《新能源汽车故障诊断与排除》课件-3-1 电机过热故障的诊断与排除

情景三：驱动电机及控制技术故障排除新能源汽车故障诊断XINNENGYUANQICHEGUZHANGZHENDUAN电机过热故障的诊断与排除任务1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？任务引入TasktointroduceNewTeaching新授学习目标技能目标知识目标学习目标1、了解电机过热的危害2、分析电机过热现象3、了解温度信号原理1、能正确判断是机械故障还是电器故障2、能正确测量温度信号并判断3、能正确排查冷却系统工作性能4、具备检测温度传感器性能好坏能力5、能正确运用诊断设备读取并分析温度信号正常参数值授课导航Navigation1电机与控制器温度管理系统2电机及其控制器温度管理系统的工作原理3电机温度过高检查步骤电机与控制器温度管理系统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。电动汽车在驱动与回收能量的工作过程中，电动机定子铁芯、定子绕组在运动过程中都会产生损耗，这些损耗以热量的形式向外发散，需要有效的冷却介质及冷却方式来带走热量，保证电动机在稳定的冷热循环平衡的系统中安全可靠运行。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。随着驱动电机功率和转矩的日益增大，对电机和控制器热管理系统的要求也随之提高。（一）作用采用风冷的优点是结构简单、不需要设计独立的冷却零件、维护方便及成本低，缺点是冷却效果较差。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，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，风冷无法在各工况下保持所需的散热量，故仅在热负荷小的小型车驱动电机或辅助电机采用风冷。电机与控制器温度管理系统1．风冷（二）组成与分类目前，针对电机与控制器的冷却方式依据其介质不同，可分为风冷和液冷。日系车型的电机则能够采用ATF（自动变速器油）作为冷却介质，与冷却液相比，油冷电机体积更小，前机舱布置较为紧凑。如雷克萨斯RX450h和三菱PHEV的前驱动电机和发电机等，控制器仍是采用冷却液冷却。电机与控制器温度管理系统相比风冷，液体具有更高的比热，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。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，如蔚来、北汽新能源和等。2．水冷3．油冷电机与控制器温度管理系统以热管理系统为例，为有效保障车辆在零下30°c到50°c之间实现正常、高效的充电行驶，EV450采用了ITCS2.0电池智能热管理系统，该系统由电机控制器、车载充电机、驱动电机、动力电池、驱动电机冷却水泵、高压电池冷却水泵、膨胀罐、散热器、散热器风扇、整车控制器模块和相关管路等部件组成，主要集中在引擎盖下方机舱内。其中包含电池散热系统，采用制冷剂进行降温，电池加热系统，由PTC进行加热。以及电机及控制器散热系统，由冷却风扇及散热水箱进行散热。冷却系统部件车内实物图冷却系统部件分布图电机及其控制器温度管理系统的工作原理

电机及其控制器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，冷却液带走电动机、OBC及控制器产生热量。电机控制器通过温度传感器1、2对驱动电机温度进行监控，并通过can网络传送给整车控制器。整车控制器通过控制冷却水泵的开关及散热器风扇的转速来调节冷却强度，使电机及其控制器始终维持在最佳工作温度。电机控制系统电气原理图电机及其控制器温度管理系统的工作原理

温度管理系统控制电路如下图所示；冷却系统控制电路图电机及其控制器温度管理系统的工作原理1.电动水泵冷却液循环管路图分别独立对应加热及冷却两个独立系统,效率更高,效果也更好。冷却系统（电机/电池）有两个电动水泵，电动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

所示。电机及其控制器温度管理系统的工作原理冷却风扇总成安装在机舱内散热器的后部，它可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。风扇采用双风扇，高低速的控制模式，通过两个不同的电机驱动扇叶。冷却风扇由整车控制模块（VCU）利用冷却风扇低速继电器和冷却风扇高速继电器直接控制，在低速电路中，采用串联调速电阻的方式来改变风扇的转速。注意：即使在车辆运行时，机舱下的冷却风扇也会启动而伤人，保持手、衣服和工具远离机舱下的电动风扇。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。损坏的风扇叶片不能保证正常的平衡并在连续使用中可能出现故障和飞脱，这种情况非常危险。2.冷却风扇电机及其控制器温度管理系统的工作原理推荐采用的冷却液为符合SH0521要求的电机用乙二醇型电机冷却液（防冻液），冰点≤-40°C，禁止使用普通清水。电机冷却不能混合使用。冷却加注量7L。冷却系统采用的冷却液和空调系统采用的暖风冷却液材质相同。3.冷却液电机温度过高检查步骤1)检查冷却液液位是否正常，检查冷却液质量。技术人员可以将手放在冷却液泵体上感觉是否有振动，来验证冷却液水泵是否在工作，管路是否有破损，接头是否松动漏水，排除冷却系统故障。2)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。3）观察电机运转有无机械干涉，异响等。1．外部检查电机温度过高故障原因分析1)检测驱动电机信号线路2)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，自身阻值随温度升高而降低，在常温下阻值大约为10kΩ左右。2.用仪器进行故障诊断电机温度传感器电路简图NewTeaching实训任务准备（一）设备及工具准备序号设备及工具名称数量1整车1辆2道通MS908E汽车故障诊断仪1套3数字万用表1套4个人防护套装2套5工位防护套装1套6一体化工量具1套7万用接线盒1套任务准备1.穿戴绝缘鞋和安全帽。2.设置隔离栏隔离维修工位。3.在工位出口处设置高压安全警示牌，提醒周边人员工位正在进行高压电气维修。4.记录车辆铭牌信息。（二）场地设备准备（三）安全防护准备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。（一）电机过热的故障诊断实施步骤

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。实施步骤驱动电机系统在工作中会产生热量，电动水泵带动冷却液在电机及控制器中会产生热量，电动水泵带动冷却液在电机及控制器中循环，将热量带到散热器从而散发到空气中。驱动电机中有温度传感器监测电机工作温度，电机控制器根据温度信号及其他相关信号综合控制电机工作，如监测到电机工作温度较高，电机控制器会进行降功率运行，电机工作温度特别高时，电机控制器会停止电机工作。1.故障分析2.故障原因实施步骤导致电机及其控制器温度过高故障的原因包括：驱动电机故障、驱动电机控制器故障、旋变故障、冷却系统故障、线路故障等，在进行故障排查时，可先通过外部直观检查，排查冷却系统及线路故障，再通过读取故障码进一步查找故障原因。电机及控制器温度过高故障原因鱼骨图3.故障诊断步骤实施步骤步骤1：检查电机冷却液是否在正常刻度之内。步骤2：检查冷却系统管路有无泄露，水泵及风扇是否运转。步骤3：检查电机有无机械干涉，异响等。3.故障诊断步骤实施步骤步骤4：连接解码仪，读取故障码，显示为POA2C00：定子温度最大值超过阀值故障，查看数据流显示电机定子温度为70℃，温度过高。3.故障诊断步骤实施步骤步骤5：拔下温度传感器插头测量温度传感器电阻值，测量值为：5Ω和6Ω，不正常。步骤6:通过以上诊断，可以判断为定子温度最大值超过阀