新能源汽车保养与故障诊断技术课件：检查与维护驱动电机控制器

检查与维护驱动电机控制器《新能源汽车保养与故障诊断技术》

电机驱动系统的保养与故障诊断方法CONTENTS目录驱动电机控制器的认识检查与维护驱动电机控制器情境导入某汽车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”。经检查发现为电机温度系统故障，你会诊断这种故障吗?01电机工作温度监测控制系统组成驱动电机控制系统是电动汽车三大核心系统之一，也是车辆行驶的主要驱动系统。驱动电机控制系统的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。秦EV的驱动电机控制系统，也称前驱电动总成或三合一驱动系统，主要由驱动电机控制器(MotorControlUnit，MCU)、驱动电机、单档变速器组成。驱动电机控制系统就如同电动汽车的神经中枢，将驱动电机、动力电池和其他辅助系统互为连接并且加以控制。整车控制器(VCU)会根据获取到的加速、制动、档位、旋变、温度等的输入信号，向电机控制器发出相应的控制指令，从而控制驱动电机进行起动、加速、减速、制动能量回收。一、驱动电机控制器的认识（一）驱动控制系统概述如下左图为秦EV前驱电动总成，如下右图为秦EV的前驱电动总成，其位于前舱中部，在充配电总成的下方。一、驱动电机控制器的认识（一）驱动控制系统概述一、驱动电机控制器的认识（一）驱动控制系统概述在秦EV的设计中，驱动电机及电机控制器采用了直连的方式，减少三相电缆、驱动电机和控制器共用冷却系统(通过整车控制器(VCU)控制电子水泵、电子风扇进行循环冷却)：成本降低了33%体积减少了30%重量也减轻了25%功率密度增加20%NEDC续航里程效率提升1%扭矩密度增加17%一、驱动电机控制器的认识（一）驱动控制系统概述比亚迪驱动三合一集成方案如下表所示。集成内容示图集成目的电机、电控端子直连，取消三相线

降低成本电机、电控水道直连，取消水管

降低成本一、驱动电机控制器的认识（一）驱动控制系统概述接上一页表格：电机转子轴和减速器输入轴共用

提高同轴度，减少噪音电机壳体和减速器壳体共用

降低成本，提高同轴度，提高装配精度1.定义驱动电机控制器是一种用于控制动力电池与驱动电机之间能量传输的装置。其为动力电池和电机之间的能量转换单元，是驱动电机驱动系统的控制中心，又称智能功率模块。一、驱动电机控制器的认识（二）驱动电机控制器驱动电机控制器主要组成包括：智能功率(IPM)模块、绝缘栅双极型品体管(IGBT)模块、信号数据采集模块、关联电路等硬件，以及电机控制算法与逻辑保护等软件部分。IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)也称绝缘栅双极型晶体管，是一种由MOS(绝缘栅型场效应管)和BJT(双极型三极管)组合成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，被认为是电动汽车的核心技术之一。IPM(IntelligentPowerModule)是指智能功率模块，把功率开关器件(IGBT)和驱动电路集成在一起，而且内有过电压、过电流和过温等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU。2.组成一、驱动电机控制器的认识（二）驱动电机控制器具有采集扭矩请求、旋变等信号，控制电机正向、反向驱动以及正、反转发电的功能。具有高压输出电压和电流控制限制的功能。具有电压跌落保护、过流保护、过温保护、IPM过温保护、IGBT过温保护、功率限制、扭矩控制限制等功能。具有能量回馈控制、主动泄放、被动泄放控制的功能。3.功能一、驱动电机控制器的认识（二）驱动电机控制器旋转变压器检测转子位置并判断其状态，接通电机控制器内相应的IGBT，此时高压直流电经电机控制器内的IGBT进行逆变后流入定子绕组线圈，通电产生旋转的磁场(电转磁-电感)利用右手法则判定磁极，同性相斥，异性相吸使转子的磁铁随之转动。W三极管导通，V三极管PWM控制电流的大小和频率，实现电机的调速。其控制原理如图所示。一、驱动电机控制器的认识（二）驱动电机控制器当车辆在减速或滑行时，驱动电机会根据磁场旋转的方法切割导线，将汽车的部分动能转化为电能，进行能量回收。旋转磁场是转子，被切割的导线是定子绕组。转子旋转(机械能转换成磁能)产生磁场，定子绕组线圈(磁能转成电能-电磁感应)产生电能；每转动180度产生的电压方向(极性)改变一次(进去低电位，出来高电位)，从而产生交流方波电。最后经过电机控制器内的IGBT上的二极管整流变成直流电输出给动力电池包充电。注意：当EV车型电池组的SOC>95%或PHEV车型SOC>90%时，能量回收的电能不会给动力电池充电。当动力电池有故障时，能量回收的电能不会给动力电池充电。一、驱动电机控制器的认识（二）驱动电机控制器02检查与维护驱动电机控制器电机控制器为高压电器件，维修时，需由专业人员配备专业设备进行操作，严禁非专业人员进行非法拆解，电机控制器从整车上拆下后，严禁进行拆解。检查与维护电机控制器前应确保:作业时必须断开整车低压电源、电机控制器高压电源，移除动力电池维修开关，做好安全防护、知晓安全注意事项、熟悉作业设备及工具、熟悉操作要求；二、检查与维护驱动电机控制器（一）电机控制器检查与维护1.准备要求作业时，应避免沙尘、雨雪气象情况下露天操作，避免沙尘、水及其他杂质进入电机控制器内部；作业时，需使用专业检测检修设备和绝缘工具，人员佩戴绝缘手套、穿绝缘鞋；所有操作均应进行断电、放电、高压DC+/DC-对地电压检测，确保不带电操作；具体的作业内容及要求依据主机厂的维保手册执行。二、检查与维护驱动电机控制器（一）电机控制器检查与维护1.准备要求二、检查与维护驱动电机控制器（一）电机控制器检查与维护2.检查与维护内容（1）驱动电机与电机控制器外观检查检查驱动电机表面是否有油渍污垢。检查电机控制器冷却水管、接头处有无裂纹、有无渗漏。目测电机控制器外观有无磕碰、变形或损坏，并使用压缩空气或干布对电机控制器的外观进行清洁。二、检查与维护驱动电机控制器（一）电机控制器检查与维护2.检查与维护内容（2）检查电机控制器端子电压及插接器检查电机控制器高压插接器是否连接到位，是否有退针现象，或存在过电压烧灼的情况。检查电机控制器低压插接器是否连接到位，是否有退针现象，或存在过电压烧灼的情况。二、检查与维护驱动电机控制器（一）电机控制器检查与维护2.检查与维护内容(3)检查电机控制器高压电缆绝缘性车辆在充电或行驶中如有动力电池绝缘故障，在检测其他高压系统绝缘电阻值正常情况下，需检查电机控制器和连接电机控制器的高压线缆绝缘电阻值是否正常，用绝缘电阻表黑笔搭铁，红表笔逐个测量电机控制器上的高压端子和高压线缆端子的绝缘电阻值，按下测试按钮，显示的数值为绝缘电阻值。电机控制器的搭铁绝缘电阻值应大于100MΩ。（4）检查驱动总成的固定螺栓是否有出现松动的情况。（二）电机控制器检查与更换二、检查与维护驱动电机控制器整机拆卸：将电机控制器的各个螺、进出水管及高低压接插件拆卸后取下电机控制器，拆卸过程中防止冷却液进入各接插件;由专业人员根据电机控制器故障诊断及处理方法进行维修；重新安装电机控制器回整车；检查高压端子：要求对高压端子进行绝缘屏蔽包裹；检查屏蔽端子：要求对屏蔽端子进行绝缘胶带包裹；测量高压线与屏蔽线绝缘；安装高压端子：将高压端子安装回电机控制器，并用螺栓锁紧，高压端子应严格按壳体标识安装，以免装错。动力端子的扁平面与母排的平面紧贴，不允许使用折弯面安装；（二）电机控制器检查与更换二、检查与维护驱动电机控制器固定屏蔽线束：固定屏蔽端子，要求屏蔽端子与动力母线端子严格分开，不允许有接触；高压端子安装完成后应进行绝缘检测；安装所有罩盖，按照扭矩要求拧紧螺栓，最好使用扭矩扳手;装回