【課件】3-1 驅(qū)動電機(jī)冷卻系統(tǒng)故障診斷與排除

項目三驅(qū)動電機(jī)及控制系統(tǒng)故障診斷與排除任務(wù)1驅(qū)動電機(jī)冷卻系統(tǒng)故障診斷與排除任務(wù)導(dǎo)入Tasktointroduce比亞迪某汽車4S店的服務(wù)顧問接待客戶王先生，王先生去年購置了一輛秦EV車作為代步工具，啟動車輛時發(fā)現(xiàn)儀表限功率指示燈點亮。車輛可以掛擋，但不能正常行駛。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)為電機(jī)溫度系統(tǒng)故障，你會診斷這種限功率指示燈點亮的故障嗎？

任務(wù)目標(biāo)TaskGoal了解驅(qū)動電機(jī)冷卻系統(tǒng)的分類；掌握電機(jī)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；了解電機(jī)工作溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)能正確進(jìn)行電機(jī)溫度過高的檢查；能正確完成電機(jī)過熱的故障診斷；能正確完成電機(jī)水泵的故障診斷；認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、積極主動，安全生產(chǎn)，文明施工。與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作。獲得分析問題和解決問題的基本方法。積極主動與小組成員交流、討論學(xué)習(xí)成果，取長補短，完成自我提升。目錄CONTENTS驅(qū)動電機(jī)冷卻系統(tǒng)的分類0102電機(jī)冷卻系統(tǒng)的組成電機(jī)工作溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)03電機(jī)溫度過高檢查步驟04新授PARTONE01驅(qū)動電機(jī)冷卻系統(tǒng)的分類分類電機(jī)作為純電動汽車的驅(qū)動裝置可實現(xiàn)極低排放或零排放。驅(qū)動電機(jī)、控制器等元件的溫度直接影響著其使用性能和壽命。當(dāng)驅(qū)動電機(jī)和控制器的溫度突然升高或者超過其最高溫度時，可能引發(fā)電機(jī)的故障，而控制器對使用溫度也有一定的要求。因此需要一種高效可靠的熱管理系統(tǒng)，提高驅(qū)動電機(jī)和控制器等元件的使用效率和壽命。電機(jī)和控制器的熱管理系統(tǒng)則主要對其冷卻，使其能夠安全可靠運行。目前針對電機(jī)與控制器的冷卻方式，依據(jù)其介質(zhì)不同可分為強制風(fēng)冷和液冷。強制風(fēng)冷液冷01驅(qū)動電機(jī)冷卻系統(tǒng)的分類強制風(fēng)冷優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單；不需要設(shè)計獨立的冷卻系統(tǒng)；維護(hù)方便及成本低。缺點冷卻效果較差。為保證足夠的散熱量需求，驅(qū)動電機(jī)與控制器需要增大與氣流的接觸面積，同時在控制器底部設(shè)計散熱片，因此導(dǎo)致電機(jī)和控制器體積和成本的增加。驅(qū)動電機(jī)和控制器在車輛上使用時對應(yīng)的工況較為復(fù)雜，強制風(fēng)冷無法在各個工況下保持所需的散熱量，若散熱不及時，車輛會出現(xiàn)限功率故障，因此僅在熱負(fù)荷小的小型車驅(qū)動電機(jī)或輔助電機(jī)采用強制風(fēng)冷。01驅(qū)動電機(jī)冷卻系統(tǒng)的分類液冷液冷的優(yōu)點和應(yīng)用優(yōu)點：相比強制風(fēng)冷，乙二醇型防凍液具有更高的比熱，且可以根據(jù)需要主動調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度，故而液冷具有更好的穩(wěn)定性。對于新能源汽車的驅(qū)動電機(jī)和控制器等元件，采用液冷可以迅速帶走熱量，實現(xiàn)溫度的快速降低，提高電機(jī)和控制器的效率和壽命。應(yīng)用：現(xiàn)階段新能源汽車電機(jī)和控制器普遍使用液冷冷卻，國內(nèi)自主品牌主要采用冷卻液作為介質(zhì)。02電機(jī)冷卻系統(tǒng)的組成秦EV整車熱管理系統(tǒng)以秦EV整車熱管理系統(tǒng)為例，為保障車輛在-20℃到50℃之間實現(xiàn)正常、高效地充電行駛，秦EV采用智能熱管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由前電驅(qū)動總成、充配電總成、動力電池、驅(qū)動電機(jī)冷卻水泵、動力電池冷卻水泵、膨脹閥、板式交換器、PTC、散熱器、散熱器風(fēng)扇、整車控制器模塊和空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)高低壓管路等部件組成，主要集中在引擎蓋下方機(jī)艙內(nèi)。秦EV前艙布局圖02電機(jī)冷卻系統(tǒng)的組成秦EV熱管理系統(tǒng)組成圖散熱器制冷管路暖風(fēng)水泵電動四通水閥電池散熱水泵PTC暖風(fēng)管路制冷管路電動壓縮機(jī)02電機(jī)冷卻系統(tǒng)的組成電動水泵冷卻系統(tǒng)的水泵動力電池和前電驅(qū)動總成、充配電總成有對應(yīng)加熱和冷卻兩個獨立系統(tǒng)，因此溫度控制效率更高，效果也更好。冷卻系統(tǒng)有兩個電動水泵，其中驅(qū)動系統(tǒng)和充配電總成共用一個水泵，而動力電池有單獨的水泵，冷卻系統(tǒng)水泵由低壓電路驅(qū)動，為冷卻液的循環(huán)提供壓力。在電動水泵的驅(qū)動下，冷卻液在管路中實現(xiàn)循環(huán)流動，其流向如圖2所示。圖2冷卻液循環(huán)管路圖02電機(jī)冷卻系統(tǒng)的組成冷卻風(fēng)扇冷卻風(fēng)扇安裝、作用、特點安裝部位：在機(jī)艙內(nèi)散熱器的后部；作用：增加散熱器和空調(diào)冷凝器的通風(fēng)量，從而有助于加快車輛低速行駛時的冷卻速度。特點：風(fēng)扇采用單風(fēng)扇設(shè)計，由整車控制器控制風(fēng)扇高、低速運轉(zhuǎn)。02電機(jī)冷卻系統(tǒng)的組成冷卻風(fēng)扇注意事項1即使在車輛不運行時，機(jī)艙下的冷卻風(fēng)扇也會啟動而傷人，因此任何時候請保持手、衣服和工具遠(yuǎn)離機(jī)艙下的散熱風(fēng)扇以免誤傷。注意事項2如果風(fēng)扇葉片有任何程度的彎曲和損壞，不要修理或重復(fù)使用損壞的部件，必須更換彎曲或損壞的風(fēng)扇葉片。注意事項3損壞的風(fēng)扇葉片不能保證正常的平衡且在連續(xù)使用中可能出現(xiàn)故障和飛脫，這種情況非常危險。02電機(jī)冷卻系統(tǒng)的組成冷卻液組成和分類防凍液由水、防凍劑、添加劑三部分組成，按防凍劑成分不同劃分為：乙醇型、甘油型、乙二醇型。乙二醇特征乙二醇是一種無色微粘的液體，沸點是197.4℃，冰點是-11.5℃，能與水任意比例混合，改變了冷卻水的蒸氣壓，冰點顯著降低。其降低的程度在一定范圍內(nèi)隨乙二醇的含量增加而下降。當(dāng)乙二醇的含量為68%時，冰點可降低至-68℃，超過這個極限時，冰點反而要上升。02電機(jī)冷卻系統(tǒng)的組成冷卻液乙二醇型防凍液物理性質(zhì)：（1）常溫性：冰點-25℃，適用于南方全年及北方夏季。（2）耐寒性：冰點-40℃，適用于北方冬季。嚴(yán)禁直接添加自來水作為冷卻液。特點：乙二醇防凍液在使用中易生成酸性物質(zhì)，對金屬有腐蝕作用。因此，應(yīng)加入適量磷酸氫二鈉等以防腐蝕。乙二醇有毒，但由于其沸點高，不會產(chǎn)生蒸氣被人吸入體內(nèi)而引起中毒。乙二醇的吸水性強，儲存的容器應(yīng)密封，以防吸水后溢出。水的沸點比乙二醇低，使用中被蒸發(fā)的是水，當(dāng)缺少冷卻液時，只要加入凈水就行。一般來說乙二醇是綠色，丙二醇是紅色帶點橘，丙三醇是藍(lán)色的。因此秦EV的冷凍液是丙二醇型。03電機(jī)工作溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)旋變溫度傳感器繞組溫度傳感器線束繞組溫度傳感器線束旋變溫度傳感器埋在電機(jī)線圈（定子）里，用以檢測電機(jī)線圈溫度，防止電機(jī)在工作的過程中溫度上升過快導(dǎo)致過熱。當(dāng)溫度傳感器檢測到繞組溫度高于160℃時，電機(jī)控制器通過動力CAN與網(wǎng)關(guān)控制器進(jìn)行信息交互，儀表模塊顯示“請檢查動力系統(tǒng)”，同時顯示功率限制指示燈亮起。若電機(jī)繞組溫度長時間超過160℃，永磁體會產(chǎn)生磁退現(xiàn)象，車輛表現(xiàn)為加速無力。03電機(jī)工作溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)前電驅(qū)動總成的冷卻系統(tǒng)秦EV熱管理系統(tǒng)控制電路圖前電驅(qū)動總成的冷卻系統(tǒng)主要依靠冷卻水泵帶動冷卻液在冷卻管道中循環(huán)流動，通過在散熱器的熱交換等物理過程，冷卻液帶走前電驅(qū)動總成、充配電總成以及動力電池產(chǎn)生的熱量。電機(jī)控制器通過電機(jī)內(nèi)部的溫度傳感器監(jiān)測電機(jī)三相繞組的溫度，并通過動力CAN網(wǎng)絡(luò)傳送給網(wǎng)關(guān)控制器。網(wǎng)關(guān)控制器通過舒適網(wǎng)與空調(diào)控制器進(jìn)行通訊，空調(diào)控制器控制電子膨脹閥開啟，同時網(wǎng)關(guān)控制器通過動力CAN與整車控制器通訊，整車控制器控制風(fēng)扇低速或高速運轉(zhuǎn)，以保持前電驅(qū)動總成、充配電總成以及動力電池始終維持在最佳工作溫度。04電機(jī)溫度過高檢查步驟外觀檢查檢查冷卻液液位是否正常，冷卻液標(biāo)準(zhǔn)值在min和max之間，檢查冷卻液質(zhì)量。Step01檢查電機(jī)及其控制器外部是否有滲液，管路接頭是否松動。檢查電機(jī)機(jī)器控制器外部高低壓接插件是否松動，導(dǎo)線是否破損。檢查電機(jī)外部緊固螺釘是否松動存在異響，排除線路故障。Step02觀察散熱水管運轉(zhuǎn)有無機(jī)械干澀、異響等。Step

0304電機(jī)溫度過高檢查步驟使用儀器進(jìn)行故障診斷檢測驅(qū)動電機(jī)信號線路；01檢查電機(jī)溫度傳感器。檢查電機(jī)溫度傳感器線束插頭，測量溫度傳感器阻值，在常溫下阻值大約為50kΩ左右。02實訓(xùn)PARTTWO01實訓(xùn)開始前，提前準(zhǔn)備好需要使用的個人防護(hù)用品，并檢查是否符合使用標(biāo)準(zhǔn)。實訓(xùn)開始前，提前做好場地防護(hù)，設(shè)置警告標(biāo)識，操作位置布置好絕緣防護(hù)措施。實訓(xùn)結(jié)束后，必須清理場地和設(shè)備，撤除警示標(biāo)識。任務(wù)實施安全要求及注意事項實訓(xùn)過程中，嚴(yán)禁嬉戲打鬧,做好數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果記錄。01任務(wù)實施安全要求及注意事項1.實訓(xùn)開始前，提前準(zhǔn)備好需要使用的個人防護(hù)用品，并檢查是否符合使用標(biāo)準(zhǔn)。2.實訓(xùn)開始前，提前做好場地防護(hù)，設(shè)置警告標(biāo)識，操作位置布置好絕緣防護(hù)措施。3.電機(jī)及控制系統(tǒng)出現(xiàn)過熱指示燈時，禁止擰開冷卻液的補償水壺蓋；4.禁止觸碰任何帶安全警示標(biāo)的部件；5.拔掉低壓插頭時需提前斷開蓄電池負(fù)極；6.更換冷卻液時，汽車底盤下方工作需要戴安全帽。7.禁止觸摸所有橙色的線束；8.在車輛高壓電情況下，禁止檢修電機(jī)及控制系統(tǒng)；9.檢查實訓(xùn)場地和設(shè)備設(shè)施是否清潔及存在安全隱患，配電箱、排查是否符合用電需求，如不正常請匯報老師并進(jìn)行處理。10.記錄車輛銘牌信息，做好檢測結(jié)果記錄。11.實訓(xùn)結(jié)束后，必須清理場地和設(shè)備，撤除警示標(biāo)識。01任務(wù)實施電機(jī)過熱的故障診斷故障現(xiàn)象某汽車4S店的服務(wù)顧問接待客戶王先生，王先生去年購置了一輛秦EV車作為代步工具，啟動車輛時發(fā)現(xiàn)儀表“OK”燈不亮，顯示“請檢查動力系統(tǒng)”。儀表顯示“請檢查動力系統(tǒng)”任務(wù)實施01故障分析電機(jī)及控制器溫度過高可能故障原因任務(wù)實施01故障排查檢查電機(jī)冷卻液檢查電機(jī)冷卻液液位在min～max之間。Step01任務(wù)實施01故障排查檢查電機(jī)冷卻液檢查冷卻系統(tǒng)管路有無泄露，水泵及風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否正常。Step02任務(wù)實施01故障排查檢查電機(jī)冷卻液檢查電機(jī)有冷卻管路有無機(jī)械干涉，異響等。Step03任務(wù)實施01故障排查檢查電機(jī)冷卻液Step04連接解碼儀，讀取故障碼，顯示為P1BB200：前驅(qū)動電機(jī)一般過溫告警；P1BB298：前驅(qū)動電機(jī)嚴(yán)重過溫告警，查看數(shù)據(jù)流顯示電機(jī)溫度為161℃，溫度過高，如圖10所示。任務(wù)實施01故障排查拆卸右前輪車輛下電，斷開低壓蓄電池負(fù)極，為方便測量電機(jī)溫度傳感器，拆卸右前輪。如圖11所示。Step05任務(wù)實施01故障排查打開驅(qū)動電機(jī)后端蓋拆下電機(jī)驅(qū)動器搭鐵、打開驅(qū)動電機(jī)后端蓋。如圖12所示。Step06任務(wù)實施01故障排查拔下電機(jī)溫度傳感器插頭測量電機(jī)溫度傳感器的電阻。Step07任務(wù)實施01故障排查測量電機(jī)溫度傳感器電阻測量電機(jī)溫度傳感器的電阻為0.9kΩ，阻值異常。Step08任務(wù)實施01故障排除故障排除更換溫度傳感器，重新啟動汽車，儀表顯示正常，汽車正常上電，故障排除，如圖15所示。儀表顯示任務(wù)實施01故障總結(jié)故障總結(jié)該故障是溫度傳感器故障，引起系統(tǒng)報故障，從而導(dǎo)致電機(jī)控制器檢測到電機(jī)溫度過高，車輛無法上電。電機(jī)溫度檢測由兩個定子溫度傳感器進(jìn)行檢測，采取雙重保護(hù)，當(dāng)一個傳感器出現(xiàn)故障時，另一個傳感器還能正常工作，當(dāng)出現(xiàn)此類故障時先檢查冷卻散熱系統(tǒng)，查看是否由于硬件散熱不良導(dǎo)致的溫度故障。其次運用解碼器檢查是否由于電氣電路信號造成的故障。01任務(wù)實施電機(jī)水泵的故障診斷故障現(xiàn)象打開前艙蓋，找到電機(jī)水泵，位于前艙底部電機(jī)正前方的位置，固定在電機(jī)部件上，水泵不能正常運轉(zhuǎn)。電機(jī)水泵艙內(nèi)的位置任務(wù)實施01故障排查斷開蓄電池負(fù)極步驟1車輛下電，使用套筒松開蓄電池螺絲，斷開蓄電池負(fù)極。如圖17所示。Step01任務(wù)實施01故障排查斷開蓄電池負(fù)極步驟2按住卡扣，拔下電機(jī)水泵低壓插接器。如圖18所示。Step02任務(wù)實施01故障排查斷開蓄電池負(fù)極萬用表打歐姆檔，表筆分別搭在電機(jī)水泵插