新能源汽车驱动电机及控制系统检修 习题及答案 吴常红 项目四 新能源汽车电机控制系统检修

《新能源汽车驱动电机及控制系统检修》习题（教师版）项目四新能源汽车电机控制系统检修任务一驱动电机限功率故障检修一、填空题（2分/空，共36分）1.限功率又叫车辆坡行模式，是汽车ECU中的电控单元出现故障的行驶模式。2.比亚迪秦EV的动力电池的温度设置了一般过温和严重过温两级告警。3.若散热风扇和空调系统的制冷剂无法将电池包的目标温度降下来，那么BMC会限制电池包的输出功率，即降低驱动电机、空调压缩机、PTC等部件的电流，仪表显示报警信息。4.车辆在放电状态下，当BMC接收到单体蓄电池压差过大时，根据压差等级分为一般故障和严重故障。5.车辆在行驶过程中，驱动电机及控制器内的IGBT模块、IPM模块的温度会逐渐升高。6.对于充配电总成来说，其主要的故障表现为不能充电、不能上电或充电功率限制。7.车辆在充电状态下，当电池信息采集器采集到压差>50mV时，BMC会限制充电桩的充电电流，仪表显示报警信息。8.当IGBT模块的温度>90℃，电机控制器限制功率、扭矩输出，仪表显示告警信息。9.由于新能源汽车的高压系统中有多个电子传感器，和执行机构。如果有一个传感器数据不准或失效，控制器判断就会有误，为此设计者设计一个特殊的程序，也就是跛行回家模式。10.当驱动电机的旋变温度传感器给电机控制器输入的温度信号>160℃，电机控制器限制功率、扭矩输出，仪表显示告警信息。二、单选题（4分/题，共20分）1.一般新能源汽车的出现限功率行驶时，车速不超（C）。A.20km/hB.30km/hC.40km/hD.50km/h2.当电池管理系统接收到单体或模组温度超过多少时，整车控制器控制散热风扇高速转。（C）A.20℃B.30℃C.40℃D.50℃3.若电池包的温度持续上升，达到50℃时，BMC延迟多长时间后控制电池包的正负极接触器断开。(D)A.3～5秒B.5～10秒C.5～8秒D.10～15秒4.车辆在充电状态下，电池信息采集器采集到压差多少时，BMC会限制电池包的输出功率，即降低驱动电机、空调压缩机、PTC等部件的电流，仪表显示报警信息。(C)。A.<50mVB.>50mVC.>100mVD.<100mV5.车辆在充放电的状态下，BMC接收到绝缘阻值为(B)。A.50Ω/V<R≤100Ω/VB.100Ω/V<R≤500Ω/VC.100Ω/V<R≤150Ω/VD.200Ω/V<R≤500Ω/V三、判断题（4分/题，共24分）1.电机控制器检测到IPM的温度>90℃，电机控制器限制功率、扭矩输出，仪表显示告警信息。（×）2.车辆在充放电的状态下，当BMC接收到绝缘值在R≤100Ω/V时，此时BMC控制电池包正负极接触器断开，仪表显示报警信息，车辆停止充放电。（√）3.当IGBT模块的温度>90℃时，电机控制器停止扭矩输出，仪表显示告警信息。（×）4.限功率工作状态分为：放电状态、充电状态与充放电状态。（√）5.新能源汽车的高压系统中有多个电子传感器和执行机构。如果有一个传感器数据不准或失效，控制器判断就会有误。（√）6.车辆在充电状态下，若电池的压差持续增大，压差>100mV时，BMC延迟5～10秒后控制电池包的正负极接触器断开。（×）四、简答题（4分/题，共20分）1.在秦EV限功率分析中，请简述前驱电动总成导致的限功率分析方法。参考答案：车辆在行驶过程中，驱动电机及控制器内的IGBT模块、IPM模块的温度会逐渐升高。当IGBT模块的温度>90℃，电机控制器限制功率、扭矩输出，仪表显示告警信息；当IGBT模块的温度>100℃时，电机控制器停止扭矩输出，仪表显示告警信息。电机控制器检测到IPM的温度>85℃，电机控制器限制功率、扭矩输出，仪表显示告警信息。当驱动电机的旋变温度传感器给电机控制器输入的温度信号>160℃，电机控制器限制功率、扭矩输出，仪表显示告警信息。2.想一想，秦EV限功率的工作状态有哪些呢？请简要描述出来。参考答案：其限功率工作状态分为：放电状态、充电状态与充放电状态。车辆在放电状态下，当BMC接收到单体蓄电池压差过大时，根据压差等级分为一般故障和严重故障。电池信息采集器采集到压差>50mV时，BMC会限制电池包的输出功率，即降低驱动电机、空调压缩机、PTC等部件的电流，仪表显示报警信息。车辆在充电状态下，当电池信息采集器采集到压差>50mV时，BMC会限制充电桩的充电电流，仪表显示报警信息。若电池的压差持续增大，压差>100mV时，BMC延迟10～15秒后控制电池包的正负极接触器断开。驱动电机、空调压缩机、PTC、充电设施等负载停止工作。车辆在充放电的状态下，BMC接收到绝缘阻值100Ω/V<R≤500Ω/V，车辆报一般绝缘故障，车辆限功率行驶或限功率充电，仪表显示报警信息。当BMC接收到绝缘值在R≤100Ω/V时，此时BMC控制电池包正负极接触器断开，仪表显示报警信息，车辆停止充放电。3.您知道什么是限功率吗？请根据您的理解，简述限功率的概念。参考答案：限功率又叫车辆坡行模式，是汽车ECU中的电控单元出现故障的行驶模式。在新能源汽车中是高压系统出现二级故障后的行驶模式。一般新能源汽车的出现限功率行驶时，车速不超40km/h。由于新能源汽车的高压系统中有多个电子传感器，和执行机构。如果有一个传感器数据不准或失效，控制器判断就会有误，为此设计者设计一个特殊的程序，也就是跛行回家模式。一方面向驾驶员以故障指示灯报警，一方面用一个常数代替传感器数据，但性能稍差。4.请仔细思考，由充配电总成导致限功率的分析方法是什么呢？请简要描述。参考答案：充配电总成：对于充配电总成来说，其主要的故障表现为不能充电、不能上电或充电功率限制。充配电总成的故障都可以根据故障码、数据流的方式快速锁定故障。5.您知道什么是秦EV动力电池数据流，请简述其工作的过程。参考答案：车辆上电后，连接故障诊断仪查看动力电池数据流中的电池组的放电总电流，若蓄电池电压正常情况下，灯光、空调系统未开情况下，电池组放电电流超过20A就要检查负载端是否有绝缘不良的故障。若电池在充电时有压差过大的情况下（压差超过50mV）电池包限制功率输出；在放电时单体时的压差超过50mV，电池包限制功率输出。不管车辆在充电或放电的情况下，若BMC接收到绝缘阻值低时，电池包限制功率输出或停止输出不管车辆在充电或放电的情况下，BMC接收到单体温差超过40℃，整车控制器控制散热风扇高速转，同时通过空调系统的制冷剂冷却电池包的冷却液，那么BMC会限制电池包输出功率。项目四新能源汽车电机控制系统检修任务二驱动电机异响故障检修一、填空题（2分/空，共36分）1.汽车维护保养是根据各种车型的设计要求、车辆不同的使用情况，以及各种零件的磨损规律，把磨损程度相近的项目集中起来，在其正常磨损期内进行相应的清洁、检查、润滑、紧固、调整和校验等一系列汽车检查维护的工作。2.维护作业包括清洁、润滑、紧固等内容。一般除主要总成发生故障必须解体外，其他情形下不得对车辆总成进行解体，这就明确了维护和修理的界限。3.目前我国现行的汽车维护制度贯彻“预防为主，强制维护”的原则。4.“预防为主”是国际通用的设备管理原则，做好预防性工作，使设备经常保持在良好的技术状态，可减少其故障频率，降低损耗，延长其使用寿命。5.“强制维护”则是为了进一步强调维护的重要性和必要性，使运输单位和个人更加重视车辆的维护，防止因迫切追求眼前利益而不及时维护，导致车况严重下降，发生安全事故。6.车辆进行维护时，不能对其主要总成大拆大卸，只有在发生故障需要解体时方允许进行解体。7.经生产实践证明，对主要总成大拆大卸的工艺方法是不科学的，也是不符合技术经济原则的。8.没有对各级维护周期作统一规定，由各省，市，自治区按车型，结合本地区具体情况提出统一的维护周期。9.当车辆进入冬，夏两季运行时，一般结合二级维护对车辆进行季节性维护。10.以秦EV为例，其前驱电动总成由驱动电机、驱动电机控制器以及变速器三者集成，位于整车前舱。二、单选题（4分/题，共20分）1.根据秦EV前驱电动总成技术，电动机最大输出转速为（B）。A.12000pmB.12100pmC.11000pmD.10000pm2.空调滤清器的维护保养里程周期为（A）。A.每24000公里更换B.每36000公里更换C.每40000公里更换D.每100000公里更换3.刹车油的维护保养里程周期为(C)。A.每24000公里更换B.每36000公里更换C.每40000公里更换D.每100000公里更换4.冷却液的维护保养里程周期为(D)。A.每24000公里更换B.每36000公里更换C.每40000公里更换D.每100000公里更换5.不在现行汽车维护制度范围内的是(C)。A.一级维护B.二级维护C.三级维护D.日常维护三、判断题（4分/题，共24分）1.每天开车前，检查补偿水壶中的冷却液在Max与Min之间。如果防冻液水位位于Min之下时，则必须补充。（√）2.现行的汽车维护制度对季节性维护作了规范。（√）3.“三级维护”作业内容既有维护的作业又有修理的作业，便于维护与修理的区分。（×）4.新能源汽车维护分级可以分为一级维护、二级维护和三级维护。（×）5.日常维护以清洁、补给、安全检视和电控仪表检视为作业中心内容，由驾驶员负责执行的车辆维护作业。（√）6.二级维护以清洁、润滑、紧固为作业中心内容，并检查有关制动、操纵等安全部件，由维修企业负责执行的车辆维护作业。（×）四、简答题（4分/题，共20分）1.想一想，汽车进行经常性维护有哪些意义呢？请说说您的看法。参考答案：（1）减缓汽车零部件的磨损速度，预防故障发生。（2）延缓汽车技术状况变坏的速度，减少因汽车故障而造成汽车停歇的概率，从而提高汽车运输的产量和经济收入，同时减少因出现故障而需支付的大量汽车修理费用。（3）延长驱动电机和汽车的大修里程，实现了驱动电机和汽车的全寿命无大修，提高汽车投资效益。（4）提高汽车行驶的安全性，可以减少或避免交通事故，以及降低因事故造成的人员伤亡和财产损失的风险，使得汽车运行保持良性循环。2.请仔细思考，与过去的维护制度比较，请列举现行的汽车维护制度特点主要有哪些。参考答案：（1）规定了日常维护，一级维护和二级维护的内容，取消了整车解体式的三级维护。经生产实践证明，对主要总成大拆大卸的工艺方法是不科学的，也是不符合技术经济原则的。同时“三级维护”作业内容既有维护的作业又有修理的作业，不便于维护与修理的区分。（2）没有对各级维护周期作统一规定，由各省，市，自治区按车型，结合本地区具体情况提出统一的维护周期；但制定了车辆维护技术规范，以保证车辆正常维护质量。（3）对季节性维护作了规范：当车辆进入冬，夏两季运行时，一般结合二级维护对车辆进行季节性维护。3.想一想，根据您对前驱总成维护与保养的了解，请列举至少三项前驱总成维护与保养常见的内容。参考答案：（1）每天开车前，检查补偿水壶中的冷却液在Max与Min之间。如果防冻液水位位于Min之下时，则必须补充。（2）每12000公里，进行定期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（参考实训任务前驱电动总成高压母线的检查）。（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）根据里程周期，更换电机冷却液，以及前驱总成的齿轮油。（5）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，用吸尘器清理电机本体和控制器表面灰尘。注意：禁止使用高压气体清洁灰尘，否则有可能造成粉尘爆炸。禁止用高压气枪直接对准控制器外壳上的“呼吸器”吹气，应用软毛刷进行清理。（6）电机轴承在一个大修周期内，不需要加油脂。当轴承发生异响故障时，应解体电动机，检查轴承异响原因（参考实训任务前驱电动总成异响检查及处理办法）。（7）若电机很长时间未用，最好测量电动机的绝缘电阻。检查绝缘电阻应使用绝缘测试仪，检测值不低于20MΩ；否则需对绕阻进行干燥处理，以去除潮气。4.在日常维护中，您觉得可能会涉及到哪些维护内容呢？请说说您的看法。参考答案：以清洁、补给、安全检视和电控仪表检视为作业中心内容，由驾驶员负责执行的车辆维护作业。包括内容有：①对车辆外观、驱动电机、高压电气控制器、低压电气控制器、动力电池壳体与防尘网外表进行清洁，保持车容整洁。②对驱动电机运转状态、电控系统及电池储电量进行检视。③对车辆各部润滑油（脂）、冷却液、制动液、各种工作介质进行检视补给，并检查轮胎气压。④对车辆制动、转向、传动、悬挂、灯光、信号及仪表等安全部位进行检视。5.您知道什么是一级维护和二级维护吗？他们各自包含的内容又有哪些呢？请简述您的认知。参考答案：（1）一级维护除日常维护作业外，以清洁、润滑、紧固为作业中心内容，并检查有关制动、操纵等安全部件，由维修企业负责执行的车辆维护作业。（2）二级维护除一级维护作业外，包括以检查、调整安全部件为主，并拆检轮胎，进行轮胎换位，检测调整驱动电机工作状况等基本作业项目和附加作业项目，由维修企业负责执行的车辆维护作业。项目四新能源汽车电机控制系统检修任务三驱动电机温度过高故障检修一、填空题（2分/空，共36分）1.电驱动系统是电动汽车的核心部件之一，驱动电机的性能直接影响到汽车的动力、效率、舒适度等性能。2.温度的获取一般有通过温度传感器采样、模型计算两种方法。3.驱动电机系统的主要产热源为其功率晶体管，它通常与一个铝散热片相连接，由铝散热片将晶体管产生的热传递给变频器冷却系统。4.通过模型计算的优点是硬件失效风险小，缺点是软件逻辑复杂，标定难度大。5.对于电动汽车，驱动电机作为动力源，电机控制器提供能量转换，两者缺一不可。6.电机及其电控热管理的主要任务是分析驱动电机内部的产热机理，对驱动电机进行冷却，保证驱动电机及电控系统处于合适的温度范围内。7.随着驱动电机功率和转矩的日益增大，对驱动电机和控制器热管理系统的要求也随之提高。8.针对驱动电机与控制器的冷却方式，依据介质的不同，可分为风冷、水冷和油冷。9.风冷式变频器通常被设计用来产生适度动力、主要作为汽车发动机的辅助动力的轻度混合动力汽车的驱动电机系统。10.大多数混合动力汽车和纯电动汽车采用的是水冷式变频器，这种变频器位于汽车的发动机室。二、单选题（4分/题，共20分）1.目前，永磁电机占电动汽车装机量的（C）。A.50%以上B.80%以上C.90%以上D.95%以上2.如果行驶风不足以冷却散热器内的冷却液，还会通过接通电子风扇，电子风扇功率为（D）。A.100WB.200WC.300WD.400W3.与传统车辆常用冷却系统不同，冷却液温度不作为控制功能输入参数使用，冷却液最高温度约为(B)。A.95℃B.85℃C.65℃D.70℃4.大多数混合动力汽车和纯电动汽车采用的是(B)。A.液冷式变频器B.水冷式变频器C.风冷式变频器D.油冷式变频器5.具有结构简单，不需要设计独立的冷却零件，维护方便，并且成本低等优点的是(C)。A.液冷式变频器B.水冷式变频器C.风冷式变频器D.油冷式变频器三、判断题（4分/题，共24分）1.由于风冷式变频器不需要散热器或液体冷却液管路，它也可以被安装在发动机舱之外的区域。（√）2.大多数本田思域混合动力汽车的所有主要高压部件都采用水冷。（×）3.通常情况下，空气冷却系统包括：冷风进风口、进风管道、冷却风扇、散热器（安装于变频器组件内）、出风口等。进风口通常位于汽车内部，从车辆的内部抽取新鲜空气。（√）4.随着驱动电机功率和转矩的日益增大，对驱动电机和控制器热管理系统的要求也随之提高。（√）5.传感器直接测量的温度代表该部件最热点的温度，能够很好地起到保护作用。（×）6.通常情况下，变频器会自带温度传感器，进行温度监控以防止出现过热情况。（×）四、简答题（4分/题，共20分）1.根据您对电驱动系统温度获取方法的认知，请简述通过温度传感器采样的工作过程。参考答案：驱动电机系统的主要产热源为其功率晶体管，它通常与一个铝散热片相连接，由铝散热片将晶体管产生的热传递给变频器冷却系统。通常情况下，变频器会自带温度传感器，进行温度监控以防止出现过热情况。变频器的温度传感器可以安装在如电路板或晶体管组件等变频器元件上，或直接安装在变频器的冷却系统介质（空气或液体冷却液）中。通过温度传感器直接采样这种方法的优点是软件逻辑简单，无需建模标定；但是布置多个传感器增加了硬件失效风险、成本提高、工艺更复杂、某些位置无法布置传感器（如电机转子）。此外，传感器直接测量的温度不代表该部件最热点的温度，因此并不能很好地起到保护作用。2.您知道有哪些常用的电驱动系统冷却方式吗？请说说您对它们的了解。参考答案：对于电动汽车，驱动电机作为动力源，电机控制器提供能量转换，两者缺一不可。电机及其电控热管理的主要任务是分析驱动电机内部的产热机理，对驱动电机进行冷却，保证驱动电机及电控系统处于合适的温度范围内。随着驱动电机功率和转矩的日益增大，对驱动电机和控制器热管理系统的要求也随之提高。目前，针对驱动电机与控制器的冷却方式，依据介质的不同，可分为风冷、水