【课件】3-1 驱动电机冷却系统故障诊断与排除

项目三驱动电机及控制系统故障诊断与排除任务1驱动电机冷却系统故障诊断与排除任务导入Tasktointroduce比亚迪某汽车4S店的服务顾问接待客户王先生，王先生去年购置了一辆秦EV车作为代步工具，启动车辆时发现仪表限功率指示灯点亮。车辆可以挂挡，但不能正常行驶。经检查发现为电机温度系统故障，你会诊断这种限功率指示灯点亮的故障吗？

任务目标TaskGoal了解驱动电机冷却系统的分类；掌握电机冷却系统的结构；了解电机工作温度监测控制系统能正确进行电机温度过高的检查；能正确完成电机过热的故障诊断；能正确完成电机水泵的故障诊断；认真严谨、积极主动，安全生产，文明施工。与小组成员、同学之间能合作交流，协调工作。获得分析问题和解决问题的基本方法。积极主动与小组成员交流、讨论学习成果，取长补短，完成自我提升。目录CONTENTS驱动电机冷却系统的分类0102电机冷却系统的组成电机工作温度监测控制系统03电机温度过高检查步骤04新授PARTONE01驱动电机冷却系统的分类分类电机作为纯电动汽车的驱动装置可实现极低排放或零排放。驱动电机、控制器等元件的温度直接影响着其使用性能和寿命。当驱动电机和控制器的温度突然升高或者超过其最高温度时，可能引发电机的故障，而控制器对使用温度也有一定的要求。因此需要一种高效可靠的热管理系统，提高驱动电机和控制器等元件的使用效率和寿命。电机和控制器的热管理系统则主要对其冷却，使其能够安全可靠运行。目前针对电机与控制器的冷却方式，依据其介质不同可分为强制风冷和液冷。强制风冷液冷01驱动电机冷却系统的分类强制风冷优点结构简单；不需要设计独立的冷却系统；维护方便及成本低。缺点冷却效果较差。为保证足够的散热量需求，驱动电机与控制器需要增大与气流的接触面积，同时在控制器底部设计散热片，因此导致电机和控制器体积和成本的增加。驱动电机和控制器在车辆上使用时对应的工况较为复杂，强制风冷无法在各个工况下保持所需的散热量，若散热不及时，车辆会出现限功率故障，因此仅在热负荷小的小型车驱动电机或辅助电机采用强制风冷。01驱动电机冷却系统的分类液冷液冷的优点和应用优点：相比强制风冷，乙二醇型防冻液具有更高的比热，且可以根据需要主动调节系统温度，故而液冷具有更好的稳定性。对于新能源汽车的驱动电机和控制器等元件，采用液冷可以迅速带走热量，实现温度的快速降低，提高电机和控制器的效率和寿命。应用：现阶段新能源汽车电机和控制器普遍使用液冷冷却，国内自主品牌主要采用冷却液作为介质。02电机冷却系统的组成秦EV整车热管理系统以秦EV整车热管理系统为例，为保障车辆在-20℃到50℃之间实现正常、高效地充电行驶，秦EV采用智能热管理系统，该系统由前电驱动总成、充配电总成、动力电池、驱动电机冷却水泵、动力电池冷却水泵、膨胀阀、板式交换器、PTC、散热器、散热器风扇、整车控制器模块和空调系统相关高低压管路等部件组成，主要集中在引擎盖下方机舱内。秦EV前舱布局图02电机冷却系统的组成秦EV热管理系统组成图散热器制冷管路暖风水泵电动四通水阀电池散热水泵PTC暖风管路制冷管路电动压缩机02电机冷却系统的组成电动水泵冷却系统的水泵动力电池和前电驱动总成、充配电总成有对应加热和冷却两个独立系统，因此温度控制效率更高，效果也更好。冷却系统有两个电动水泵，其中驱动系统和充配电总成共用一个水泵，而动力电池有单独的水泵，冷却系统水泵由低压电路驱动，为冷却液的循环提供压力。在电动水泵的驱动下，冷却液在管路中实现循环流动，其流向如图2所示。图2冷却液循环管路图02电机冷却系统的组成冷却风扇冷却风扇安装、作用、特点安装部位：在机舱内散热器的后部；作用：增加散热器和空调冷凝器的通风量，从而有助于加快车辆低速行驶时的冷却速度。特点：风扇采用单风扇设计，由整车控制器控制风扇高、低速运转。02电机冷却系统的组成冷却风扇注意事项1即使在车辆不运行时，机舱下的冷却风扇也会启动而伤人，因此任何时候请保持手、衣服和工具远离机舱下的散热风扇以免误伤。注意事项2如果风扇叶片有任何程度的弯曲和损坏，不要修理或重复使用损坏的部件，必须更换弯曲或损坏的风扇叶片。注意事项3损坏的风扇叶片不能保证正常的平衡且在连续使用中可能出现故障和飞脱，这种情况非常危险。02电机冷却系统的组成冷却液组成和分类防冻液由水、防冻剂、添加剂三部分组成，按防冻剂成分不同划分为：乙醇型、甘油型、乙二醇型。乙二醇特征乙二醇是一种无色微粘的液体，沸点是197.4℃，冰点是-11.5℃，能与水任意比例混合，改变了冷却水的蒸气压，冰点显著降低。其降低的程度在一定范围内随乙二醇的含量增加而下降。当乙二醇的含量为68%时，冰点可降低至-68℃，超过这个极限时，冰点反而要上升。02电机冷却系统的组成冷却液乙二醇型防冻液物理性质：（1）常温性：冰点-25℃，适用于南方全年及北方夏季。（2）耐寒性：冰点-40℃，适用于北方冬季。严禁直接添加自来水作为冷却液。特点：乙二醇防冻液在使用中易生成酸性物质，对金属有腐蚀作用。因此，应加入适量磷酸氢二钠等以防腐蚀。乙二醇有毒，但由于其沸点高，不会产生蒸气被人吸入体内而引起中毒。乙二醇的吸水性强，储存的容器应密封，以防吸水后溢出。水的沸点比乙二醇低，使用中被蒸发的是水，当缺少冷却液时，只要加入净水就行。一般来说乙二醇是绿色，丙二醇是红色带点橘，丙三醇是蓝色的。因此秦EV的冷冻液是丙二醇型。03电机工作温度监测控制系统旋变温度传感器绕组温度传感器线束绕组温度传感器线束旋变温度传感器埋在电机线圈（定子）里，用以检测电机线圈温度，防止电机在工作的过程中温度上升过快导致过热。当温度传感器检测到绕组温度高于160℃时，电机控制器通过动力CAN与网关控制器进行信息交互，仪表模块显示“请检查动力系统”，同时显示功率限制指示灯亮起。若电机绕组温度长时间超过160℃，永磁体会产生磁退现象，车辆表现为加速无力。03电机工作温度监测控制系统前电驱动总成的冷却系统秦EV热管理系统控制电路图前电驱动总成的冷却系统主要依靠冷却水泵带动冷却液在冷却管道中循环流动，通过在散热器的热交换等物理过程，冷却液带走前电驱动总成、充配电总成以及动力电池产生的热量。电机控制器通过电机内部的温度传感器监测电机三相绕组的温度，并通过动力CAN网络传送给网关控制器。网关控制器通过舒适网与空调控制器进行通讯，空调控制器控制电子膨胀阀开启，同时网关控制器通过动力CAN与整车控制器通讯，整车控制器控制风扇低速或高速运转，以保持前电驱动总成、充配电总成以及动力电池始终维持在最佳工作温度。04电机温度过高检查步骤外观检查检查冷却液液位是否正常，冷却液标准值在min和max之间，检查冷却液质量。Step01检查电机及其控制器外部是否有渗液，管路接头是否松动。检查电机机器控制器外部高低压接插件是否松动，导线是否破损。检查电机外部紧固螺钉是否松动存在异响，排除线路故障。Step02观察散热水管运转有无机械干涩、异响等。Step

0304电机温度过高检查步骤使用仪器进行故障诊断检测驱动电机信号线路；01检查电机温度传感器。检查电机温度传感器线束插头，测量温度传感器阻值，在常温下阻值大约为50kΩ左右。02实训PARTTWO01实训开始前，提前准备好需要使用的个人防护用品，并检查是否符合使用标准。实训开始前，提前做好场地防护，设置警告标识，操作位置布置好绝缘防护措施。实训结束后，必须清理场地和设备，撤除警示标识。任务实施安全要求及注意事项实训过程中，严禁嬉戏打闹,做好数据记录和结果记录。01任务实施安全要求及注意事项1.实训开始前，提前准备好需要使用的个人防护用品，并检查是否符合使用标准。2.实训开始前，提前做好场地防护，设置警告标识，操作位置布置好绝缘防护措施。3.电机及控制系统出现过热指示灯时，禁止拧开冷却液的补偿水壶盖；4.禁止触碰任何带安全警示标的部件；5.拔掉低压插头时需提前断开蓄电池负极；6.更换冷却液时，汽车底盘下方工作需要戴安全帽。7.禁止触摸所有橙色的线束；8.在车辆高压电情况下，禁止检修电机及控制系统；9.检查实训场地和设备设施是否清洁及存在安全隐患，配电箱、排查是否符合用电需求，如不正常请汇报老师并进行处理。10.记录车辆铭牌信息，做好检测结果记录。11.实训结束后，必须清理场地和设备，撤除警示标识。01任务实施电机过热的故障诊断故障现象某汽车4S店的服务顾问接待客户王先生，王先生去年购置了一辆秦EV车作为代步工具，启动车辆时发现仪表“OK”灯不亮，显示“请检查动力系统”。仪表显示“请检查动力系统”任务实施01故障分析电机及控制器温度过高可能故障原因任务实施01故障排查检查电机冷却液检查电机冷却液液位在min～max之间。Step01任务实施01故障排查检查电机冷却液检查冷却系统管路有无泄露，水泵及风扇运转是否正常。Step02任务实施01故障排查检查电机冷却液检查电机有冷却管路有无机械干涉，异响等。Step03任务实施01故障排查检查电机冷却液Step04连接解码仪，读取故障码，显示为P1BB200：前驱动电机一般过温告警；P1BB298：前驱动电机严重过温告警，查看数据流显示电机温度为161℃，温度过高，如图10所示。任务实施01故障排查拆卸右前轮车辆下电，断开低压蓄电池负极，为方便测量电机温度传感器，拆卸右前轮。如图11所示。Step05任务实施01故障排查打开驱动电机后端盖拆下电机驱动器搭铁、打开驱动电机后端盖。如图12所示。Step06任务实施01故障排查拔下电机温度传感器插头测量电机温度传感器的电阻。Step07任务实施01故障排查测量电机温度传感器电阻测量电机温度传感器的电阻为0.9kΩ，阻值异常。Step08任务实施01故障排除故障排除更换温度传感器，重新启动汽车，仪表显示正常，汽车正常上电，故障排除，如图15所示。仪表显示任务实施01故障总结故障总结该故障是温度传感器故障，引起系统报故障，从而导致电机控制器检测到电机温度过高，车辆无法上电。电机温度检测由两个定子温度传感器进行检测，采取双重保护，当一个传感器出现故障时，另一个传感器还能正常工作，当出现此类故障时先检查冷却散热系统，查看是否由于硬件散热不良导致的温度故障。其次运用解码器检查是否由于电气电路信号造成的故障。01任务实施电机水泵的故障诊断故障现象打开前舱盖，找到电机水泵，位于前舱底部电机正前方的位置，固定在电机部件上，水泵不能正常运转。电机水泵舱内的位置任务实施01故障排查断开蓄电池负极步骤1车辆下电，使用套筒松开蓄电池螺丝，断开蓄电池负极。如图17所示。Step01任务实施01故障排查断开蓄电池负极步骤2按住卡扣，拔下电机水泵低压插接器。如图18所示。Step02任务实施01故障排查断开蓄电池负极万用表打欧姆档，表笔分别搭在电机水泵插