車低壓電源、電機控制器高壓電源，移除動力電池維修開關，做好安全防護、知曉安全注意事項、熟悉作業設備及工具、熟悉操作要求；二、檢查與維護驅動電機控制器（一）電機控制器檢查與維護1.準備要求作業時，應避免沙塵、雨雪氣象情況下露天操作，避免沙塵、水及其他雜質進入電機控制器內部；作業時，需使用專業檢測檢修設備和絕緣工具，人員佩戴絕緣手套、穿絕緣鞋；所有操作均應進行斷電、放電、高壓DC+/DC-對地電壓檢測，確保不帶電操作；具體的作業內容及要求依據主機廠的維保手冊執行。二、檢查與維護驅動電機控制器（一）電機控制器檢查與維護1.準備要求二、檢查與維護驅動電機控制器（一）電機控制器檢查與維護2.檢查與維護內容（1）驅動電機與電機控制器外觀檢查檢查驅動電機表面是否有油漬污垢。檢查電機控制器冷卻水管、接頭處有無裂紋、有無滲漏。目測電機控制器外觀有無磕碰、變形或損壞，并使用壓縮空氣或干布對電機控制器的外觀進行清潔。二、檢查與維護驅動電機控制器（一）電機控制器檢查與維護2.檢查與維護內容（2）檢查電機控制器端子電壓及插接器檢查電機控制器高壓插接器是否連接到位，是否有退針現象，或存在過電壓燒灼的情況。檢查電機控制器低壓插接器是否連接到位，是否有退針現象，或存在過電壓燒灼的情況。二、檢查與維護驅動電機控制器（一）電機控制器檢查與維護2.檢查與維護內容(3)檢查電機控制器高壓電纜絕緣性車輛在充電或行駛中如有動力電池絕緣故障，在檢測其他高壓系統絕緣電阻值正常情況下，需檢查電機控制器和連接電機控制器的高壓線纜絕緣電阻值是否正常，用絕緣電阻表黑筆搭鐵，紅表筆逐個測量電機控制器上的高壓端子和高壓線纜端子的絕緣電阻值，按下測試按鈕，顯示的數值為絕緣電阻值。電機控制器的搭鐵絕緣電阻值應大于100MΩ。（4）檢查驅動總成的固定螺栓是否有出現松動的情況。（二）電機控制器檢查與更換二、檢查與維護驅動電機控制器整機拆卸：將電機控制器的各個螺、進出水管及高低壓接插件拆卸后取下電機控制器，拆卸過程中防止冷卻液進入各接插件;由專業人員根據電機控制器故障診斷及處理方法進行維修；重新安裝電機控制器回整車；檢查高壓端子：要求對高壓端子進行絕緣屏蔽包裹；檢查屏蔽端子：要求對屏蔽端子進行絕緣膠帶包裹；測量高壓線與屏蔽線絕緣；安裝高壓端子：將高壓端子安裝回電機控制器，并用螺栓鎖緊，高壓端子應嚴格按殼體標識安裝，以免裝錯。動力端子的扁平面與母排的平面緊貼，不允許使用折彎面安裝；（二）電機控制器檢查與更換二、檢查與維護驅動電機控制器固定屏蔽線束：固定屏蔽端子，要求屏蔽端子與動力母線端子嚴格分開，不允許有接觸；高壓端子安裝完成后應進行絕緣檢測；安裝所有罩蓋，按照扭矩要求擰緊螺栓，最好使用扭矩扳手;裝回