新能源汽車保養(yǎng)與故障診斷技術(shù)課件：檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器

檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器《新能源汽車保養(yǎng)與故障診斷技術(shù)》

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的保養(yǎng)與故障診斷方法CONTENTS目錄驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器情境導(dǎo)入某汽車4S店的服務(wù)顧問(wèn)接待客戶王先生，王先生去年購(gòu)置了一輛秦EV作為代步工具，啟動(dòng)車輛時(shí)發(fā)現(xiàn)儀表“OK”燈不亮，顯示“請(qǐng)檢查動(dòng)力系統(tǒng)”。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)為電機(jī)溫度系統(tǒng)故障，你會(huì)診斷這種故障嗎?01電機(jī)工作溫度監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)組成驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車三大核心系統(tǒng)之一，也是車輛行駛的主要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)，直接影響車輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和用戶駕乘感受。秦EV的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)，也稱前驅(qū)電動(dòng)總成或三合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(MotorControlUnit，MCU)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、單檔變速器組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)就如同電動(dòng)汽車的神經(jīng)中樞，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池和其他輔助系統(tǒng)互為連接并且加以控制。整車控制器(VCU)會(huì)根據(jù)獲取到的加速、制動(dòng)、檔位、旋變、溫度等的輸入信號(hào)，向電機(jī)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，從而控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)能量回收。一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（一）驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)概述如下左圖為秦EV前驅(qū)電動(dòng)總成，如下右圖為秦EV的前驅(qū)電動(dòng)總成，其位于前艙中部，在充配電總成的下方。一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（一）驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)概述一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（一）驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)概述在秦EV的設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及電機(jī)控制器采用了直連的方式，減少三相電纜、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器共用冷卻系統(tǒng)(通過(guò)整車控制器(VCU)控制電子水泵、電子風(fēng)扇進(jìn)行循環(huán)冷卻)：成本降低了33%體積減少了30%重量也減輕了25%功率密度增加20%NEDC續(xù)航里程效率提升1%扭矩密度增加17%一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（一）驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)概述比亞迪驅(qū)動(dòng)三合一集成方案如下表所示。集成內(nèi)容示圖集成目的電機(jī)、電控端子直連，取消三相線

降低成本電機(jī)、電控水道直連，取消水管

降低成本一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（一）驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)概述接上一頁(yè)表格：電機(jī)轉(zhuǎn)子軸和減速器輸入軸共用

提高同軸度，減少噪音電機(jī)殼體和減速器殼體共用

降低成本，提高同軸度，提高裝配精度1.定義驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器是一種用于控制動(dòng)力電池與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置。其為動(dòng)力電池和電機(jī)之間的能量轉(zhuǎn)換單元，是驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制中心，又稱智能功率模塊。一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（二）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器主要組成包括：智能功率(IPM)模塊、絕緣柵雙極型品體管(IGBT)模塊、信號(hào)數(shù)據(jù)采集模塊、關(guān)聯(lián)電路等硬件，以及電機(jī)控制算法與邏輯保護(hù)等軟件部分。IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)也稱絕緣柵雙極型晶體管，是一種由MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)和BJT(雙極型三極管)組合成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，被認(rèn)為是電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一。IPM(IntelligentPowerModule)是指智能功率模塊，把功率開關(guān)器件(IGBT)和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起，而且內(nèi)有過(guò)電壓、過(guò)電流和過(guò)溫等故障檢測(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到CPU。2.組成一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（二）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器具有采集扭矩請(qǐng)求、旋變等信號(hào)，控制電機(jī)正向、反向驅(qū)動(dòng)以及正、反轉(zhuǎn)發(fā)電的功能。具有高壓輸出電壓和電流控制限制的功能。具有電壓跌落保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、IPM過(guò)溫保護(hù)、IGBT過(guò)溫保護(hù)、功率限制、扭矩控制限制等功能。具有能量回饋控制、主動(dòng)泄放、被動(dòng)泄放控制的功能。3.功能一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（二）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置并判斷其狀態(tài)，接通電機(jī)控制器內(nèi)相應(yīng)的IGBT，此時(shí)高壓直流電經(jīng)電機(jī)控制器內(nèi)的IGBT進(jìn)行逆變后流入定子繞組線圈，通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)(電轉(zhuǎn)磁-電感)利用右手法則判定磁極，同性相斥，異性相吸使轉(zhuǎn)子的磁鐵隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。W三極管導(dǎo)通，V三極管PWM控制電流的大小和頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。其控制原理如圖所示。一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（二）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器當(dāng)車輛在減速或滑行時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)會(huì)根據(jù)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方法切割導(dǎo)線，將汽車的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)行能量回收。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是轉(zhuǎn)子，被切割的導(dǎo)線是定子繞組。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(機(jī)械能轉(zhuǎn)換成磁能)產(chǎn)生磁場(chǎng)，定子繞組線圈(磁能轉(zhuǎn)成電能-電磁感應(yīng))產(chǎn)生電能；每轉(zhuǎn)動(dòng)180度產(chǎn)生的電壓方向(極性)改變一次(進(jìn)去低電位，出來(lái)高電位)，從而產(chǎn)生交流方波電。最后經(jīng)過(guò)電機(jī)控制器內(nèi)的IGBT上的二極管整流變成直流電輸出給動(dòng)力電池包充電。注意：當(dāng)EV車型電池組的SOC>95%或PHEV車型SOC>90%時(shí)，能量回收的電能不會(huì)給動(dòng)力電池充電。當(dāng)動(dòng)力電池有故障時(shí)，能量回收的電能不會(huì)給動(dòng)力電池充電。一、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的認(rèn)識(shí)（二）驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器02檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器電機(jī)控制器為高壓電器件，維修時(shí)，需由專業(yè)人員配備專業(yè)設(shè)備進(jìn)行操作，嚴(yán)禁非專業(yè)人員進(jìn)行非法拆解，電機(jī)控制器從整車上拆下后，嚴(yán)禁進(jìn)行拆解。檢查與維護(hù)電機(jī)控制器前應(yīng)確保:作業(yè)時(shí)必須斷開整車低壓電源、電機(jī)控制器高壓電源，移除動(dòng)力電池維修開關(guān)，做好安全防護(hù)、知曉安全注意事項(xiàng)、熟悉作業(yè)設(shè)備及工具、熟悉操作要求；二、檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（一）電機(jī)控制器檢查與維護(hù)1.準(zhǔn)備要求作業(yè)時(shí)，應(yīng)避免沙塵、雨雪氣象情況下露天操作，避免沙塵、水及其他雜質(zhì)進(jìn)入電機(jī)控制器內(nèi)部；作業(yè)時(shí)，需使用專業(yè)檢測(cè)檢修設(shè)備和絕緣工具，人員佩戴絕緣手套、穿絕緣鞋；所有操作均應(yīng)進(jìn)行斷電、放電、高壓DC+/DC-對(duì)地電壓檢測(cè)，確保不帶電操作；具體的作業(yè)內(nèi)容及要求依據(jù)主機(jī)廠的維保手冊(cè)執(zhí)行。二、檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（一）電機(jī)控制器檢查與維護(hù)1.準(zhǔn)備要求二、檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（一）電機(jī)控制器檢查與維護(hù)2.檢查與維護(hù)內(nèi)容（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)與電機(jī)控制器外觀檢查檢查驅(qū)動(dòng)電機(jī)表面是否有油漬污垢。檢查電機(jī)控制器冷卻水管、接頭處有無(wú)裂紋、有無(wú)滲漏。目測(cè)電機(jī)控制器外觀有無(wú)磕碰、變形或損壞，并使用壓縮空氣或干布對(duì)電機(jī)控制器的外觀進(jìn)行清潔。二、檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（一）電機(jī)控制器檢查與維護(hù)2.檢查與維護(hù)內(nèi)容（2）檢查電機(jī)控制器端子電壓及插接器檢查電機(jī)控制器高壓插接器是否連接到位，是否有退針現(xiàn)象，或存在過(guò)電壓燒灼的情況。檢查電機(jī)控制器低壓插接器是否連接到位，是否有退針現(xiàn)象，或存在過(guò)電壓燒灼的情況。二、檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（一）電機(jī)控制器檢查與維護(hù)2.檢查與維護(hù)內(nèi)容(3)檢查電機(jī)控制器高壓電纜絕緣性車輛在充電或行駛中如有動(dòng)力電池絕緣故障，在檢測(cè)其他高壓系統(tǒng)絕緣電阻值正常情況下，需檢查電機(jī)控制器和連接電機(jī)控制器的高壓線纜絕緣電阻值是否正常，用絕緣電阻表黑筆搭鐵，紅表筆逐個(gè)測(cè)量電機(jī)控制器上的高壓端子和高壓線纜端子的絕緣電阻值，按下測(cè)試按鈕，顯示的數(shù)值為絕緣電阻值。電機(jī)控制器的搭鐵絕緣電阻值應(yīng)大于100MΩ。（4）檢查驅(qū)動(dòng)總成的固定螺栓是否有出現(xiàn)松動(dòng)的情況。（二）電機(jī)控制器檢查與更換二、檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器整機(jī)拆卸：將電機(jī)控制器的各個(gè)螺、進(jìn)出水管及高低壓接插件拆卸后取下電機(jī)控制器，拆卸過(guò)程中防止冷卻液進(jìn)入各接插件;由專業(yè)人員根據(jù)電機(jī)控制器故障診斷及處理方法進(jìn)行維修；重新安裝電機(jī)控制器回整車；檢查高壓端子：要求對(duì)高壓端子進(jìn)行絕緣屏蔽包裹；檢查屏蔽端子：要求對(duì)屏蔽端子進(jìn)行絕緣膠帶包裹；測(cè)量高壓線與屏蔽線絕緣；安裝高壓端子：將高壓端子安裝回電機(jī)控制器，并用螺栓鎖緊，高壓端子應(yīng)嚴(yán)格按殼體標(biāo)識(shí)安裝，以免裝錯(cuò)。動(dòng)力端子的扁平面與母排的平面緊貼，不允許使用折彎面安裝；（二）電機(jī)控制器檢查與更換二、檢查與維護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器固定屏蔽線束：固定屏蔽端子，要求屏蔽端子與動(dòng)力母線端子嚴(yán)格分開，不允許有接觸；高壓端子安裝完成后應(yīng)進(jìn)行絕緣檢測(cè)；安裝所有罩蓋，按照扭矩要求擰緊螺栓，最好使用扭矩扳手;裝回