北汽新能源纯电动汽车驱动电机控制系统故障维修

　　近年来，在我国作为新能源技术 的纯电动汽车的研发与应用取得了 突破性发展。这就客观要求汽车维修行业提升维修水平，升级故障维修 手段，利用有效的电子诊断技术提升 新能源汽车维修效率。本文以北汽 新能源纯电动汽车的具体故障作为 切入点，通过故障分析及其排除过 程，对新能源汽车维修关键技术进行 相应的探究。

　　新能源方向论文范文：关于我国新能源汽车技术的探讨

　　摘要：随着汽车销量的增长，给人们的生活带来很多负面问题，如空气污染、能源减少、环境破坏等。介绍我国新能源汽车的类型、特点，以及发展面临的阻力。

　　关键词：汽车;新能源;发展;技术

　　一、故障现象

　　—辆北汽生产的EV160新能源纯电动汽车，整车型号为: BJ7OOOB3D5- BEV，电机型号为： TZ20S02，电池型号为：29/135/220- 80Ah，电池工作电压为320Vo该车 行驶里程为0.56万km，出现无法行 驶且仪表报警灯常亮、报警音鸣叫的 故障;故障发生时电机有沉闷的“咔、 咔”声。

　　二、系统重要作用及其结构原理

　　驱动电机系统由驱动电动机 (DM)、驱动电机控制器(MCU)构成， 通过高低压线束与整车其它系统作 电气连接。驱动电机系统是纯电动 汽车三大核心部件之一，是车辆行驶 的主要执行机构，其特性决定了车辆 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。

　　1.驱动电机系统工作原理

　　在驱动电机系统中，驱动电机的 输出动作主要是执行控制单元给出 的命令，即控制器输出命令。控制器主要是将输入的直流电 逆变成电压、频率可调的三相交流 电，供给配套的三相交流永磁同步电 机使用。 整车控制器(VCU)根据驾驶员 意图发出各种指令，电机控制器响应 并反馈，实时调整驱动电机输出，以 实现整车的怠速、前行、倒车、停车、 能量回收以及驻坡等功能。电机控 制器另一个重要功能是通信和保护， 实时进行状态和故障检测，保护驱动 电机系统和整车安全可靠运行。 电机控制器(MCU)由逆变器和 控制器两部分组成。

　　驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变 器。逆变器负责将动力电池输送的 直流电电能逆变成三相交流电给汽 车驱动电机提供电源;控制器接受驱 动电机和其它部件的信号反馈到仪 表，当发生制动或者加速行为时，它 能控制变频器频率的升降，从而达到 加速或减速的目的。 电机控制器是依靠内置旋转变 压器、温度传感器、电流传感器、电压 传感器等来提供电机的工作状态信 息，并将驱动电机运行状态信息实时 发送给VCU。驱动电机系统的控制 中心，又称智能功率模块，以绝缘栅 双极型晶体管模块(IGBT)为核心，辅 以驱动集成电路、主控集成电路，对 所有的输入信号进行处理，并将驱动 电机控制系统运行状态的信息通过 CAN2.0网络发送给整车控制器，同 时也会储存故障码和数据。

　　2.驱动电机关键部件结构及其 工作原理

　　驱动电动机采用永磁同步电机 (PMSM)，是动力系统的重要执行机 构，是电能与机械能转化的部件，且 自身的运行状态等信息可以被采集 到驱动电机控制器。驱动电动机主 要零件由油封、前端盖及吊环、定子 组件、转子组件、后端盖、接线盒组 件、接线盒盖、旋变盖板、悬置支架等 部件组成。 驱动电机内部安装了一些传感 器，这些传感器包括:用以检测电机 转子位置的旋转变压器;解码后可以 获知电机转速的控制器;用以检测驱动电机绕组的温度，并将信息提供给 电机控制器，再由电机控制器通过 CAN线传给整车控制器(VCU)，进而 控制水泵工作、水路循环、冷却电子 扇工作，调节驱动电机的工作温度的 温度传感器。

　　3.旋转变压器工作原理

　　旋转变压器又称解析器，安装在 驱动电机上，用来测量旋转物体的转 轴角位移和角速度，能够检测电机的 位置、转速和方向，通过脉冲磁场计 数可以获知电机转子转速，从而控制 车速。旋转变压器的传感器线圈由 励磁、正弦和余弦3组线圈组成，输 入、输出信号及其波形。

　　三、检修过程

　　参照北汽新能源EV160纯电动 汽车电机控制器(MCU)的电路图，对照实物图，识别电机与电 机控制器对应的连接插头，本人按照 以下步骤进行故障检修。

　　1. 读取故障码 连接解码仪，读取故障码为 P116016， MCU TGBT驱动电路过流 故障(A相/U相)。诊断仪器没有明 确的故障点或故障原因的指引，现需 进一步检修以确认故障原因。

　　2. 检测高压系统 断掉蓄电池负极并用电工胶布 将其金属部分缠绕，避免接触车身。 然后切断设置在车内手套箱位置的 高压保险。过5miii后，拆卸连接动力 电池到高压盒之间的高压电缆，使用 万用表测量高压电池来电情况，测量 结果显不为0.1V，咼压系统成功 下电。

　　3. 检测电机控制器 在高压系统断电后，使用万用 表、兆欧表对电机控制器MCU进行测 量并将结果填写在表1里面。通过与 标准值对比，结果正常。 4. 测量MCU电源保险FB10 汽车前舱部分找出保险与继电器盒，检查MCU电源保险FB10，测量 保险丝电阻值，正常值小于1Q，测量 值为0.2Q，测量结果正常。

　　5. 检测电源继电器 测量MCU电源继电器线圈端子 2个插脚之间的电阻值，正常值为 133 Q左右，测量值为92Q，测量结果 正常。测量电源继电器开关端子的 导通性，将电源继电器线圈端子2个 插脚分别接蓄电池正负极，万用表调 节到200 Q电阻挡，测量继电器2个 开关端子是否导通，测量值为0.1Q， 正常值为小于1Q，测量结果正常。

　　6. 测量MCU低压控制插头1#脚 电压 用探针插入MCU低压插件T3 (如图4所示)的1#脚，测量1#脚电 压，正常值为12 V左右。测量值为 12.4V，测量结果正常。 7•测量旋转变压器各个绕组阻 值及其波形 (1) 使用万用表电阻挡测量MCU 低压插件T35的22.23#端子的电阻 值，正常值为50~70Q，测量值为 52.211，测量结果正常;测量34、35#端 子的电阻值，正常值为50-700，测 量值为50.3Q，测量结果正常;测量 11、12#端子的电阻值，正常值为20 ~ 40Q，测量值为20.811，测量结果正 常。因此，可以判定旋转变压器励 磁、正弦和余弦3组线圈阻值正常。

　　(2) 使用万用表电阻挡测量驱动 电机旋变插件T19b 的A与 MCU低压插件T35的12#端子、B与 11#端子、E与23#端子、F与22#端子、 C与35#端子、D与34#端子的电阻值， 正常值为0.2〜0.5Q，测量值为0.370 左右，测量结果正常。 (3) 使用示波器通过驱动电机旋 变插件T19b测量旋转变压器各个绕 组波形，发现A与B端子、C与D端子 之间可以调取波形并且经过频率调 整后，其波形符合维修手册中所示标 准波形;但是，E与F端子之间无法调 取波形。

　　(4) 使用万用表电阻挡测量端子 E与车身搭铁之间的电阻值，结果为 0.96Q。原来是线束对地搭铁o 四、故障排除 由于旋转变压器的线束端子E 与车身搭铁短路(即对地短路)，导致 旋变工作不正常，电机控制器MCU无 法起动电机，所以总是有起动趋势但 车辆始终无法运转前行并伴随有沉 闷的电机起动声音。征得厂家同意 更换低压线束后试车，车辆运转正 常。连接解码仪，删除历史故障码， 再次读取故障码，仪器显示没有故障 码，证明故障排除。

　　五、总结

　　面对新能源纯电动汽车故障检 修，要先了解整个三电系统(电池、电 机、电控系统)的电气和机械连接关 系及其工作原理。在故障排除过程 中，根据故障现象和故障码显示确定 故障的大致范围，按照线路或实物图 形，同时识别电机与电机控制器对应 的每一个连接插头，始终向着使驱动 电机正常运转的目标，进行综合分 析、逐步排查并结合换件验证进行检 修。这样就可以比较快速的找到故障点并将其排除，使车辆恢复正常使 用性能。