北汽新能源纯电动汽车驱动电机控制系统故障维修

2024-05-25 21:56| 来源: 网络整理| 查看: 265

近年来，在我国作为新能源技术的纯电动汽车的研发与应用取得了突破性发展。这就客观要求汽车维修行业提升维修水平，升级故障维修手段，利用有效的电子诊断技术提升新能源汽车维修效率。本文以北汽新能源纯电动汽车的具体故障作为切入点，通过故障分析及其排除过程，对新能源汽车维修关键技术进行相应的探究。

一、故障现象一辆北汽生产的EV 160新能源纯电动汽车，整车型号为：BJ7000B3D5－BEV，电机型号为：TZ20S02，电池型号为：29/135/220－80Ah，电池工作电压为320V。该车行驶里程为0.56万km，出现无法行驶且仪表报警灯常亮、报警音鸣叫的故障；故障发生时电机有沉闷的“咔、咔”声。二、系统重要作用及其结构原理驱动电机系统由驱动电动机（DM）、驱动电机控制器（MCU）构成，通过高低压线束与整车其它系统作电气连接。驱动电机系统是纯电动汽车三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。 1．驱动电机系统工作原理在驱动电机系统中，驱动电机的输出动作主要是执行控制单元给出的命令，即控制器输出命令。如图1所示，控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用。整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故障检测，保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。电机控制器（MCU）由逆变器和控制器两部分组成。驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器。逆变器负责将动力电池输送的直流电电能逆变成三相交流电给汽车驱动电机提供电源；控制器接受驱动电机和其它部件的信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，它能控制变频器频率的升降，从而达到加速或减速的目的。电机控制器是依靠内置旋转变压器、温度传感器、电流传感器、电压传感器等来提供电机的工作状态信息，并将驱动电机运行状态信息实时发送给VCU。驱动电机系统的控制中心，又称智能功率模块，以绝缘栅双极型晶体管模块（IGBT）为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路，对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态的信息通过CAN2.0网络发送给整车控制器，同时也会储存故障码和数据。 2．驱动电机关键部件结构及其工作原理驱动电动机采用永磁同步电机（PMSM），是动力系统的重要执行机构，是电能与机械能转化的部件，且自身的运行状态等信息可以被采集到驱动电机控制器。驱动电动机主要零件由油封、前端盖及吊环、定子组件、转子组件、后端盖、接线盒组件、接线盒盖、旋变盖板、悬置支架等部件组成。驱动电机内部安装了一些传感器，这些传感器包括：用以检测电机转子位置的旋转变压器；解码后可以获知电机转速的控制器；用以检测驱动电机绕组的温度，并将信息提供给电机控制器，再由电机控制器通过CAN线传给整车控制器（VCU），进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作，调节驱动电机的工作温度的温度传感器。 3．旋转变压器工作原理旋转变压器又称解析器，安装在驱动电机上，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，能够检测电机的位置、转速和方向，通过脉冲磁场计数可以获知电机转子转速，从而控制车速。旋转变压器的传感器线圈由励磁、正弦和余弦3组线圈组成，输入、输出信号及其波形如图2所示。

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