《纯电动汽车故障诊断与维修》教学课件04纯电动汽车的结构、工作原理与故障诊断

纯电动汽车的结构、工作原理与故障诊断模块四知识目标1.了解纯电动汽车的结构及分类、纯电动汽车的性能指标。2.理解纯电动汽车驱动系统设计、纯电动汽车电池管理系统和纯电动汽车故障的诊断方法。能力目标1.能在现场掌握纯电动汽车的结构及分类、纯电动汽车的性能指标、纯电动汽车驱动系统设计、纯电动汽车电池管理系统。2.能在现场掌握纯电动汽车故障的诊断方法。内容：一、纯电动汽车的结构及分类二、纯电动汽车的性能指标三、纯电动汽车驱动系统设计四、纯电动汽车电池管理系统五、纯电动汽车故障诊断方法

纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统，其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车类同，不过有些部件根据所选的驱动方式不同，已被简化或省去了。如图4-1所示。当汽车行驶时，由蓄电池输出电能（电流）通过控制器驱动电动机运转，电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关，蓄电池容量受诸多因素限制。要提高一次充电续驶里程，必须尽可能地节省蓄电池的能量。一、纯电动汽车的结构及分类1.电力驱动系统

电力驱动系统主要包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮等。它的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。电动汽车应用较多的电机有直流电机和交流电机两大类。电动汽车的驱动系统采用直流电机时，虽然在结构上有许多独到之处，如不需要离合器、变速器，并具有起步加速牵引力大、控制系统较简单等优点，但它的整个动力传动系统效率低，所以逐渐被其他驱动类型电机替代。电动汽车使用的交流电机驱动系统突出的优点是体积小、质量轻、效率高、调速范围宽和基本免维护等，但其制造成本较高。随着电力电子技术的进一步发展，成本将随之降低，采用这类驱动系统的电动汽车将具有强大的生命力。电动汽车的控制系统的性能直接影响着汽车的性能指标。该控制系统控制汽车在各类工况下的行驶速度、加速度和能源转换情况。它类似于燃油汽车的加速踏板和变速器，包括电机驱动器、控制器及各种传感器，其中最关键的是电机逆变器。电机不同，控制器也有所不同。控制器将蓄电池直流电逆变成交流电后驱动交流电机，电机输出的转矩经传动系统驱动车轮，使电动汽车行驶。电力驱动控制系统按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。

1）车载电源模块车载电源模块主要由蓄电池电源、能源管理系统和充电控制器三部分组成。（1）蓄电池电源。蓄电池是纯电动汽车的唯一能源，它除了供给汽车驱动行驶所需的电能外，也是供应汽车上各种辅助装置的工作电源。

（2）能源管理系统。能源管理系统的主要功能是在汽车行驶中进行能源分配，协调各功能部分工作的能量管理，使有限的能量源最大限度地得到利用。

（3）充电控制器。充电控制器是把电网供电制式转换为对蓄电池充电要求的制式，即把交流电转换为相应电压的直流电，并按要求控制其充电电流。充电器开始时为恒流充电阶段。当电池电压上升到一定值时，充电器进入恒压充电阶段，输出电压维持在相应值，充电器进入恒压充电阶段后，电流逐渐减小。当充电电流减小到一定值时，充电器进入涓流充电阶段。还有采用脉冲式电流进行快速充电。

2）电力驱动主模块电力驱动主模块主要由中央控制单元、驱动控制器、电动机、机械传动装置等组成。由于加速踏板、制动踏板等操纵装置对于汽车驾驶员来说，是十分熟悉和习惯使用的操纵装置。为适应驾驶员的传统操纵习惯，电动汽车仍保留了加速踏板、制动踏板及有关操纵手柄或按钮等。

（1）中央控制单元。中央控制单元不仅是电力驱动主模块的控制中心，也要对整辆电动汽车的控制起到协调作用。它根据加速踏板与制动踏板的输入信号，向驱动控制器发出相应的控制指令，对电动机进行起动、加速、降速、制动控制。在电动汽车降速和下坡滑行时，中央控制器配合车载电源模块的能源管理系统进行发电回馈，即使蓄电池反向充电。对于与汽车行驶状况有关的速度、功率、电压信息还需传输到辅助模块加以显示。

（2）驱动控制器。驱动控制器功能是按中央控制单元的指令和电动机的速度、电流反馈信号，对电动机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。驱动控制器与电机必须配套使用。目前对电机的调速主要采用调压、调频等方式，这主要取决于所选用的驱动电机类型。

（3）电机。电机在电动汽车中被要求承担着电动和发电的双重功能，即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能，将电能转化为机械旋转能；而在降速和下坡滑行时又被要求进行发电，将车轮的惯性动能转换为电能。电机与驱动控制器所组成的驱动系统是电动汽车中最为关键的部件，电动汽车的运行性能主要取决于驱动系统的类型和性能，它直接影响着车辆的各项性能指标。（4）机械传动装置。电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传输给汽车的驱动轴，从而带动汽车车轮行驶。。由于电机本身就具有较好的调速特性，因而其变速机构可被大大简化，较多的是为放大电机的输出转矩仅采用一种固定的减速装置。因为电机可带负载直接启动，所以可以省去传统内燃机汽车的离合器。同时，由于电机可以容易地实现正反向旋转，所以也无须通过变速器中的倒挡齿轮组来实现倒车。

3）辅助模块辅助模块包括辅助动力源、动力转向单元、驾驶室显示操纵台和各种辅助装置等。各个装置的功能与传统汽车上的基本类同，其结构原理按电动汽车的特点有所区别。（1）辅助动力源。辅助动力源是供给电动汽车其他各种辅助装置所需的动力电源，一般为12V或24V的直流低压电源，它主要给动力转向、制动力调节控制、照明、空调、电动窗门等各种辅助装置提供所需的能源。（2）动力转向单元。转向装置是为实现汽车的转弯而设置的，它由方向盘、转向器、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力，通过转向器和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。为提高驾驶员的操控性，现代汽车都采用了动力转向，较理想的是采用电子控制动力转向系统EPS。电子控制动力转向系统主要有电控液力转向系统和电控电动转向系统两类，对于纯电动汽车较适于选用电控电动转向系统。（3）驾驶室显示操纵台。它类同于传统汽车驾驶室的仪表盘，不过其功能根据电动汽车驱动的控制特点有所增减，其信息指示更多地选用数字或液晶屏幕显示。它与前述电力驱动主模块中的中央控制单元结合，用计算机进行控制。（4）各种辅助装置。电动汽车的辅助装置主要有照明、各种声光信号装置、车载音响设备、空调、刮水器、风窗除霜清洗器、电动门窗、电控玻璃升降器、电控后视镜调节器、电动座椅调节器、车身安全防护装置控制器等。它们主要是为提高汽车的操控性、舒适性、安全性而设置的，有些是必要的，有些是可选用的。2.汽车底盘

汽车底盘技术的发展，相对于人类的发展史来说，可以说是微乎其微，但也有一百多年的历史了，其中包括各种制动、悬挂、转向、传动等底盘子系统技术，如今己经相当的成熟。而关于电动汽车的底盘技术。汽车底盘是整个汽车的基体，不仅起着支承蓄电池、电动机、驱动控制器、汽车车身、空调及各种辅助装置的作用，同时也将电动机的动力进行传递和分配，并按驾驶员的意志（加速、减速、转向、制动等）行驶。按传统汽车的归类或叙述习惯，汽车底盘应包括传动系、行驶系、转向系和制动系四大系统。

对于纯电动汽车，其传动系统根据所选驱动方式的不同，不少被简化或省掉了。行驶系统包括车桥、车架、悬架、车轮和轮胎，其中车桥如轮毂电机驱动即可省去；车架是整个汽车的装配基体，其作用主要是支撑连接汽车的各零部件，承受来自车内和车外的各种载荷；悬架是车架（或车身）与车轮（或车桥）之间的一切传力连接装置的总称，主要由弹性元件、减震器和导向机构等组成，它与充气轮胎一起缓和不平路面对车辆的冲击震动；车轮主要由轮辋、轮辐等组成，其内部还需要安装制动器，且可能要安装轮毂电机，所以结构会很紧凑；为减小电动汽车行驶时的滚动阻力，轮胎要求采用子午线轮胎。3.车身与纯电动汽车总体布局的特点

汽车车身主要由车身本体、开启件（各种门、窗、行李箱和车顶盖等）、各种座椅、内外饰附件和安全保护装置（保险杠、安全带、安全气囊等）组成。针对纯电动汽车能源少的特点，对汽车车身的外形造型应尽可能缩小其迎风面积来降低空气阻力，并采用轻型高强度材料来减轻汽车自身的重量。对于车内各个部件的布局也相当重要，由于电动汽车动能主要是通过柔性的电缆来传递，即减少了大量刚性的机械连接部件的动能传递，因而电动汽车各部件布置具有较大的灵活性，并且蓄电池组也可分散布置，作为配重物来布局。纯电动汽车各个部件总体布局的原则是：符合车辆动力学对汽车重心位置的要求，并尽可能降低车辆重心高度。

特别是对于采用轮毂电机驱动实现“零传动”方式的电动汽车，不仅去掉了发动机、排气消声系统和燃油箱等相应的辅助装置，还省去了变速器、驱动桥及所有传动链，既减轻了汽车自重，又留出许多空间，其结构发生了很大的变化。因此，车辆的整体结构布局需要重新设计，全面考虑各种因素。另外，由于增加了蓄电池的重量，对于安装蓄电池部位的车架强度必须有所考虑，同时为了方便蓄电池的充电、维护及更换，对蓄电池的安装方法和位置也要考虑方便性。对环境温度有要求的蓄电池还需要考虑其散热空间及调温控制。为确保安全，需采取密封等预防措施，以防车辆发生撞击事故时电解液泄漏伤及人身，且应具有防火等措施。4.纯电动汽车的种类

1）按用途分类按用途不同，纯电动汽车可以分为以下几类：(1)纯电动轿车；(2)电动货车；(3)电动客车。

2）按驱动形式分类按动力驱动控制系统结构形式不同，归纳典型的基本结构主要有四种：传统的驱动模式、电动机-驱动桥组合式驱动方式、电动机-驱动桥整体式驱动方式、轮毂电机分散驱动方式。由于汽车转弯时外侧车轮的转弯半径比内侧车轮大，因而需要通过差速器来配合两侧车轮转速不同的要求。

前两种需采用具有行星齿轮结构的机械式差速器，第三种的差速器可用机械式或电控式，而第四种即可实现电子差速控制。纯电动汽车可以据此分为以下几类：（1）直流电机驱动的电动汽车。（2）交流电机驱动的电动汽车。（3）双电机驱动的电动汽车。（4）双绕组电机电动汽车。（5）电动轮电动汽车。3）按使用的电池类型分类按使用的电池类型不同，纯电动汽车目前所采用的储能装置主要有铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢蓄电池、钠硫蓄电池等。其中铅酸蓄电池技术较成熟，价格也较低，但其性能和寿命都要差些。其余几类均属于正在研究改进的蓄电池，其性能都比铅酸蓄电池要好许多，但目前价格也较高，随着工艺技术的成熟及批量的扩大，其性价比也必会有较大提高。由于纯电动汽车以蓄电池作为唯一能源，因而蓄电池的各项性能指标很大程度地决定了纯电动汽车的性能。纯电动汽车可以据此分为以下几类：（1）铅酸蓄电池电动汽车。（2）镍氢电池电动汽车。（3）锂离子电池电动汽车。（4）燃料电池电动汽车。此外，目前研究应用的还有使用镍镉电池、钠硫电池、飞轮电池、太阳能电池等电动汽车。二、纯电动汽车的性能指标1.纯电动汽车的经济性1）试验循环行驶工况纯电动汽车的经济性指标主要是充足电后的续驶里程，而在不同的行驶工况下，行驶里程会有很大的差异。为了合理地评价纯电动汽车的性能，人们制定了相应的试验循环行驶工况。试验循环行驶工况是指预先确定的行驶速度与时间的变化关系图线。电动汽车在试验时必须按规定的速度和时间程序行驶。不同国家或地区的驾驶条件差异很大，因此分别制定了自己的循环工况。其中主要有美国城市循环工况（UDDS，见图4-2）、联合国欧洲经济委员会（ECE）的ECER15循环工况（见图4-3）、日本电动汽车协会的10-15循环工况（见图4-4）、美国汽车工程协会（SAE）的J227a试验循环工况（见图4-5）。

SAE的J227a试验循环工况参数见表4-1

美国城市循环工况（UDDS）、图4-2联合国欧洲经济委员会（ECE）的ECE-R15循环工况、图4-3

日本电动汽车协会的10-15循环工况（见图4-4）美国汽车工程协会（SAE）的J227a试验循环工况（见图4-5）

我国试验循环由四个市区循环和一个市郊循环程序组成，理论试验距离为11.022km，时间为19min40s，同时，允许只采用市区循环进行试验，但所采用的试验循环要在试验报告中进行说明。图给出了我国试验循环的组成。2）缓驶里程纯电动汽车在蓄电池充足电的状态下，按一定的行驶工况，能连续行驶的最大距离（单位为km）称为续驶里程。对于传统的燃油汽车，通常以百公里油耗作为其经济性指标，而纯电动汽车的经济性指标是蓄电池一次充电后的续驶里程。对于某型号的纯电动汽车，需要通过测试得到续驶里程参数。续驶里程的测试分为工况法和等速法。（1）工况法。工况法测试续驶里程是在底盘测功机上按图规定的试验循环工况进行的。试验时将试验车辆加载到规定的试验质量，在工况试验循环结束时，记录试验车驶过的距离（km），该距离即为工况法测量的续驶里程。

电动汽车的试验质量是指电动汽车整车整备质量与试验所需附加质量之和，附加质量包括：a．最大允许装载质量（包括驾驶人的质量）小于或等于180kg，最大允许装载质量即为附加质量。b．最大允许装载质量大于180kg，但小于360kg，附加质量为180kg。c．最大允许装载质量大于360kg，为附加质量为最大允许装载质量的1/2。（2）等速法。等速法测试续驶里程是在道路上进行的，让车辆以（60±2）km/h或（40±2）km/h的速度等速行驶，当蓄电池达到一定放电深度时，车辆驶过的距离（km）为等速法测量的续驶里程。电动汽车经过规定的试验循环后对动力蓄电池达到重新充电至试验前的容量，用从电网上得到的电能除以续驶里程所得的值称为能量消化率。

3）等速工况续驶里程的计算

4）续驶里程的影响因素分析（1）整车参数对续驶里程的影响。由式（4-2）可以看出，等速行驶时对应的续驶里程与行驶阻力成反比，与蓄电池组能量成正比。低速行驶和电动汽车质量小时功率消耗少，有助于增加电动汽车的续驶里程。提高蓄电池组总能量是加大续驶里程的有效办法。（2）蓄电池均匀性的影响。为了提高电源的电压和增大容量，通常采取将多个蓄电池串联成一组，然后再将各组蓄电池并联的办法。当蓄电池组各个蓄电池性能不一致时，容易造成性能差的蓄电池在充放电循环中过充电或过放电，使其性能迅速下降，导致蓄电池的不一致性扩大，蓄电池组的整体容量和端电压均会降低，其放电能力也会随之下降。可见，蓄电池的均匀性对电动汽车的续驶里程也有较大的影响。（3）环境温度的影响。电动汽车的续驶里程与环境温度也有关系。当环境温度下降时，蓄电池的内阻增大，而容量一般会下降，其放电能力降低，从而导致电动汽车行驶里程缩短。2.纯电动汽车的动力性

驱动电机的特性参数主要有额定功率、峰值功率、额定转速、最大转矩等，驱动电机的类型对PEV的性能也有一定程度的影响。

1）电机的特性纯电动汽车的动力性指标主要是最高车速、最大加速度、爬坡度。在纯电动汽车中，牵引电机的特性对动力性起着至关重要的作用。（1）电动机的工作特性。变速电机通常具有图4-7所示的工作特性。在低速区域（低于基速），电机具有恒转矩特性；在高速区域（高于基速），电机具有恒功率特性。这一特性一般采用转速比来描述。转速比定义为最高转速与基速的比值。在低速运行情况下，随着转速增高，由功率转换器向电机供电的电压升高，而磁通量保持不变；在基速运行点处，电机端电压达到电源电压；超过基速后电机端电压保持不变，而磁通量衰减（随着转速增加呈双曲线下降），因此其转矩也随着转速增加而呈双曲线下降。

（2）电动机的机械特性。图4-8所示的是一台具有不同转速比（2,4,6）的60KW电机的机械特性曲线。显然，具有大范围恒功率区域的电机，其最大转矩能显著提高。因此，车辆的加速和爬坡性能得以改善，而传动装置也可简化。但是，不同形式的电机都具有其固有最高转速比的限值。

2）动力性指标（1）最高车速。汽车的最高车速是指汽车在无风的条件下，在水平良好的硬路面上所能达到的最高车速。纯电动汽车的最高车速分为1km最高车速和30min最高车速。1km最高车速通常简称最高车速，是指纯电动汽车能够往返各持续行驶1km以上距离的最高平均车速。30min最高车速是指纯电动汽车能够持续行驶30min以上的最高平均车速，在测试纯电动汽车最高车速时，要将试验车辆加载到试验质量。（2）最大加速能力。汽车的加速能力用汽车原地起步的加速能力和超车加速能力来表示。通常将汽车加速过程中所经过的加速时间或加速距离作为评价汽车加速能力的指标。纯电动汽车的加速能力用从速度加速到所需要的最短时间（s）来评价。例如，对于M1、N1类纯电动汽车，采用0～50km/h超车加速时间；对于M2、M3类纯电动汽车，采用0～30km/h原地起步加速时间和30～50km/h超车加速时间。在测试纯电动汽车最大加速能力时，需要将试验车辆加载至试验质量。

（3）爬坡能力。汽车的爬坡能力是指汽车在良好的道路上以最低行驶速度上坡行驶的最大坡度。纯电动汽车的爬坡能力用坡道起步能力和爬坡车速来评价。坡道起步能力是指纯电动汽车加载到最大设计总质量时在坡道上能够起动且1min内向上行驶至少10m的最大坡度。爬坡车速是指加载到最大设计总质量后，纯电动汽车在给定坡度（4%和12%）的坡道上能够持续行驶1km以上的最高平均车速。

3）动力性能指标计算

需要指出的是，通常在选用较高功率的牵引电机或大传动比的某些设计中，并不存在这样的交点。此时，最高车速由电机的最高转速nmax设定。式中，r为车轮半径；itmin为传动系统最小传动比。

（2）爬坡能力电动汽车的爬坡能力是指车辆在良好的路面上克服滚动阻力和空气阻力之后，其后备功率在稳定车速条件下全部用来爬坡的最高坡度。其汽车行驶方程为式中，Ft为汽车驱动力,N；Ff为滚动阻力，N；Fi为坡道阻力，N；Fw为空气阻力，N。根据汽车行驶方程，可计算出最大坡度角α为

但是，在低速时，爬坡能力要大得多，基于上式计算结果将产生显著偏差，而按下式计算：

式中，，为汽车的动力因素。

（3）电动汽车的加速性能电动汽车的加速性能是指车辆在良好、平坦的路面上，克服滚动阻力和空气阻力之后，其后备功率全部用来提高车辆速度的能力。下面以无变速器型纯电动汽车从静止加速到某一个车速vn（km/h）时所需要的时间（原地起步加速时间）为例，说明加速性能的计算方法。汽车加速时的行驶方程为

式中，Tm为电机转矩；it为传动系统传动比；r为车轮半径，m；m为整车质量，kg；δ为旋转质量换算系数，即式中，Iw为车轮转动惯量；If为电机的转动惯量。在不同车速下加速时的加速度为

若最终车速位于恒转矩区，则加速时间t（s）为

若最终车速位于恒功率区，则加速时间t（s）为式中，为电机为基速时的汽车车速，km/h；Pt为驱动功率，kW。三、 纯电动汽车驱动系统设计

电动汽车的动力传动系统不同于传统内燃机汽车的动力传动系统。电动汽车的动力传动系统包括蓄电池、动力电机、变速器等部件，去除了传统内燃机汽车中的发动机、发动机附件，离合器和部分机械传动等部件。然而，电动汽车高性能的获得不仅仅是将传统内燃机部件换成现代电动汽车所需的部件，而是要根据现代电动汽车的特点进行合理设计，对电动汽车各部件进行合理布置，对驱动系统中各个部件进行合理选型，并对主要参数进行匹配、优化研究。电动机是电动汽车的动力源，为车辆的行驶提供驱动力，车辆行驶过程中所需的功率均由电动机提供。电动机的主要参数为电机功率，其功率又包括额定功率和峰值功率。电动机功率的设计原则是电动机提供的功率能满足车辆各种工况下所需总功率的最大值。电动机的峰值功率一般由加速性能或者爬坡性能指标决定。1.电动机参数的选择

驱动电动机是纯电动汽车的唯一动力源，它的性能直接决定了纯电动汽车的整车性能，整车动力源总功率需根据包括加速性能、最高车速、最大爬坡性能在内的动力性能来确定。以最高车速行驶确定的最大功率为

式中，m为整车质量,kg；为滚动阻力系数；CD为迎风阻力系数；为最高行驶车速，km/h；为整车驱动系统效率。以爬坡性能确定的最大功率为式中，为最大爬坡要求。

根据电动汽车加速性能确定的最大功率为式中，为加速后车速；T为加速时间。设计选择电机的最大功率时必须满足，可通过电机的最大功率得到额定功率，即式中，λ为电机过载系数，一般取2～3。2.电动机转速的选择3.电动机转矩的选择4．传动比的选择

确定最大传动比后应验证是否满足附着条件，即式中，Fz为驱动轮受到的地面垂直反力;验算时，附着系数φ可取0.5～0.6。5．电池组容量和数目选择

电动汽车的续驶里程和动力性受到电池组的制约与影响，汽车行驶时的最大输出功率与消耗能量是电池组容量选择时的主要参考。取np和n的较大值作为最后确定的电池组数目。四、 纯电动汽车电池管理系统

电池管理是电动汽车的关键技术之一，能够对剩余电量和功率强度进行预测，并集智能充电和安全诊断等功能于一体的系统。对于纯电动汽车(EV)，电池管理系不仅要求能够正确监测使用过程中消耗的电池能量，而且要求能够预测电池所剩余的电量即剩余电量，电池的剩余电量直接决定EV的最大续驶里程，纯电动汽车的电池管理系统根据汽车当前行驶工况，预测汽车续驶里程，这样可减轻驾驶员的心理负担，以避免半路抛锚。1.纯电动汽车对电池管理系统的要求

1)动力电池系统工作原理

动力电池模块组放置在一个密封且屏蔽的动力电池箱内，动力电池系统使用可靠的高压接插件与高压控制盒相连，然后输出的直流电由电机控制器转变为三相脉冲高压电，驱动电机工作；系统内的BMS实时采集各电芯的电压、各传感器的温度值、电池系统的总电压值和总电流值等数据，实时监控动力电池的工作状态，并通过CAN线与ECU或充电机进行通信，对动力电池系统充放电等进行综合管理。

高、低压系统及绝缘回路的工作原理分别如图4-9、图4-10和图4-11所示。

2)电池管理系统技术要求纯电动汽车电池管理系统具有智能性的特点，具备预测电池剩余电量、程、故障诊断、短路保护、显示报警及实时监测电池运行状态参数等功能，以根据运算及判断结果对运行工况进行智能调节，具体介绍如下。（1）电池剩余电量估算:电池荷电状态((StateofCharge，简称SOC)的估算，在电池管理系统中占据非常重要的地位，是电池管理系统中软件处理的核心部分。（2）预测行驶里程:驾驶人员通过智能预测系统来选择自己所要行驶里程及运行工况，方便驾驶人员操作。（3）电池故障诊断系统:主要针对电池组中的单个蓄电池进行诊断，以便用户适时维护、更换，使汽车保持良好的运行工况。（4）短路保护:电动汽车工作电压较高，一般为90V～300V，因此电池管理系统应具有监控主回路供电状况的功能，以防止短路给设备及人身造成伤害。

（5）显示报警功能:经ECU运算处理后，把电池组运行状况、工作环境等相关信息发送到显示单元，进行人机交换处理。（6）实时跟踪监控电池系统运行状态参数:实时采集电池组中单蓄电池的电压、温度、电池组总电压及放电电流等信息。由于电池组中的各单电池的工作性能存在差异，因而要对电池组及其各个单电池运行参数实时监测、采集。电池组运行状态参数是进行故障诊断、电池剩余电量估算和电池管理系统其他功能实现的依据。实时跟踪监测电池系统运行状态参数是电池管理系统功能实现的基础。（7)热管理。实时采集每包电池测点温度,通过对散热风扇的控制防止电池温度过高；（8)均衡控制。由于每块电池个体的差异以及使用状态的不同等原因,因此电池在使用过程中不一致性会越来越严重。系统应能判断并自动进行均衡处理（9)故障诊断。通过对电池参数的采集,系统具有预测电池性能、故障诊断和提前报警等功能。2.数据通信系统

数据通信是电池管理系统的重要组成部分之，主要涉及电池管理系统内部主控板与检测板之间的通信及电池管理系统与车载主控制器、非车载充电机等设备间的通信等。在有参数设定功能的电池管理系统上，还包括电池管理系统主控板与上位机的通信。CAN通信方式是现阶段电池管理系统通信应用的主流，在国内外大量产业化的电动汽车电池管理系统以及国内外关于电池管理系统数据通信标准中均提倡采用该通信方式。RS232、RS485总线等方式在电池管理系统内部通信中也有应用。图4-12所示为BJ6123C7C4D纯电动客车电池管理系统通信方式示意图，该系统可实现单体电池电压检测、电池温度检测、电池组工作电流检测、绝缘电阻检测、冷却风机控制、充放电次数记录、电磁和SOC的估测等功能。其中，RS232主要实现主控板与上位机或手持设备的通信，完成主控板、检测板各种参数的设定；RS485主要实现主控板与检测板之间的通信，完成主控板电池数据、检测板参数的传输；CAN通信分为CAN1和CAN2两路，CAN1主要与车载主控制器通信，完成整车所需电池相关数据的传输，CAN2主要与车载仪表、非车载充电机通信，实现电池数据的共享，并为充电控制提供数据依据。

在车载运行模式下，电池管理系统的结构如上图4-13所示.电池管理系统中央控制模块通过高速CAN1将实时的、必要的电池状态告知整车控制器以及电机控制器等设备，以便采用更加合理的控制策略，其既能有效地完成运营任务，又能延长电池使用寿命。同时，电池管理系统(中央控制模块)通过高速CAN2将电池组的详细信息告知车载监控系统，完成电池状态数据的显示和故障报警等功能，为电池的维护和史换提供依据。

在应急充电模式下，电池管理系统结构如图4-14所示，允电机实现与电动汽车的物理连接。此时的车载高速CAN2加入充电机节点，其余不变。充电机通过高速CAN2了解电池的实时状态，调整充电策略，实现安全充电。3.典型电池管理系统组成

电池管理系统如图4-15所示，其工作过程为：

(1)通过数据采集模块获取电池电路中的重要数据（如单体电池和电池组电流、电压和温度等）；

(2)将获取的数据发送给中央处理器进行分析和处理；

(3)比对数据库记录，发出程序控制和变更指令；

(4)将实时数据发送到数据显示器，同时对应的执行模块做出动作，对电池组进行调控。4.电池管理系统故障分析

电池管理系统（BMS）是电动汽车电池的核心系统。

电池管理系统出现故障时,车辆出现频次较高且可能存在通讯故障、直流/直流转换器无法工作、系统无法记、运行中动力中断、动力输出不稳、充电唤醒错误等故障,这些故障有些与电池相关,现主要研究纯电动汽车的电池管理系统故障。

1）CAN通讯故障故障现象：连接CAN相关设备都无通讯,若整车CAN出现故障,仪表所有的故障灯显示报警；充电CAN故障时,上位机软件无法工作电池CAN故障时,通过上位机软件监控系统变量时电池信息全部错误。故障分析如下：1）分析纯电动汽车整车CAN网络拓扑图。其中，CAN1为整车控制，主要控制EVCU、仪表、变频器等，波特率为250kHz；CAN0为电池控制，

主要控制分电池管理单元、绝缘监测、电机电流电压检测、风门控制器等,波特率为250kHz；CAN2为备用；CAN4在后面会解说。（2）检测CANH、CANL对地或者车身电阻，查看对地是否有短路或虚接。（3）检查物理连接，看线路是否存在断路、没接好、连接不牢等情况，根据BMU硬件原理图中的PIN脚定义用万用表测量。（4）检查BMU是否供电,如果未供电，和其进行CAN通信的相关设备都无法接收到CAN信号,主要看保险盒中的供电保险是否熔断。（5）CAN4正常工作的波特率为250kHz，相应的快充、慢充、CANape的工作频率均为250kHz。当上位机下载软件BootLoader、下载应用程序时的波特率为500kHz，此时快充、慢充、CANape均不可带电。

2）DC/DC工作故障故障现象：系统钥匙开关Keyon大约20s左右,用万用表测量系统蓄电池电压在14.2V左右，若系统电压小于13.5V，则表示DC/DC没有正常工作。故障分析如下：（1）找出维修手册，分析车上DC/DC电气连接示意图，如果高压总控箱电压为320V，输出低压时电压为14.2V。（2）用万用表检测输出电压是否为14.2V左右。（3）把高压输入端插头拔掉，测量电池高压是否超出电压范围200～400V。此处较危险，建议注意安全并戴绝缘手套测量。

（4）把控制端插头拔掉，测线束的控制端信号是否为低电平。万用表打到蜂鸣器挡，对地（车身）测控制端信号，Keyoff时蜂鸣器不响（控制端未短地），Keyon时蜂鸣器响（控制端短地），说明控制端信号已送出，否则控制信号未送出，此控制信号由BMU发出。（5）检查车身的DC/DC搭铁是否接触良好，若接触不良可能会导致输出的DC/DC电压无法给12V普电池充电。（6）若以上都正常，同时DC/DC没有14.2V电压输出，则说明DC/DC已坏，需要更换。

3)预充电错误或系统无法Ready

故障现象：在系统正常开机后将钥匙开关按正常的操作方式、拧至Key-Start状态，EV车不能正常启动，仪表Ready信号没有输出，也就是说系统没有按要求准备好。故障分析如下：（1）维修插销未装好，电池系统没有输出高压电。（2）高压箱到变频器的高压线束正负接反，导致膜电容短路、变频器母线电压无法正常建立起来。（3）变频器的CAN总体有问题，BMU无法接收到变频器发送的电压值。（4）空调或变频器故障，导致无法预充。（5）BMS故障。原因可能有单节电压低、SOC低、总电压低、绝缘报警、电流或电压监控报警、电池包内温度过高或过低、过流等。4)运行中动力中断或动力输出不稳故障现象：车辆在运行时动力输出不稳，严重时动力中断。故障分析：冷却液不足，导致动力系统温度上升至上限，变频器产生过热保护。主要原因有单节电压低、SOC低、总电压低、绝缘报警、CVM问题报警（电流、电压监控）、电池包内温度过高或过低、过流等。其中，绝缘报警的原因主要是绝缘电阻低于10MΩ、高于2.5MΩ报警但能开车，低于15MΩ禁止开车，状态机跳到绝缘故障节点。CVM问题报警主要原因有CVM发送CAN计数与BMU接收CAN计数连续50次不同步、BMU在连续800ms接收到CAN数据、BMU连续10次接收到CVM断线故障，状态机跳到CVM故障节点。对于单节电压低、SOC低、总电压低、电池包内温度过高、过流,状态机跳到高压强制停止节点，上位机软件监控图均可看到这些信息。五、纯电动汽车故障的诊断方法

1.电动汽车的维护、保养及维修

1)整车维护与保养电动汽车使用过程中，为保证汽车正常行驶，必须对汽车进行日常维护。为保证电动汽车正常行驶，必须对电动汽车进行日常维护。日常维护是发挥汽车效率、减少行车事故、节约维修费用、降低能耗及延长汽车使用寿命的重要环节，是每个驾驶员在开车前及行车中必须做到的，其主要内容如下：（1）检查转向、制动、悬架、传动等主要部件的紧固情况。（2）检查真空管道有无漏气现象。（3）检查驱动桥主减速器、转向机构和真空泵等有无渗漏油现象。（4）检查轮胎气压是否合乎标准，剔除嵌入轮胎花纹的渣石、铁钉等杂物。

（5）按润滑表规定，按时按量对各润滑点进行润滑。除日常维护外，车辆行驶一段距离后还应进行周期性的维护与保养，以保持车辆良好的运行状态。例如，每行驶1000km后，除完成每日保养内容外，还需检查蓄电池是否合格；电气系统各部件绝缘阻值是否符合规定要求。每行驶3000km后，应紧固全车的各紧固件，特别注意检查并紧固好转向拉杆，前、后桥悬挂、驱动电机、传动轴、制动等系统的紧固件；轮胎换位；检查真空泵与助力转向系统。每行驶6000km后，应清洗、润滑各车轮轮毂轴承，并调整松紧度；检查调整前束值；检查调整各制动蹄片的间隙。每行驶12000km后，检查真空泵工作情况；检查转向系统工作情况；检查驱动电机等电器部分，同时检查电线的紧固情况和各部位的绝缘情况。如果电动汽车长期停用，需要经常清洗尘土,检查电动汽车外部并进行防锈和除锈处理；停驶1个月以上时，应将电动汽车架起，解除前、后悬架和轮胎的负荷；每月对蓄电池进行1次补充充电；每月检查1次电气仪表、制动、转向等机构的工作情况，检查各个轮胎气压，发现不足时应充气。2.关键零部件的维护与保养动力电池系统、驱动电机系统、动力转向系统以及制动系统的性能严重影响电动汽车的应用性能和安全性能。这些关键部件的维护和保养可有效延长电动汽车使用寿命，提高使用性能。1）动力电池系统动力电池系统由动力电池、电池箱和电池管理系统构成。作为整车的动力源，动力电池对整车性能具有重要的影响。动力电池组具有高电压、强电流的特点，对其进行保护与检查非常必要。动力电池需要每3个月或每行驶500km后进行1次电池单体电压检测。每次更换电池时，都需要检查连接插头是否有磨损、松动、烧蚀等故障；每运行10000km，应对电池箱进行1次清理，并检查内外箱体及各个组成部件是否完好。

（1）动力电池箱体的检查。①外箱的检查、维护。在安装内箱之前检查以下两点：a.极性座橡胶护套是否齐全。b.极柱是否氧化，氧化表面应使用1500目砂纸轻轻打磨，或使用棉布用力擦,将氧化层去掉。②要定期（通常为1个月）清理外箱灰尘。③极柱出现拉弧或打火烧蚀，要及时更换。④若通信不可靠或24V供电电源不可靠，应检查CAN总线连接插头、24V连接插头是否正常。⑤内箱检查。应检查极柱座是否连接可靠，高压有无打火烧蚀，要定期吸尘清洁。

（2）动力电池外箱体高压正负极端子检查。①用兆欧表500V挡测量各端子之间的绝缘阻值。要求当空气相对湿度小于等于90%时，绝缘电阻应大于等于20MΩ；当空气相对湿度大于90%时，绝缘电阻应大于2MΩ。②用兆欧表500V挡测量各端子与电池外壳之间的绝缘阻值。当空气相对湿度小于等于90%时，绝缘电阻应大于等于20MΩ；当空气相对湿度大于90%时，绝缘电阻应大于等于2MΩ。③目测高压极柱插头、极柱插孔是否有磨损、烧蚀等现象，并注意保护套等部件是否齐全。

注意：所有箱体内必须保持清洁，避免有任何杂物和污染，以防意外漏电；检查滤网、冷却风扇等是否齐全、牢固。

（3）电池快换导轨检查。①检查快换箱体导轨轴承是否缺失。②检查各轴承滚动是否顺畅，不顺畅则需及时更换轴承。③检查导轨有无变形。（4）机械锁检查。机械锁采用手动解锁装置，由解锁把手、解锁杆、锁口组成。①检查解锁把手是否转动平顺。②将解锁把手按下去，检查锁是否能够卡到正确的位置。③检查开锁、上锁是否平顺。（5）高压中控盒电气安全检查。

①在推入动力电池箱之前，由具备资质的电工将连接到中控箱的高压线束、动力电池输入电缆从中控箱接插件口拔下，将其他高压电缆从部件接插件口（如电动空调等部件插件上）拔下，测量拔下线束中每一个高压端子和底盘之间的绝缘电阻，其阻值应大于20MΩ。②保持步骤①的状态，并保持连接到中控盒的低压线束接通，将动力电池推入电池舱，将车辆钥匙拧到“START”状态，此时测量所有高压线束端子处的电压，端子A和端子B之间应为400V左右电压或无电压，且端子A为高电势，端子B为低电势。③保持步骤②的状态，将车辆的暖风加热系统打开，连接至PTC加热器的高压线束端处的端子A和端子B之间应为400V直流电压，其中A为高电势。④以上步骤确认无误后才能将车辆钥匙拧到“OFF”，然后将步骤①中拔下的插头依次插上，如果发现有异常现象，则在排除异常后方可继续进行。

2）驱动电机系统（1）每天开车前，检查水箱是否有防冻液，若防冻液太少或没有，则必须补充。（2）检查驱动电机及其控制器各固定点，检查螺栓是否松动，线束和插件是否存在松动、老化、破损、腐蚀等现象。（3）每两个月检查电机本体和控制器水冷管道是否通畅，若冷却水道有堵塞现象，则应及时清理堵塞物。（4）每半年检查清理1次电机本体和控制器的表面灰尘。清理方法是断开动力电源，用高压气枪清理电机本体和控制器表面灰尘。

注意：禁止用高压气枪直接对准控制器外壳上的“呼吸器”吸气，应该用软毛刷进行清理。

（5）电机轴承在一个大修周期内，不需要加油脂；当轴承发生故障时，应解体电机，更换轴承。（6）当电机很长时间未用，最好测量电机的绝缘电阻。检查绝缘电阻应使用500V兆欧表，其值不低于5MΩ，否则需对绕组进行干燥处理，以去除潮气。去除潮气可采用以下方法：①用接近80℃的热空气干燥电机，将热空气吹过静止、不通电的电机。②将转子堵住，在定子绕组施加7～8V的50Hz交流电压。允许逐步增加电流直到定子绕组温度达到90℃，不允许超过这一温度，不允许增加电压到使转子旋转。

在转子旋转下的加热过程中，要特别小心，以免损伤转子，维持温度90℃直到绝缘电阻稳定不变。

注意：开始时缓慢加热很重要，这样使水蒸气能自然地通过绝缘层而逸出。迅速加热很可能使局部的压力快速增大足以使水蒸气强行通过绝缘层而逸出，会使绝缘层遭到永久性破坏。通常需要花15～20h使温度上升到所需温度；经过2～3h后，再次测量绝缘电阻。考虑到温度对绝缘电阻的影响，如绝缘电阻已经达到5MΩ，电机的干燥过程即可结束并投入使用。3）其他高压系统高压系统应每3个月或每行驶5000km后进行1次保养，即在对电池进行保养的同时，进行高压系统的保养。其他高压部件主要有车载充电机、高压电气盒、空调电动压缩机总成。（1）检查高压警告标记是否清晰且牢固。（2）检查表面是否发生腐蚀、损伤等。（3）检查安装点支架有无变形、损伤，安装螺栓有无缺失，并检查螺栓有无松动。（4）检查接插件是否连接可靠，有无松脱或者变形情况。

4）电气线束（1）低压线束的检查。检查低压线束是否整齐、捆扎成束，固定卡钉是否卡紧；检查接头连接是否牢靠；检查低压线束插接器的外观有无破损、腐蚀等现象；穿越孔洞的线束如果装有绝缘防磨套管，应检查其是否固定可靠。（2）低压电气熔断器的检查。检查熔断器外观是否有开裂、损坏、腐蚀、老化等现象，检查熔断器外部接插件和车身线束接插件插接是否牢固可靠；检查熔断器盖锁扣是否有效锁紧；检查熔断器和车身固定点是否固定可靠。

（3）高压线束的检查。①底盘线束离地面高度是否在安全范围内，或设有相应的走线橹来避免线束的剐蹭。②线束和保护波纹管外观是否存在破损、老化等现象，插接器是否有腐蚀现象。③各插接件连接是否牢固，其护套是否完好无损。④高压插接器的锁止及互锁机构是否完好。⑤线束固定卡钉是否完好。⑥高压线束和运动件之间是否存在剐蹭的现象。5）动力转向系统动力转向系统是汽车操纵系统重要部件，需要经常检查保养；否则，一旦失灵，将会造成严重后果。动力转向系统维护和保养的内容如下：（1）定期检查转向间隙。转向盘回转30mm时，车轮必须转动,否则必须调整。（2）定期更换转动器润滑油（转动液压油）。（3）在换季保养及行驶10000km时，要检查转向油罐的油位和管路接头的密封。（4）转向液压油的更换。①顶起前桥至前轮离开地面。②放油。旋出转向机的放油螺栓，取下油罐盖，启动电机并保持空转，使得系统中的油在泵的驱动下从转向机放油螺栓孔中排出，经过转向盘左、右两被限位置的多次转动，直到油液排净为止，然后重新装上放油螺栓并拧紧。③注油。首先将注油罐注满油液，再启动电机向系统内充油，同时向油罐中继续补充油液，直至油罐中无气泡上升，并且油面稳定在测试棒刻度1～2mm，然后旋紧油罐盖。④滤芯更换。打开油罐盖，取出旧滤芯，放入新滤芯，重新装好油罐盖。

注意：换滤芯时必须重新更换油液。⑤转向机的转向压力在出厂时已经调好，调整螺钉严禁擅自改动。若发现转向时转向盘明显沉重，应送维修站调整。

6）制动系统（1）检查制动系统的密封性。对于采用气制动系统的电动汽车，气密性的检查十分重要，否则是很危险的。长时间没有使用的车辆，在开车之前必须进行检查。①气路系统的密封性。启动压缩机，储气压力达到0.81MPa。关闭压缩机，观察双针压力表，在10min之内压力降低不得超过0.01MPa；若超过则说明密封性不好，则进行检查维护。②制动系统的密封性。关闭电机，踩下制动踏板保持3min，气压表的白针指示压力保持不变，表示密封可靠。（2）保养。①应定期检查制动管路的密封性，使其处于良好的状态，一旦发现弯折、擦破、压扁的地方，应及时更换。②排出储气筒中的冷凝水。用手拉动储气筒下面的排水阀的拉环，若排水阀被堵塞，把排水阀旋出，进行清理或更换；在旋出以前要排出筒内的压缩空气，可利用多次踩动踏板的方法排出，否则会出现危险。3.电动汽车常见故障及处理汽车故障检测是通过观察、检测、分析及判断等一系列方法完成的，其基本方法主要分为直观检测法与现代仪器设备检测法两类。（1）直观检测法。直观检测法又称人工经验检测法，是指检测人员借助丰富的实践经验和一定的理论知识，在汽车不解体或局部解体的情况下，依据直观的感觉，借助简单工具，采用眼观、耳听、手摸和鼻闻等手段对汽车进行检查、试验和分析，查明故障原因和故障部位。（2）现代仪器设备检测法。现代仪器设备检测法是在人工经验检测法的基础上发展起来的一种检测方法，是指在汽车不解体的情况下，使用检测仪器、检测设备或工具，检测整车、总成或机构的参数、曲线和波形，为分析、判断汽车故障原因提供定量依据。实际上，上述两种方法经常会同时使用，称为综合检查法。

电动汽车的故障处理同传统汽车故障处理含义相似，而因为电动汽车构造的特殊性又在细节上与传统内燃机汽车存在差异。基本流程是：首先应该找到故障产生的部位；之后用相应的仪器进行测试，分析、研究高压产生的原因，推理验证故障产生的情况；然后进行维修，确认故障已经修复；最后驾驶员试车，以检验故障修复的效果。4.动力系统常见故障及处理

1）动力电池系统电动汽车中高压系统的功能是确保整车系统动力电能的传输，并随时检测整个高压系统的绝缘故障、短路故障、接地故障和高压故障等，是确保整车设备和人员安全的首要任务，也是电动汽车产业化的关键技术之一。动力电池系统属于高压部件，其设计的好坏直接影响着整车安全性及可靠性。在动力电池系统中，从故障发生的部位看，可分为传感器故障、执行器故障（接触器）和部件故障（电芯故障）等，动力电池系统故障诊断及处理十分必要。动力电池系统故障按照故障发生的部位可以分为三类，即单体电池故障、电池管理系统故障、线路或连接件故障。

1）单体电池故障。单体电池故障包括以下三种：①第一种故障。电池性能正常，无须更换，对应故障有单体电池SOC偏低和单体电池SOC偏高。②第二种故障。电池性能衰退严重，应及时更换，对应故障有单体电池容量不足和单体电池内阻偏大。③第三种故障。电池影响行车安全，对应故障有单体电池内部短路、单体电池外部短路、单体电池极性装反，在强震动下锂离子电池的极耳、极片上的活性物质、接线柱、外部连线、焊点可能会折断或脱落，引发单体电池内部短路或者外部短路故障。通常情况下，造成单体电池前两种故障的原因可能包括两个：一是单体电池成组时单体电池一致性问题，单体电池的SOC、容量、内阻本身存在差异；二是单体电池在成组应用过程中因为环境差异（如温度、充放电电流）造成的一致性差异增加，加剧单体电池的不一致性。

（2）

电池管理系统故障。电池管理系统对于保障电池组的安全和使用寿命，最大限度发挥电池系统效能具有重要作用。电池管理系统一般对单体电压、总电压、总电流、温度等进行实时监控采样，并将实时参数反馈给整车控制器。电池管理系统除对电池性能参数进行监控、实施电性能管理以外，还具备热管理为主的应用环境管理，实施对电池的加热和冷却，保证电池的良好应用环境温度及温度场的一致性。电池管理系统故障包括CAN通信故障、总电压测量故障、单体电压测量故障、温度测量故障、电流测量故障、继电器故障、加热器故障、冷却系统故障等。

动力电池系统常见故障及处理方法见表4-2

（3）线路或连接件故障。线路或连接件故障的诊断对于保证行车安全和整车的可靠性同样重要。例如，由于车辆震动，电池间的连接螺栓可能会出现松动，电池间接触电阻增大，发生电池间虚接故障，导致电池组内部能量损耗增加，造成车辆动力不足和续驶里程短，在极端情况下还能导致高温，产生电弧，熔化电池电极和连接片，甚至电池着火等极端电池安全事故。在电动汽车运行过程中，单体电池之间可能出现相对跳动，造成两电池间的连接片折断。电池箱与电动汽车的电气连接也是故障的高发点，电插接器在经历长时间震动后容易虚接，出现易烧蚀、接触不良等故障。

2）电机驱动系统电机驱动系统的故障主要分为电机故障与电机控制器故障。电机是电能和机械能转换，实现车辆驱动的关键部件，是典型的机电混合体。电机故障涉及因素较多，如电路系统、磁路系统、绝缘系统、机械系统及通风散热系统等。任何一个系统工作不良或其相互之间配合不好均会导致电机出现故障，所以电机故障要比其他设备的故障复杂，电机故障诊断所涉及的技术范围更广。此外，电机的运行还与其他负载情况、环境因素有关。电机在不同的状态下运行，表现出的故障状态各不相同，这进一步增加了电机故障诊断的难度。通常而言，电机的故障可分为机械故障与电气故障。机械方面的主要故障有定子铁心损坏、转子铁心损坏、轴承损坏和转轴损坏，其故障由震动、润滑不充分、转速过高、静载过大、过热而引起的磨损、压痕、腐蚀、电蚀和开裂等导致；电气方面的故障则主要是定子绕组故障与转子绕组故障，故障原因包括电机绕组接地、短路、断路、接触不良和鼠笼断条等。

因为器件本身的结构和物理特性以及相互间的电磁兼容性问题，电机控制器故障也成为电机驱动系统发生故障的主要原因。电机控制器的故障主要包括以下几类：IGBT故障、输入电源线和接地线故障、整流二极管短路、直线母线接地错误、直流侧电容短路、晶闸管短路、温度超限报警、相电流过流、过电压以及欠电压等高压电气系统故障。电机常见故障及处理方法见表4-3，电机控制器常见故障及处理方法见表4-4。序号故障现象故障原因处理方法1电机在空载时不能启动电源未接通检查开关、接触器触点及电机引出线头，检查之后修复逆变器控制原因因检查逆变器定子绕组故障（断路、短路、接地和连接错误）查定子绕组，找出故障并修复电源电压太低检查电源电压和每个连接处2通电后，电机不启动，“嗡嗡”响定子、转子绕组断路查明断路点，进行修复绕组引出线始末端接错或绕组内部接反反定子绕组中通入直流电，检查绕组极性（用指南针）；判定绕组首末端是否正确电机负载过大或卡住检查设备，排除故障电源未能全部接通通紧固接线柱松动的螺钉，用万用表检查电源线某相断线或假接故障，然后修复序号故障现象故障原因处理方法序号故障现象故障原因处理方法序号故障现象故障原因处理方法序号故障现象故障原因处理方法5.汽车底盘常见故障1）变速器常见故障变速器担负着变速、变扭矩、实现倒挡并利用空挡暂时切断动力等任务，使得汽车适应各种条件下的行驶，并满足“不调档、不乱档、不漏油、五异响、传动平稳、变换档自如”的技术要求。汽车在行驶过程中，变速器各运动部件常处于高转速、大负荷的工作条件下，当行驶道路复杂时，挡位变换频繁，在换挡过程中，变速器内部齿轮之间、齿轮与轴之间因相对运动的变化而发生冲击，使各部件产生磨损，尤其是装配调整不当或驾驶员操作不当，则会磨损加剧，甚至造成机件的损坏，从而使变速器产生故障。变速器常见故障及处理方法见表4-5。序号故障现象故障原因处理方法1挂挡困难拨叉变形或损坏检查校正或更换2换挡控制单元（TCU）故障更换TCU3掉档接合齿或齿套倒锥失效检查、更换4操作机构安装不当或损坏检查、调整5变速器漏油油封老化、磨损检查、及时更换6通气阀堵塞疏通或更换7齿轮油加注过多检查、泄放8噪声或异响润滑油黏度过低或使用不合乎质量要求的劣质润滑油更换合适等级的润滑油9润滑油数量不足加注指定的润滑油10承损坏或有裂纹更换轴承表4-5变速器常见故障及处理方法2）转向系统常见故障转向装置主要由转向器与传动机构组成，转向装置技术状况的好坏，直接影响到汽车行驶的平顺性、操作稳定性、安全可靠性以及轮胎的磨损等。随着汽车行驶里程的增加，转向装置中的某些机件将由于磨损而失去正确的几何形状，配合间隙也不断增大，转向装置的技术状况不断变差，最终产生种种故障。

1）转向盘自由行程过大。①故障现象。汽车实施转向或接收路面感觉不灵敏，转向盘游动间隙超过规定标准，转向盘虽然转动了许多，但转向轮没有发生偏转，或转向盘不动而转向轮却自动偏转。②故障原因。转向盘与转向轴固定螺母松动，转向器主、从动部分啮合间隙过大，摇臂轴与衬套间松旷，转向器内主、从动轴承松旷，横、直拉杆球节调整不当或磨损松旷，转向节主销与衬套磨损过甚等。③处理方法。两人配合，一人在车上转动转向盘，另一人在车下观察摇臂和转向轮。若转向盘已转动许多而摇臂并不摆动，说明故障在转向器部分；若摇臂已转动许多而前轮不偏转，说明故障在传动机构。

2）转向沉重。①故障现象。汽车在运行中，驾驶员向左或右转动转向盘时，感觉沉重吃力且无回正感。当汽车以低速转弯行驶时，转动转向盘非常吃力，甚至打不动转向盘。②故障原因。转向轴弯曲变形；转向器内主动部分的轴承预紧力过大，转向器内缺油，摇臂轴与衬套装配过紧，主销内倾、后倾角度变大或前束不符合要求，前钢板弹簧挠度尺寸不符合要求，轮胎气压不足。③处理方法。支起前桥，若转向轻便，则故障在前轴、轮胎等部位；若转向沉重，则故障在转向器或传动机构。

3）前轮摇摆。①故障现象。汽车在一定速度下行驶时，两前轮各自绕主销产生角震动，通常为前轮摆动。前轮左右摆动严重时，转向盘抖振强烈，手感发麻，甚至在驾驶室内都能看到车头晃动，此时，前轮沿着一条弯曲的波形轨迹向前滚动。②故障原因。前轮定位失常，转向机构松旷，前轮质量不平衡，转向系统刚度低，U形螺栓或钢板销与衬套松旷，前悬架运动干涉，道路不平等。③处理方法。检查并调整前轮定位参数、转向机构、前轮的动平衡等。

（4）行驶跑偏。①故障现象。汽车在平直路面上行驶时，不能保持直线行驶，总是自动偏向道路某一边，必须用力握住转向盘，才能直线行驶。②故障原因。前桥或车架变形，前轮轮毂轴承和主销松旷，定位参数改变；前轮轮胎新旧程度不同或气压不一致；减震器失效等。③处理方法。在平坦地段检查轮胎磨损和气压；检查前桥、车架有无变形及钢板弹簧的片数；路试检查制动鼓上轮毂的温度。

3）制动系统常见故障制动系统是汽车最重要的安全系统之一，一旦发生故障，后果不堪设想。汽车制动系统常见故障及其处理方法如下：

（1）制动不良或失灵。①制动管（如接头处）渗漏或阻塞，制动液不足，制动油压下降而失灵。应定期检查制动管路，排除渗漏、添加制动液、疏通管路。②制动管内进入空气使制动迟缓，制动管路受热，管内残余压力太小，致使制动液汽化，管路内出现气泡。由于气体可压缩，因而在制动时导致制动力矩下降。维护时，可将制动轮缸及管内空气排净并加足制动液。③制动间隙不当。制动摩擦片工作面与制动鼓内壁工作面的间隙过大，制动时轮缸活塞行程过大，以致制动迟缓、制动力矩下降。维修时，按规范全面调校制动间隙，即用平头螺钉旋具从检查孔拨动棘轮，将制动蹄完全张开，使间隙消除，然后将棘轮退回3～6齿，以得到所要求的间隙。

④制动鼓与摩擦衬片接触不良，导致摩擦衬片与制动鼓接触不良，制动摩擦力矩下降。若发现此现象，必须镗削或校正修复，并根据需要更换新件。⑤制动摩擦片被油垢污染或浸水受潮，摩擦系数急剧降低，引起制动失灵。维护时，拆下摩擦片用汽油清洗，并用喷灯加热烘烤，使渗入片中的油渗出来，渗油严重时必须更换新片。对于浸水的摩擦片，可用连续制动以产生热能使水蒸发，恢复其摩擦系数即可。⑥制动主缸、轮缸皮碗（其他件）损坏，制动管路不能产生必要的内压，油液渗漏，致使制动不良。应及时拆检制动主缸、轮缸皮碗，更换磨蚀损坏部件。

2）制动单边。①同轴左右两边制动器制动时间不一致，大多是两边制动器制动间隙不均或接触面积差异所引起的。制动时，一边摩擦片先接触制动鼓进行制动，而另一边因间隙大、摩擦片与制动鼓接触滞后，制动不同步。遇此现象，可按规范重新调校左右车轮制动间隙。②同轴两边制动器的制动力矩不同，致使车轮转速不同，直线行驶的距离就不相等，从而造成制动单边。这通常是由于某边制动轮缸漏油、制动摩擦片油污严重、摩擦系数出现差异或左右轮胎气压不等所造成的，可用汽油清洗摩擦片、检查轮胎气压、修复渗漏处，分别予以排除。③汽车不踏制动踏板就自动滑行到一侧。这多为一侧前悬架变形、前悬架车身底板变形、前悬架螺旋弹簧弹力严重下降，以及车架等有关部位在汽车制动时相互干涉或不协调所致。遇上述情况，查明原因后予以修复。

④制动时车轮自动向一边转弯而跑偏。这主要是两边制动鼓与摩擦片工作表面粗糙度不同，或一侧制动管路接头堵塞等引起的。应分别查找根源，予以修复。⑤左右轮胎气压不均造成跑偏。左右轮胎充气气压必须一致，否则由于两边车轮的实际转动半径不同、行驶的直线距离不等而导致侧滑。必须按规定的标准给各轮胎充气。除上述原因之外，还有车轮定位失准及左右轮胎磨损不同，由此路面对左右车轮的阻力差也会造成跑偏侧滑。遇此情况，找准原因之后分别按规范予以调校或更换部件。

（3）制动噪声。①制动鼓失圆，其圆度误差较大，制动鼓工作面变形，制动时摩擦片与制动鼓贴合瞬间发生碰撞，同时发出尖锐的撞击响声。维护时，拆下制动鼓，按规范标准进行镗削，并需进行平衡性能校验。②制动摩擦片表面太光滑、摩擦系数小而制动压力大时，光滑的表面滑磨便产生摩擦噪声。在摩擦副之间塞进了异物挤压摩擦表面，也会出现摩擦噪声。维修时可拆下制动鼓，清除异物并用粗砂纸打磨摩擦片，并使配合摩擦副接触面积达70％以上即可。③制动摩擦片严重磨损，表面出现沟槽及不规则形状，制动时不能完全有效地和制动鼓贴合，或制动支撑板变形，破坏了鼓与片的同轴度，局部摩擦、碰撞而出现噪声。维修时，应更换摩擦片，校正制动支撑板。④前轮轴承损坏、滚道和滚珠表面出现麻坑、沟槽甚至碎裂，行驶中制动就会出现异响。可更换前轴头轴承，即可消除此噪声。

（4）制动鼓发热。①当放松制动踏板时，制动力没完全解除，使得摩擦副长时间处于摩擦状态，造成起步困难、行驶无力，用手触摸轮毂表面感到烫手。遇此情况按规范重新调节制动间隙即可。②驻车制动手柄没完全放开，其原因是操作上的疏忽，致使摩擦副长时间处于摩擦状态而发热，必要时按规范调整手柄。③制动产生的热量使回位弹簧受热变形、弹力下降或消失，不能保证制动摩擦片总成及时回位，便不能及时彻底解除制动而使制动鼓发热。及时检修或更换回位弹簧，即可消除故障。

（5）驻车制动失灵。常见拉索或外套锈蚀、牵引弹簧折断、脱落等，致使驻车制动操纵拉索或制动拉索在其外套内拉动不灵活，由此造成手制动无法松开而工作失效。应检查制动操纵拉索和制动系统部件表面有无损伤，手柄操纵动作是否灵活，无卡滞现象，拉索连接头和固定部位是否松动损坏。检修时，对拉索加注润滑脂进行润滑，或更换损坏件，重新按修理规范制动手柄转动量。

4）行驶系统常见故障汽车行驶系统技术状况的好坏直接影响到汽车行驶的平顺性和操作稳定性，所以对行驶装置的常见故障应该及时处理。（1）悬架发生刚性碰撞或异响。①故障现象。汽车行驶中悬架发生撞击，有异响，震动强烈。②故障原因。钢板弹簧销或螺旋弹簧产生塑性变形；减震垫、限位块损坏；润滑不良；减震器失效等。③处理方法。检查悬架是否变形、松动，减震垫的润滑情况，必要时加注润滑脂；检查减震器是否损坏。

（2）轮胎异常磨损。①故障现象。轮胎出现两肩磨损、胎冠中部磨损、内（外）侧磨损、锯齿形磨损或波浪形磨损。②故障原因。前车轮外倾角及前束不符合要求；车轮轮毂轴承磨损、松旷；轮胎不平衡量过大，轮胎气压不正常；减震器失效，轮毂变形。③处理方法。检查减震器是否失效，轮毂是否变形，必要时更换；检查车轮轮毂轴承是否磨损、松旷，轮胎气压是否正常，必要时调整、补气、做轮胎动平衡。

5）电气设备常见故障（1）灯光设备常见故障。汽车灯光设备的常见故障有灯不亮、灯光暗淡、忽明忽暗及熔断器发响等。造成上述故障的原因一般是灯丝烧断、导线松脱、搭铁不良、断路或短路，充电电压调整过高以及各种开关失效等。通常采用试灯法、试火法和电源短接法检测。灯光设备常见故障及处理方法见表4-6。（2）组合仪表常见故障。汽车电子组合仪表的故障诊断，除了可以由车载微机自诊断系统进行处理之外，还可以使用专门的检测设备对其进行检测诊断。检测时，应该首先将传感器电路断开或拆下，用检测设备对它们逐个进行检查。汽车电子仪表显示系统的故障通常出现在传感器、针状插接器和导线、个别仪表及显示器上。序号故障原因处理方法1线路短路或插头松动检修线路或接好插头2接触不良检查、调整3灯泡不良更换4开关触点烧蚀清楚烧蚀物或更换5熔丝烧断检修或更换6继电器工作不良或损坏检修或更换7闪光器工作不良或损坏检修或更换8变光器工作不良或损坏检修或更换