新能源汽车高压系统检修 课件 学习任务四 新能源汽车驱动电机故障检修

新能源汽车高压系统检修新能源汽车检测与维修专业技能人才培养工学一体化课程教材CONTENTS目录01新能源汽车高压下电与检验02新能源汽车高压电控总成故障检修03新能源汽车动力蓄电池故障检修04新能源汽车驱动电机故障检修05新能源汽车充电系统故障检修新能源汽车驱动电机故障检修

04学习活动1

驱动电机性能检测学习活动2驱动电机过热故障检测与排除学习活动3驱动电机异响故障检测与排除学习活动4驱动电机旋变故障检测与排除驱动电机性能检测

学习目标1.能够描述驱动电机的类型与特点。

2.能够掌握驱动电机结构和技术参数特点。3.能够描述驱动电机的性能评价参数和检测方法。4.能够按照规范流程完成对驱动电机的检测。任务情境

驱动电机也称为动力电机或驱动电动机，是电动汽车的动力源，可向外输出转矩驱动汽车前进或后退；在下坡、制动等工况下，驱动电机也可以作为发电机发电。你了解驱动电机吗？驱动电机有哪些类型？不同的驱动电机应用在哪些车型上？你能够对驱动电机性能进行检测吗？驱动电机性能检测

——获取资讯1.驱动电机分类（工作电源的差异）①直流电机在直流电机的范畴内，又可细分为绕组励磁式直流电机（包括串励式、并励式、复励式）以及永磁式直流电机②交流电机交流电机则包括单相电机和三相电机。1.驱动电机分类（依据结构与工作原理）①直流电机②交流异步电机③同步电机④开关磁阻电机⑤轮毂电机2.各类驱动电机的应用直流电机比亚迪E6（2017款）等。交流感应电机特斯拉（ModelS、ModelX）、蔚来ES8等。永磁同步电机比亚迪汉、特斯拉（Model3、ModelY）、宝马I3等。2.各类驱动电机的应用开关磁阻电机工程车辆轮毂电机比亚迪纯电动客车K9等3.驱动电机的特点（1）直流电机的特点

直流电机分为有刷直流电机和无刷直流电机，有刷直流电机因维护不方便等缺点逐渐被无刷直流电机所取代，无刷直流电机的优缺点如下：1）优点①结构简单、质量轻、体积小，具有刷直流电机的优点，同时又取消了电刷、滑环结构。②可以低速大功率运行，可以省去减速器直接驱动大的负载。③转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小、续航里程长。④无级调速，调速范围广，过载能力强。⑤效率高，电机本身没有励磁损耗和电刷损耗，消除了多级减速损耗。⑥耐颠簸，噪声低，振动小，运转平滑，寿命长。2）缺点①运转时存在的转矩脉动较大、铁芯附加损耗大等问题，限制了它在高精度、高性能要求的驱动场合的应用，尤其是在低速直接驱动场合的应用，因此仅适用于一般的精度及性能要求的场合。②转速范围不够宽，最高转速仅6000r/min左右，难以满足电动汽车工况需求3.驱动电机的特点（2）交流感应电机的特点

交流感应电机（ACinductionelectricalmachine）依靠交流电源运行，定子及转子为独立绕组，双方通过电磁感应来传递力矩，其转子以低于/高于气隙旋转磁场转速旋转。其主要优缺点如下：1）优点①具备变频调速的能力。②更易实现能量回收。③转速范围广。④抗高温性能强。⑤运行可靠性较好。⑥成本较低、维修方便等。2）缺点①耗电量较大，转子容易发热，高速运转时需要保证对交流感应电机的冷却，否则会损坏电机。②交流感应电机由于是单边励磁，产生单位转矩需要很大的电流，而且定子中有无功励磁电流，因此能耗较大，功率因数滞后。③调速控制复杂，且调速性也较差。④结构复杂，技术要求高，驱动电机控制器制造成本高。3.驱动电机的特点（3）永磁同步电机的特点

永磁同步电机是在转子中加入永磁体来强化转子性能，并与定子在转速同步旋转的形态下形成电流。其主要优缺点如下：1）优点①转换效率和稳定性比交流感应电机高，能够为电池组提供更高的续航能力，这也是很多厂商选用永磁同步电机的原因之一。②相对直流电机，永磁同步电机噪声及控制精度环节更优。③质量小、体积小、布置更为灵活，对整车质量减少也有所贡献。2）缺点①成本高。永磁同步电机使用的稀土永磁材料成本较高。②不可逆退磁。如果设计或使用不当，永磁同步电机（钕铁硼永磁材料）在过高温度时，或在剧烈机械振动时有可能产生不可逆退磁（又称失磁），使电机性能下降。3.驱动电机的特点（4）开关磁阻电机的特点

开关磁阻电机采用定转子凸极且极数相接近的大步距磁阻式步进电机的结构，利用转子位置传感器通过电子功率开关控制各相绕组导通使之运行。电机转子无绕组，无明显热量产生。其主要优缺点如下：1）优点①凸极转子转动惯量低，可控参数多，易调速，调速系统运行性能好。②启动电流小，启动转矩大。③结构简单，质量小，成本较低，可靠性高，功率密度高。④体积小，整车设计更灵活，车内空间更大。⑤高效率低损耗。⑥开发潜力大。2）缺点①技术尚不成熟。②相对其他类型电机，该电机的控制复杂一些，位置检测器是开关磁阻电机的关键器件，其性能对开关磁阻电机的控制操作有重要影响。③由于开关磁阻电机为双凸极结构，实际运转过程中，转矩波动大，且电机本身噪声和振动严重。④成本高。3.驱动电机的特点（5）轮毂电机的特点

轮毂电机发展较早，早在1900年，保时捷公司就制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车。该项技术沉寂多年后，近年来，在新能源汽车上重新应用起来。目前，国内自主品牌汽车厂商开始研发此项技术并应用到实车，如比亚迪纯电动客车K9采用轮毂驱动电机总成，单个轮毂电机最大功率90kW，最大转矩500N·m。其主要优缺点如下：1）优点

传动部件少，车辆结构简单、传动效率高，减少不必要的能量损耗，可实现多种复杂的驱动方式，便于采用多种新能源车技术等。2）缺点

增大簧下质量和轮毂的转动惯量，电制动性能有限，密封要求较高，设计需考虑散热。3.驱动电机的特点（6）各驱动电机性能比较项目直流电机交流感应电机永磁同步电机开关磁阻电机转速r/min4000~60009000~150004000~15000＞15000电机质量大中中小外观尺寸大中中小功率密度低中高较高转矩性能一般好好好峰值效率/％85~8990~9590~9780~90负荷效率/％80~8790~9285~9778~86过载能力/％200300~500300300~500结构坚固性差好一般优良可靠性能一般好优秀好控制难度低高一般好成本低中高中控制器成本低高高一般4.驱动电机性能要求（1）电动汽车对驱动电机的要求

电动汽车驱动电机须具备频繁起动/停车、加速/减速、低速或爬坡时高转矩，高速行驶时低转矩，变速范围大等特点。因此，电动汽车驱动电机在负载、性能和工作环境等条件要求较高，主要体现在以下几个方面：1）低速大转矩。由于启动转矩大，为达到电动汽车短时加速或爬坡要求，驱动电机需具有良好的启动和加速性能。2）驱动电机需可控性高、稳态精度高、动态性能好。3）恒功率区要宽。为满足汽车高速行驶和高速超车的动力要求，电动汽车电机驱动系统要求恒功率区是恒转矩区的3～10倍。4）电动汽车驱动电机要求调速范围大、低速时应具备大转矩，高速时应具备高功率性能。5）驱动电机要具有高效率。6）驱动电机要具有高功率密度，为满足整车空间和高效节能，电机功率密度要大于1kW/kg。7）驱动电机的可靠性能要好。驱动电机工作环境恶劣，常处于高温、恶劣天气及频繁振动等环境下，要求电机可靠性能好。8）驱动电机应能够在汽车减速时实现再生制动，将能量回收并反馈回动力蓄电池，并使电动汽车具有最佳能量的利用率。4.驱动电机性能要求（2）混合动力电动汽车对驱动电机的要求1）采用大功率电机驱动，具有电阻小、效率高、比能耗低、动力性能好等优点。2）电机应具有较大范围内调速性能，能根据驾驶员对加速踏板和制动踏板的控制，由中央控制器控制电机与发动机之间动力的协调来获得所需要启动、加速、行驶、减速、制动等所需功率与转矩。3）混合动力汽车应具有最优能量利用，要求电机高效率、低损耗，并在车辆减速时实现能量回收并反馈给动力蓄电池。4）电机、控制装置、冷却系统的质量等应尽可能小，因此，大功率的高速电机具有高性能、质量小、运转时噪声低等优点，被广泛应用于混合动力汽车上。5）各种电机电压可达120～500V，电气系统和控制系统的安全性都必须符合车辆安全性能的相关国家标准和规定。除此之外，还要求电机耐温和耐潮性能强，能够在较恶劣的环境下长期工作，结构简单，适合批量生产，运行噪声低，维修方便，价格低等。5.驱动电机型号组成1）驱动电机型号组成驱动电机型号由驱动电机类型代号、尺寸规格代号、信号反馈元件代号、冷却方式代号、预留代号五部分组成。5.驱动电机型号组成2）各类型驱动电机代号及释义见下表。序号名称代号代号释义1驱动电机类型代号ZL直流电机

YR异步电机（绕线电机）

YS笼型异步电机

TZ正弦控制型永磁同步电机

TF方波控制型永磁同步电机

KC开关磁阻电机2尺寸规格代号一般采用定子铁芯外径表示3信号反馈元件代号M光电编码器

X旋转变压器

H霍尔元件

无传感器不必标出4冷却方式代号S水冷

Y油冷

F强迫风冷5预留代号英文大写字母或阿拉伯数字组合，含义由制造商自行确定6.驱动电机性能检测（1）驱动电机主要技术性能评价参数

驱动电机通常都有以下性能评价参数：1）电量参数。包括电压、电流、功率、频率、相位、阻抗、介电强度、谐波等。2）非电量参数。包括转速、转矩、温度、噪声、振动等。通过这些参数，能够了解电机运行时的工作特性，对被测电机进行性能评价。（2）驱动电机基本电量参数的检测

要测量驱动电机的电量参数，就要关注最基本的电量参数：电压、电流、功率、频率、相位。这些参数是通过电子测量仪器进行测量的，根据测量项目的不同，一般会用到电压表、电流表、功率表、频率表等各种仪表。实际上，当前的电流参数测量技术非常成熟，通常使用功率分析仪（或功率计）即可满足电机所有基本电量参数的测量需求。6.驱动电机性能检测（3）电机性能参数的测量

电机性能的测量参数有负载特性测试、T-N曲线、耐久测试、空载测试、堵转测试、启动电流。1）负载特性测试。2）T-N曲线的测试3）耐久性测试。4）驱动电机定子绕组检测。驱动电机性能检测——计划决策任务要求正确对驱动电机性能进行检测任务分组小组讨论进行角色分工，明确操作员、记录员、安全员、评分员、拍摄员等工作职责。工具准备准备诊断仪、电瓶充电机等仪器设备，万用表、兆欧表等工具，维修手册等资料，以及安全警示牌等防护用具。方案制定与决策小组讨论制定任务计划初稿，代表展示讲解，分析优缺点并结合教师讲解修改，完成最终任务实施计划表。驱动电机性能检测——任务实施01安全防护工作检查绝缘垫、布置警戒线、张贴警示牌；检查绝缘手套等防护用具及绝缘万用表等工具；铺设翼子板防护垫等。。02线路及元器件检测连测量驱动电机U、V、W三相线束端子间电压、驱动电机U、V、W三相线束端子与搭铁之间的电压、驱动电机U、V、W三相端子间的电阻、驱动电机U、V、W三相线束端子与壳体之间的绝缘阻值。驱动电机性能检测——检查控制安全防护工作检查检查绝缘垫、警戒线、警示牌，防护用具及工具，铺设车内外防护套。性能检测检查驱动电机U、V、W三相线束端子间电压、驱动电机U、V、W三相线束端子与搭铁之间的电压、驱动电机U、V、W三相端子间的电阻、驱动电机U、V、W三相线束端子与壳体之间的绝缘阻值、驱动电机性能检测——总结评价任务总结总结驱动电机的、分类、结构组成、工作原理、性能检测方法。组间互评从小组分工、工具准备、性能检测等多方面对其他小组任务实施过程进行互评。自我评价小组成员反思自身在任务实施中的不足，制定改进措施。教师评价教师从职业素养和专业能力两方面对各小组技能实训情况进行成果性考核。布置作业新能源汽车驱动电机故障检修

04学习活动1驱动电机性能检测学习活动2驱动电机过热故障检测与排除学习活动3驱动电机异响故障检测与排除学习活动4驱动电机旋变故障检测与排除驱动电机过热故障检测与排除

学习目标1.能够描述驱动电机与控制器冷却系统的功能与类型；2.能够描述驱动电机与控制器冷却系统的结构组成；3.能够掌握驱动电机过热故障检测与排除的方法；4.能够按照规范流程完成对驱动电机过热进行故障检测与排除。驱动电机学习目标结构组成认知能独立叙述驱动电机与控制器冷却系统的的结构组成作用功能掌握能正确描述驱动电机与控制器冷却系统的功能与类型。故障信息搜集能根据故障现象，小组合作查阅资料搜集驱动电机过热故障相关信息。故障排除实践能正确使用检测工具，独立排除驱动电机过热故障并完成实车验证。安全操作要求排除故障工作过程中应符合新能源汽车安全操作要求。任务情境

一辆比亚迪e5纯电动汽车仪表中电机温度过高的故障指示灯点亮，你能对这个故障进行检测与排除吗？驱动电机过热故障检测与排除——获取资讯1.驱动电机与控制器冷却系统的功能

驱动电机与控制器冷却系统的作用是将电机和电机控制器在运行过程中产生的热量及时散发出去。通过这种方式，冷却系统确保电机和电机控制器能够在规定的温度范围内正常工作，从而保证整个系统的稳定性和高效性。这种冷却机制对于维持设备的性能和延长其使用寿命具有至关重要的作用。2.驱动电机与控制器冷却系统的类型（1）自然冷却

自然冷却是一种依靠电机铁芯自身的热传递机制来散发电机运行过程中产生的热量的方法。在这种冷却方式中，热量通过电机封闭的机壳表面传递给周围的介质，例如空气或冷却液。机壳的表面充当散热器，将热量散发到环境中。为了提高散热效率，机壳表面可以增加冷却筋，这些冷却筋增加了散热面积，从而有助于更有效地散发热量。

自然冷却电机的优点在于其结构简单，不需要额外的辅助设施，如风扇或冷却液循环系统，就能实现基本的散热功能。这种冷却方式适用于那些转速较低、负载转矩较小，且电机发热量相对较小的小型电机。然而，自然冷却的效率相对较低，因为它完全依赖于被动散热，没有主动的冷却机制来加速热量的传递。因此，对于那些发热量较大或需要更高冷却效率的电机，自然冷却可能无法满足其散热需求。在这种情况下，可能需要采用更复杂的冷却系统，如强制风冷或水冷系统，以确保电机能够安全、高效地运行。2.驱动电机与控制器冷却系统的类型（2）风冷

风冷是电机冷却方式的一种，它通过电机自带的同轴风扇来形成内风路循环或外风路循环。这种冷却方式的核心在于风扇的运作，风扇能够产生足够的风量，从而有效地带走电机在运行过程中所产生的热量。在这种冷却系统中，介质主要是电机周围的空气。空气被直接送入电机内部，吸收电机产生的热量后，再向周围的环境排出。这种方式有效地维持了电机的温度在安全范围内，确保其正常运行。

风冷结构相对简单，其冷却成本较低，因此它特别适用于那些成本较低且功率较小的纯电动汽车。由于其结构简单和成本低廉的优势，风冷在一些特定的应用场景中具有较高的性价比。然而，风冷也存在一定的局限性，它受到环境因素的制约。在恶劣的工业环境中，例如高温、粉尘、污垢和恶劣的天气条件下，风冷方式往往无法正常工作。这是因为这些环境因素会对风扇的正常运转和空气流动产生负面影响，从而影响冷却效果。2.驱动电机与控制器冷却系统的类型（3）水冷

水冷系统的工作原理是通过将水（即冷却液）引入电机的定子或转子空心导体内部，利用管道和通路将冷却液输送到各个需要散热的部位。通过冷却液在这些部位的不断循环流动，可以有效地将电机转子和定子在运行过程中产生的热量带走，从而实现对电机的有效冷却。这种冷却方式相较于传统的风冷系统，具有更为显著的冷却效果，因为它能够更高效地将热量从电机内部传递到外部，而且不会将热量散发到周围的环境中。

然而，水冷系统也存在一些需要特别注意的问题。首先，水冷系统需要良好的机械密封装置来确保冷却液不会泄漏。由于水循环系统的结构相对复杂，因此存在一定的渗漏隐患。如果发生水渗漏，可能会导致电机的绝缘层受到破坏，进而引发电机的烧毁。因此，水冷系统对水质的要求较高，需要对冷却液进行适当的处理，以确保其电导率、硬度和pH值等参数符合特定的要求，以避免对电机造成潜在的损害。3.水冷式驱动电机与控制器冷却系统结构（1）纯电动汽车驱动电机与控制器冷却系统结构组成

纯电动汽车的驱动电机与控制器冷却系统主要依靠冷却水泵的作用，该水泵负责驱动冷却液在冷却管道中循环流动。通过冷却液在散热器中的热交换，冷却液能够有效地将电机与控制器在运行过程中产生的热量带走。为了确保散热器中的热量能够更加充分地散发出去，通常会在散热器的后方安装一个风扇，以增强散热效果3.水冷式驱动电机与控制器冷却系统结构（2）混合动力电动汽车驱动电机与控制器冷却系统结构组成

混合动力汽车冷却系统由发动机冷却系统和电机冷却系统两部分组成。

混合动力汽车中发动机冷却系统的设计与传统的发动机冷却系统相似，其主要目的是确保发动机在正常工作状态下保持适宜的温度。通常情况下，系统中的冷却液温度会维持在大约90至100摄氏度之间，以确保发动机的高效运行和延长使用寿命。为了防止过热，系统还设定了一个最高温度阈值，即110摄氏度，一旦达到这个温度，系统会采取相应的措施进行降温。

与此同时，电机冷却系统则采用了完全独立的第三套冷却系统，专门用于冷却电机及其控制器。这套系统通过一个单独的电动水泵来驱动冷却液，实现了一个独立的循环系统，确保电机和电机控制器在运行过程中不会因过热而损坏。电机冷却系统由多个关键部件组成，包括散热器、电子风扇、水管、水壶、电机水套、电机控制器以及水泵。4.典型新能源车型驱动电机与控制器的冷却系统（1）比亚迪汽车驱动电机与控制器冷却系统1）比亚迪E6驱动电机与控制器冷却系统。比亚迪E6纯电动汽车驱动电机与控制器采用的冷却系统是闭式水冷循环系统，由散热器总成、电子风扇总成、电动水泵总成、冷却管路等组成，冷却液介质为乙二醇型冷却液。4.典型新能源车型驱动电机与控制器的冷却系统（1）比亚迪汽车驱动电机与控制器冷却系统2）比亚迪秦驱动电机与控制器冷却系统。比亚迪秦混合动力电动汽车的冷却系统由发动机冷却系统和驱动电机冷却系统构成。发动机冷却系统与传统涡轮增压发动机冷却系统相似，其冷却液温度维持在90至100摄氏度之间，最高可承受110摄氏度的温度上限。4.典型新能源车型驱动电机与控制器的冷却系统（2）北汽新能源纯电动汽车驱动电机与控制器冷却系统1）北汽新能源纯电动汽车冷却系统组成。北汽新能源纯电动汽车冷却系统由电动水泵、散热箱、电子风扇、膨胀箱、冷却管路等组成。在冷却系统中，冷却液流经微控制单元（MCU）、充电机以及电机等热源时，通过热传导机制，热源将热量传递给冷却液。随后，高温冷却液在电动水泵提供的动力作用下流经散热器，通过热传导将热量传递给散热器的芯体。接着，冷却空气通过热对流机制将热量带走，从而完成整个换热过程。4.典型新能源车型驱动电机与控制器的冷却系统2）2）电机冷却系统控制策略

冷却系统电动水泵与散热器风扇由VCU控制，根据整车热源（电机、电机控制器和充电器）温度进行控制。①水泵控制：启动车辆时电动水泵开始工作（即仪表显示OK或READY）。②电机温度控制：控制器监测到驱动电机温度在45℃≤温度＜50℃时冷却风扇低速启动；温度≥50℃时，冷却风扇高速启动；温度降至40℃时，冷却风扇停止工作。120℃≤温度＜140℃时，降功率运行；温度≥140℃时，降功率至０，即停机。③电机控制器温度控制：当控制器监测到散热基板温度≥75℃时，冷却风扇低速启动；温度≤80℃时，冷却风扇高速启动，温度降至75℃时冷却风扇停止工作；温度≥85℃时，超温保护，即停机；当控制器监测到散热基板温度为75℃≤温度≤85℃时，降功率运行。4.典型新能源车型驱动电机与控制器的冷却系统（3）荣威E50驱动电机与控制器冷却系统冷却系统利用传导原理，将热量从PEB/驱动电机组件传递到冷却液中，再从PEB/驱动电机组件传递到散热器上，通过冷却风扇吹动气流，将热量传递到大气中。当系统处于较低温度时，冷却液泵不工作。当温度上升后，冷却液泵工作，冷却液经过软管流入散热器内，散热器将热量散发到空气中，使PEB/驱动电机组件保持在最佳的工作温度。5.驱动电机过热故障检测与排除01常见故障原因（1）冷却液缺少（2）电动水泵工作不良（3）散热器风扇工作不良（4）散热器工作不良（5）进风量不足02目视检查检查冷却液是否缺少，有无泄漏。03保险丝检查用万用表通断档测保险丝两端，若断路需更换，同时检查熔断原因。04电气连接检查测量内部保险丝阻值、接地连接情况及插接器连接，确保阻值在规定范围，接地良好。05故障码读取使用汽车诊断仪读取故障码，依提示确定故障范围，若故障码不明确需结合其他检测方法。5.驱动电机过热故障检测与排除确定故障部件根据外观、保险丝、电压、和故障码读取等检查结果，确定故障部件。修复故障部件对于损坏的部件，更换相同规格新部件，注意安装位置和安装方式。对于进风量不足，清理堵塞部位。动态监测动态检测冷却系统温度，确保温度正常。驱动电机过热故障检测与排除——计划决策任务要求正确连接诊断仪，读取故障码，小组合作查阅维修手册确定故障范围；按手册要求在规定时间内完成相关部件检查，找出并修复故障点；遵守新能源汽车安全操作要求，落实场地8S要求。任务分组小组讨论进行角色分工，明确操作员、记录员、安全员、评分员、拍摄员的工作职责。工具准备准备诊断仪、电瓶充电机等仪器设备，万用表、兆欧表等工具，比亚迪E5维修手册等资料，以及安全警示牌、绝缘手套等防护用具。方案制定与决策小组讨论、查阅资料制定任务计划初稿，再由小组代表展示讲解，讨论分析优缺点，结合教师讲解修改完成最终任务实施计划表。驱动电机过热故障检测与排除——任务实施观察故障现象实车检验故障，记录驱动电机过热、仪表灯点亮等现象，观察仪表故障灯，记录异常点亮信息，小组讨论可能故障原因。读取故障码连接诊断测试仪，读取驱动电机模块故障码，一键清码后重复读取并记录异常故障码。外观检查检查冷却液是否充足、有无泄漏。电气连接检查检查驱动电机冷却系统电气连接是否良好。元器件检查检查电动水泵、散热器是否工作正常。绝缘性能检查使用绝缘测试仪测试绝缘性能，检查正、负接线与内部电气元件之间、地之间绝缘电阻，以及内部绝缘材料是否老化、破损。驱动电机过热故障检测与排除——检查控制外观检查标准外壳无变形、破损、裂纹，固定牢固无松动；连接线缆无破损、断裂、磨损，连接插头牢固无松动、脱落迹象。电气连接检查标准内部连接点连接牢固，无松动、腐蚀、氧化，螺丝紧固扭矩符合标准；接地连接良好，无松动、锈蚀。保险丝检查标准外观无熔断、破损，标识清晰；功能测试通断正常，符合规定电流值。绝缘性能检查标准外壳绝缘电阻大于500Ω/V，内部电路各高压线路之间、与低压之间绝缘良好。驱动电机过热故障检测与排除——总结评价故障检测与排除要点总结驱动电机冷却系统组成结构、作用功能、工作原理，以及外观、电气连接、保险丝、绝缘性能等检查方法。组间互评标准评价小组分工是否明确、配合协调，工具材料准备是否完整，各项检查是否规范准确，任务完成后场地是否清洁整理等。自我评价反思小组成员反思任务实施过程中存在的不足，如操作不熟练、沟通不畅等，并提出改进措施。教师评价标准教师从职业素养（服从安排、团队合作等）和专业能力（工具准备、检查规范等）两方面进行考核评分。布置作业新能源汽车驱动电机故障检修

04学习活动1驱动电机性能检测学习活动2驱动电机过热故障检测与排除学习活动3驱动电机异响故障检测与排除学习活动4驱动电机旋变故障检测与排除驱动电机异响故障检测与排除学习目标1.能够描述混合动力电动汽车驱动单元的类型与特点；2.能够描述纯动力电动汽车驱动单元的组成与功用；3.能够描述纯电动汽车驱动单元保养内容；4.能够按照规范流程完成对驱动电机异响故障检测与排除。驱动单元学习目标结构及组成认知能够独立且清晰地叙述驱动单元的结构及组成部分，熟悉各组件的布局与关联。功能作用理解正确描述驱动单元在新能源汽车中的功能作用故障信息搜集依据故障现象，通过小组协作查阅资料，精准搜集与驱动电机异响故障相关的信息。故障排除实操熟练且正确地使用检测工具，独立完成驱动电机异响故障的排除，并进行实车验证。安全操作遵循在排除故障的工作过程中，严格遵守新能源汽车安全操作要求，确保操作规范安全。任务情境

新能源汽车驱动电机作为动力系统的核心部件，其性能的稳定与可靠至关重要。然而，由于使用环境、操作方式等多种因素的影响，驱动电机异响故障时有发生。一辆纯电动汽车出现了驱动电机异响，你能对这个故障进行检测与排除吗？驱动电机异响故障检测与排除——获取资讯1.混合动力电动汽车驱动单元根据内燃机与电力之间连接的方式，可以将混合动力电动汽车分为串联式混合动力、并联式混合动力以及混联式混合动力三种类型。1.混合动力电动汽车驱动单元（1）串联式混合动力驱动单元

指仅由电机提供驱动力的混合动力电动汽车。在这种车型中，发动机驱动发电机产生电能，随后该电能通过驱动电机控制器传递给电机，进而推动汽车前进。此外，动力蓄电池亦能独立为电机供电，使汽车得以行驶。1.混合动力电动汽车驱动单元（2）并联式混合动力驱动单元

指车辆的驱动力由电机和发动机共同或独立提供的混合动力电动汽车。结构特点：并联式驱动系统允许单独使用电机或发动机作为动力源，同时也支持电机和发动机同时工作，共同驱动汽车行驶。1.混合动力电动汽车驱动单元（3）混联式混合动力驱动单元

指具备串联式和并联式两种结构的混合动力电动汽车，其特点在于能够灵活地在串联混合模式或并联混合模式下运行。混联混合动力系统增加了动力分离装置，使得部分动力用于驱动车轮，而另一部分则用于发电。2.纯动力电动汽车驱动单元（1）纯电动汽车驱动单元功能

纯电动汽车的驱动单元负责高效地将动力蓄电池储存的电能转换为车轮的动能，从而推动汽车前进。此外，它还能在汽车减速或下坡时执行再生制动。驱动电机的作用是将电能转换为机械能，并通过传动系统驱动车轮。在早期的纯电动汽车中，直流串激电动机被广泛使用，其“软”的机械特性与汽车行驶特性相匹配。然而，由于直流电动机存在换向火花、比功率低、效率不高以及维护需求大等缺陷，随着电机技术及其控制技术的进步，它们正逐步被直流无刷电机、永磁同步电机和交流异步电机所替代。2.纯动力电动汽车驱动单元（2）纯电动汽车驱动单元基本结构

相较于混合动力电动汽车，纯电动汽车的驱动单元结构更为简洁，无需像混合动力电动汽车那样在驱动单元内部整合内燃机与电力驱动的复杂连接。纯电动汽车的驱动单元通常由一个大功率驱动电机和行星齿轮减速机构或其他类型的减速齿轮机构组成。此外，根据设计差异，某些车辆的驱动单元还可能包含差速机构。2.纯动力电动汽车驱动单元传递装置的功能在于将电机产生的驱动转矩传递至汽车的驱动轴。鉴于电机具备带负载启动的能力，纯电动汽车无需配备传统内燃机汽车所必需的离合器。此外，驱动电机的转向可以通过电子控制轻松切换，这意味着纯电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒车挡。当应用电动机的无级变速控制技术时，纯电动汽车甚至可以省略传统内燃机汽车所使用的变速器。在采用电动轮驱动技术的情况下，纯电动汽车亦可免除传统内燃机汽车传动系统中的差速器。2.纯动力电动汽车驱动单元（3）纯电动汽车的典型驱动类型1）集中驱动

集中驱动系统是指通过一个单一的动力源，借助变速器和减速器（或者仅通过减速器）来降低速度并增加转矩。最终，通过差速器将驱动转矩大致均匀地分配给左右驱动轴。这种驱动方式可以实现前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动的配置。2）独立车轮驱动

车轮独立驱动技术涉及使用多个动力源，各自为单个车轮提供动力，这种技术主要分为两种类型：两轮独立驱动和四轮独立驱动。2.纯动力电动汽车驱动单元（4）纯电动汽车驱动系统的组成

纯电动汽车主要由整车控制器、电机控制器、驱动电机和机械传动装置等关键部件构成。3.纯电动汽车驱动单元保养内容前驱总成维护与保养常见的内容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。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20兆欧；否则需对绕阻进行干燥处理，以去除潮气。驱动电机异响故障检测与排除01常见故障原因（1）轴承（2）定子与转子之间的间隙过大（3）绕组短路或断路（4）连接件松动（5）电机过热02听诊使用听诊器仔细聆听电机的异响部位03绕组检查对电机绕组的电阻和绝缘电阻进行测量。04轴承与连接部件检查确保所有部件都已正确且牢固地安装，没有松动现象。05检查电机冷却系统使检查冷却系统的所有部件，确保电机在适宜的温度下工作。（1）检查轴承状况如果检测发现电机轴承磨损或损坏，应立即更换新的轴承，以恢复电机的正常运转和降低噪声。（2）测量定子与转子间隙清除电机定子与转子间隙中的杂物，并根据需要调整间隙，以确保电机运转时的平稳性（3）检测电子绕组对于电机绕组出现的短路或断路问题，应进行必要的修复工作，或者在必要时更换整个绕组，以保证电机的正常工作。故障排除思路（4）检查连接部件对于松动的连接部件，应进行紧固处理，确保所有部件都牢固地连接在一起，避免行驶过程中产生异响。（5）检查冷却系统对于冷却系统故障，应进行检修或更换损坏的部件，确保电机在适宜的温度下运行，避免因过热而产生异响。故障排除思路驱动电机异响故障检测与排除——计划决策任务要求1.规定时间内，按照维修手册要求，独立进行驱动电机相关部件的外观检查、电压、电阻及绝缘电阻测试，准确找出故障点并修复。2.任务过程严格遵守新能源汽车安全操作要求。3.任务实施完成后落实场地8S要求。任务分组小组讨论进行角色分工，明确操作员、记录员、安全员、评分员、拍摄员的工作职责。工具准备诊断仪、蓄电池充电机万用表、绝缘电阻表、世达绝缘工具套装、比亚迪E5维修手册、工作页、信息页安全警示牌、绝缘手套、安全帽、护目镜、灭火器方案制定与决策小组讨论、查阅资料制定任务计划初稿，再由小组代表展示讲解，讨论分析优缺点，结合教师讲解修改完成最终任务实施计划表。驱动电机异响故障检测与排除——任务实施观察故障现象车辆行驶过程中驱动电机出现异响电机轴承检测检测电机轴承是否损坏检测间隙检测电机定子与转子间的间隙是否符合标准检测电机绕组①检测U、V、W三相间的电阻阻值；②检测U、V、W三相对壳体绝缘阻值检测电机的各个连接部件检测电机的各连接部件是否连接可靠稳固。检测电机的冷却系统检测电机冷却系统是否正常工作，是否能够满足电机的冷却需求。驱动电机异响故障检测与排除——检查控制试车检查标准车辆行驶过程中电机不再出现异响。驱动电机异响故障检测与排除——总结评价故障检测与排除要点总结驱动单元组成结构、作用功能、工作原理，以及外观、固定连接、绝缘性能等检查方法。组间互评标准评价小组分工是否明确、配合协调，工具材料准备是否完整，各项检查是否规范准确，任务完成后场地是否清洁整理等。自我评价反思小组成员反思任务实施过程中存在的不足，如操作不熟练、沟通不畅等，并提出改进措施。教师评价标准教师从职业素养（服从安排、团队合作等）和专业能力（工具准备、检查规范等）两方面进行考核评分。布置作业新能源汽车驱动电机故障检修

04学习活动1驱动电机性能检测学习活动2驱动电机过热故障检测与排除学习活动3驱动电机异响故障检测与排除学习活动4驱动电机旋变故障检测与排除驱动电机旋变故障检测与排除学习目标1.能够描述驱动电机控制系统的结构及特点；2.能够描述驱动电机控制器的工作原理；3.能够按照规范流程完成对驱动电机旋变故障的检测与排除。任务情境

随着新能源汽车行业的快速发展，驱动电机系统的稳定性和可靠性成为行业关注的焦点。旋转变压器作为电机控制系统中的关键传感器，其性能直接影响电机的运行效率和安全性。一辆纯电动汽车出现了驱动电机旋变故障，你能对这个故障进行检测与排除吗？驱动电机旋变故障检测与排除——获取资讯1.驱动电机控制系统的结构及特点功用新能源汽车的驱动电机控制系统（控制器）负责收集车辆运行状态数据，计算所需动力及输出策略，并高效利用动力蓄电池中的能量。驱动电机控制系统的性能直接决定了汽车的关键性能指标，包括动力性能、燃油经济性以及驾驶者的乘坐体验。1.驱动电机控制系统的结构及特点（1）驱动电机控制系统组成及功用念驱动电机管理模块（控制器），通常简称为MCU，主要负责管理和控制驱动电机的转速、旋转方向，并能将驱动电机转变为逆变电机进行发电。MCU的作用与传统汽车中的发动机控制单元相当。动电机管理模块（控制器）通常有两种类型，一种为仅用于控制驱动电机（MCU），另外一种具有集成控制功能（集成了MCU与DC/DC）驱动电机管理模块（PCU）。DC/DC转换器，即直流-直流电压转换器，负责将来自动力蓄电池或逆变器的电能转换为12伏特的低压电能。这种转换器不仅用于给12伏特的蓄电池充电，还为车辆上的各种电气设备提供电力。目前，将MCU与DC/DC转换器集成化已成为纯电动汽车和混合动力电动汽车驱动电机管理模块发展的一个重要趋势。这种集成化程度更高的系统不仅能够降低制造成本，而且有助于实现系统间信息共享和优化车辆部件的布局设计。1.驱动电机控制系统的结构及特点驱动电机控制系统由动力总成（即驱动电机总成）、高压配电设备、驱动电机控制器（MCU）、高低压线束以及相关传感器等关键组件构成。1.驱动电机控制系统的结构及特点（2）驱动电机控制系统高压电路纯电动汽车的整车高压线束系统可以细分为五个主要部分，每个部分都承担着不同的功能和作用，确保整车的高效和安全运行。1）动力蓄电池高压电缆：这部分线缆的主要作用是连接动力蓄电池和高压盒。它负责将动力蓄电池储存的电能传输到高压盒，为整车提供所需的高压电力。动力蓄电池高压电缆的设计和制造需要满足严格的电气和力学性能要求，以确保在各种工况下都能稳定可靠地工作。2）电机控制器电缆：电机控制器电缆负责连接高压盒和电机控制器。电机控制器是电动汽车的核心部件之一，负责控制电机的运行状态和性能。电机控制器电缆需要具备良好的电气传导性能和抗干扰能力，以确保电机控制器能够准确无误地接收到高压盒传输的电能，并有效地控制电机的运转。3）快充线束：快充线束主要用于连接快充口和高压盒。在快速充电模式下，快充线束能够承受高电流和高电压的输入，将外部充电设备提供的电能迅速传输到高压盒，进而为动力蓄电池充电。快充线束的设计需要考虑到高电流带来的热效应和电磁干扰问题，确保在快速充电过程中线束的安全性和稳定性。1.驱动电机控制系统的结构及特点（2）驱动电机控制系统高压电路4）慢充线束：慢充线束主要负责连接慢充口和车载充电机。与快充线束不同，慢充线束适用于常规的交流充电模式，其设计和制造需要满足较低电流和电压的要求。慢充线束的作用是将车载充电机接收到的交流电能转换为直流电能，并传输到高压盒，进而为动力蓄电池进行充电。慢充线束的设计需要考虑到充电过程中的热管理和电磁兼容性问题。5）高压附件线束（高压线束总成）：高压附件线束是连接高压盒与其他高压附件的关键线束总成。它包括连接高压盒到DC/DC转换器、车载充电机、空调压缩机和空调PTC等部件的线束。高压附件线束的作用是将高压盒传输的电能分配给各个高压附件，确保它们能够正常工作。高压附件线束的设计需要考虑到各个附件的电气特性和工作环境，以确保在各种工况下都能稳定可靠地供电。通过以上五个部分的详细描述，我们可以看到纯电动汽车整车高压线束系统的复杂性和重要性。每个部分都承担着不同的功能和作用，共同确保整车的高效和安全运行。2.驱动电机控制器的工作原理（1）驱动电机控制器的工作原理驱动电机控制器由三个主要部分组成：功率电路、驱动与保护电路以及控制电路。功率电路的核心功能是能量转换；驱动与保护电路则负责对功率模块进行驱动控制和故障保护；而控制电路的主要职责是执行电机的转矩和转速控制，并确保与整车的通信功能。在驱动电机控制系统中，驱动电机的输出动作主要由控制单元发出的指令来执行，即控制器发出命令。控制器的作用是将输入的直流电转换成可调节电压和频率的三相交流电（对于直流电机则是保持直流电），以供配套的驱动电机使用。驱动电机控制器负责将动力蓄电池提供的直流电转换为交流电，随后传递给电机。电机通过正转实现整车的加速与减速，通过反转则实现倒车。通过有效的控制策略，控制器确保动力总成以最佳方式协同工作。2.驱动电机控制器的工作原理（1）驱动电机控制器的工作原理旋转变压器，通常简称为旋变，是一种特殊的信号元件。它的主要功能是根据转子的旋转角度变化来调整输出电压的大小。具体来说，当旋转变压器的励磁绕组接收到一定频率的交流电压信号时，其输出绕组产生的电压幅值会与转子的旋转角度呈现出一种特定的数学关系。这种关系通常表现为正弦和余弦函数的形式，因此这类旋转变压器也被称为正余弦旋转变压器。在运动伺服控制系统中，旋转变压器扮演着至关重要的角色。它主要用于实现对角度位置的精确传感和测量。通过这种方式，旋转变压器能够为控制系统提供实时的旋转角度信息，从而确保系统的精确控制和稳定运行。旋转变压器在伺服控制系统中的应用非常广泛，它通过精确的角度测量，为系统的稳定性和可靠性提供了有力的保障。2.驱动电机控制器的工作原理（2）驱动电机系统的控制策略

驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器技术。整车控制器（VCU）发出的指令通过CAN线传输至驱动电机控制器主板。该主板执行逻辑换算，并确定旋转变压器的转子位置，随后发出信号以驱动IGBT模块。IGBT模块负责输出三相交流电，进而驱动电机旋转。驱动电机控制器主板负责处理所有输入信号，并将驱动电机控制器的运行状态信息反馈给整车控制器。此外，驱动电机控制器内部集成有故障诊断电路。一旦检测到异常，它将激活一个错误代码，并存储故障码及数据，或将其发送给整车控制器。IGBT模块依照控制器主板的指令，将输入的直流电转换成电压和频率可调节的三相交流电，以供配套的三相永磁同步电机使用。在能量回收模式下，IGBT模块将发电机提供的交流电整流，转换为直流电，进而为动力蓄电池进行充电。2.驱动电机控制器的工作原理（3）驱动电机系统的驱动模式当驱动电机控制器接收到整车控制器发出的转矩输出指令后，它会将动力蓄电池提供的直流电转换为三相正弦交流电，进而驱动电机产生转矩。这一转矩通过机械传动系统传递，以推动车辆前进。根据驾驶员意图，以下分别对挂D挡行车、挂R挡倒车两种驱动电机系统驱动工作状态进行分析：1）D挡行驶

驾驶员挂D挡并踩加速踏板，此时挡位信息和加速信息通过信号线传递给整车控制器（VCU），VCU把驾驶员的操作意图通过CAN传递给驱动电机控制器（MCU），再由MCU结合旋转变压器信息进行控制，向永磁同步电机的定子通入三相交流电，三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。由三相交流电产生的旋转电枢建立的电枢磁场，一方面切割定子绕组，并在定子绕组中产生感应电动势，另一方面以电磁力拖动转子以同步转速正向旋转。2.驱动电机控制器的工作原理（3）驱动电机系统的驱动模式随着加速踏板行程不断加大，驱动电机控制器控制的IGBT导通频率上升，驱动电机的转矩随着电流的增加而增加。随着驱动电机转速的增加，驱动电机的功率和电压也随之增加。在电动汽车上，一般要求电动机的输出功率保持恒功率，即电动机的输出功率不随转速增加而变化，这就要求在电动机转速增加时，电压保持恒定。与此同时，驱动电机控制器也会通过传感器，感知驱动电机当前功率、消耗电流大小、电压大小，并把这些信息数据通过CAN网络发送给VCU及仪表。2）R挡行驶

当驾驶员将挡杆置于倒车挡（R挡）时，驾驶员的请求信号首先传递给车辆控制单元（VCU），随后通过控制器局域网络（CAN）传输给电机控制单元（MCU）。此时，MCU依据当前转子的位置信息（由旋转变压器提供）来调整绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块，改变W、V、U三相的通电顺序，从而实现对驱动电机的反转控制。2.驱动电机控制器的工作原理（4）驱动电机系统的发电模式当车辆处于滑行或制动状态，并且整车控制器检测到满足启动能量回收的条件时，它会发出能量回收指令。此时，IGBT模块的输出为0，导致电机停止驱动功能。然而，车轮通过传动系统继续驱动电机转子旋转，使电机转变为发电机。它随后输出三相正弦交流电，该电能通过IGBT模块转换成直流电，进而为动力蓄电池充电。为了启动能量回收系统，需要满足以下条件：首先，驾驶员必须将加速踏板完全松开，即踏板开度为零，或者车辆处于制动状态，这意味着驾驶员正在踩下制动踏板踏板以减速或停车。其次，车辆的动力蓄电池电量必须低于95%，这样系统才能有效地进行能量回收，避免在电池电量已经很高的情况下进行不必要的能量回收操作。第三，动力蓄电池的温度必须低于45摄氏度，这是因为过高的温度可能会对电池的性能和寿命产生负面影响，同时也确保了能量回收过程的安全性。最后，车辆的各个系统必须处于无故障状态，这意味着所有的传感器、控制单元和其他关键部件都必须正常工作，以确保能量回收过程的顺利进行，避免因系统故障而导致的能量回收失败或安全隐患。3.驱动电机旋变故障检测与排除（1）故障现象1）转速异常2）故障报警3）车辆行驶困难4）异响5）行驶顿挫（2)故障检测1）读取故障码2）检查电