項(xiàng)目三驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)故障診斷與排除

新能源汽車

故障診斷技術(shù)高等職業(yè)教育新能源汽車類專業(yè)Contents項(xiàng)目一新能源汽車故障診斷基礎(chǔ)認(rèn)知項(xiàng)目三

驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)故障診斷與排除項(xiàng)目四智能鑰匙系統(tǒng)故障診斷與排除項(xiàng)目五

充電系統(tǒng)故障診斷與排除項(xiàng)目六

空調(diào)系統(tǒng)故障診斷與維修項(xiàng)目二動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障診斷與排除項(xiàng)目三

驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)故障診斷與排除

任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除項(xiàng)目三

驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)故障診斷與排除

基本目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)(１)了解驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)的組成及相關(guān)原理。(２)了解驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)典型故障分析方法。(３)能夠描述驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變信號(hào)故障診斷與排除方法。(４)能夠描述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除方法。技能目標(biāo)(１)能夠進(jìn)行電機(jī)旋變信號(hào)故障診斷與排除。(２)能夠進(jìn)行電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器相關(guān)故障診斷與排除。素質(zhì)目標(biāo)(１)能夠制訂工作計(jì)劃，獨(dú)立完成工作學(xué)習(xí)任務(wù)。(２)能夠在工作過(guò)程中，與小組其他成員合作、交流并進(jìn)行學(xué)習(xí)任務(wù)分工，具備團(tuán)隊(duì)合作和安全操作意識(shí)。(３)養(yǎng)成服從管理、依據(jù)企業(yè)6Ｓ管理模式規(guī)范作業(yè)的良好工作習(xí)慣.(４)培養(yǎng)安全工作的意識(shí)和習(xí)慣。任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除

任務(wù)描述

一輛電動(dòng)汽車的儀表故障指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)車輛失去動(dòng)力不能行駛，經(jīng)初步判斷可能是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在故障?，F(xiàn)要求你依據(jù)所學(xué)相關(guān)知識(shí)對(duì)車輛作進(jìn)一步診斷并排除故障。如果驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變信號(hào)發(fā)生故障，如何進(jìn)行故障診斷與排除?

任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備(一)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)概述

１.功用及組成

功用:將動(dòng)力蓄電池的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。將電機(jī)發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，并將能量回收給動(dòng)力蓄電池。

組成：由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(ＤＭ)、電機(jī)控制器(ＭＣＵ)、機(jī)械傳動(dòng)裝置構(gòu)成。任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備２.驅(qū)動(dòng)電機(jī)

作為新能源汽車的“動(dòng)力心臟”。驅(qū)動(dòng)電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，并用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他裝置的電氣設(shè)備，是核心部件。

新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)類:

(１)直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

(２)交流感應(yīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

(３)交流永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)(４)開關(guān)磁阻驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

新能源汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一般要求是:質(zhì)量輕、體積?。粔勖L(zhǎng)、可靠性高；耐壓性好；整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍效率高；具有低速大轉(zhuǎn)矩特性和較寬范圍的恒功率特性；電氣系統(tǒng)安全性高等。

任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備永磁同步電組成：轉(zhuǎn)子、定子、電機(jī)外殼、旋轉(zhuǎn)變壓器(簡(jiǎn)稱旋變)、前后轉(zhuǎn)子軸承、電機(jī)前后端蓋以及三相電纜等部件組成。

任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備３.驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器

驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心執(zhí)行模塊，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器接受電池管理器和整車控制單元的信息，控制三相驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速、方向和轉(zhuǎn)矩的改變。電機(jī)控制器通過(guò)接收電機(jī)角度傳感器信號(hào)作為控制命令的輸出反饋，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

４.旋變傳感器

驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳感器包括旋轉(zhuǎn)變壓器和溫度傳感器。旋變傳感器作用是可精確檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置、方向、速度，用來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)或發(fā)電機(jī)(回收能量)進(jìn)行方向、轉(zhuǎn)速的控制；溫度傳感器用來(lái)檢測(cè)電機(jī)的繞組溫度。

旋變傳感器又稱旋轉(zhuǎn)變壓器，部分車型也稱解析器、轉(zhuǎn)角傳感器，是一種位置傳感器。它是一種電磁式傳感器，汽車維修行業(yè)里的人常常稱它為“旋變”。旋變傳感器相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸位置傳感器?如果旋變信號(hào)失效或丟失，車輛將無(wú)法起動(dòng)。５.旋變傳感器與電機(jī)控制器之間的關(guān)系

(１)電機(jī)控制器是電機(jī)系統(tǒng)的控制中心，它對(duì)所有的輸入信號(hào)進(jìn)行處理，并將電機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息發(fā)送給整車控制器，電機(jī)控制器內(nèi)含功能診斷電路，當(dāng)診斷出異常時(shí)，它將會(huì)激活１個(gè)故障代碼，發(fā)送給整車控制器。

(２)旋變傳感器主要是由三組信號(hào)線圈組成。即勵(lì)磁線圈、正弦線圈、余弦線圈，傳感器線圈固定在殼體上(固定不動(dòng))，信號(hào)齒圈固定在轉(zhuǎn)子上(隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng))。

(３)旋變傳感器的主要作用是監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)子的位置反饋給電機(jī)控制器，是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號(hào)元件，當(dāng)勵(lì)磁繞組以一定頻率的交流電壓勵(lì)磁時(shí)，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關(guān)系，或保持某一比例關(guān)系，或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角呈線性關(guān)系。任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備(二)診斷與檢測(cè)方法

(１)用診斷儀一定能診斷出故障碼，確定是否為旋變傳感器故障。

(２)旋變傳感器的檢測(cè)方法:因?yàn)樾儌鞲衅髦饕怯删€圈構(gòu)成，故用電阻測(cè)量方法進(jìn)行:

勵(lì)磁繞組參考電壓:打開點(diǎn)火開關(guān)“ＯＮ”擋測(cè)量插件端應(yīng)有３~３.５Ｖ的交流電壓，正弦繞組阻值:拔下插件測(cè)量傳感器端子應(yīng)有(６０±１０)Ω電阻。

余弦繞組阻值:拔下插件測(cè)量傳感器端子應(yīng)有(６０±１０)Ω電阻。

勵(lì)磁繞組阻值:拔下插件測(cè)量傳感器端子應(yīng)有(３０±１０)Ω電阻。

(３)兩兩針腳測(cè)量電阻值，如果不正常則需要從電機(jī)端進(jìn)行測(cè)量，確定是否在內(nèi)部發(fā)生斷路或損壞；如果是內(nèi)部損壞，則需要拆卸電機(jī)總成，單獨(dú)更換旋變傳感器。

任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施(一)工作準(zhǔn)備

(１)防護(hù)裝備:防護(hù)用品一套(工作服、絕緣勞保鞋、護(hù)目鏡、絕緣頭盔、絕緣手套)。

(２)車輛、臺(tái)架、總成:比亞迪秦ＥＶ一輛，或其他同類型新能源汽車。

(３)專用工具、設(shè)備:拆裝專用工具。

(４)手工工具:新能源汽車維修組合工具。

(５)輔助材料:高壓維修警示牌和設(shè)備、絕緣地膠、二氧化碳滅火器、清潔劑。任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施(二)實(shí)施步驟

１.工作任務(wù)

本操作工作任務(wù)是在掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)知識(shí)的基礎(chǔ)上，診斷并排除新能源汽車比亞迪秦ＥＶ汽車，行駛里程８萬(wàn)ｋｍ，按壓起停開關(guān)，高壓不能上電，儀表“ＯＫ”指示燈不亮。同時(shí)儀表顯示“請(qǐng)檢查動(dòng)力系統(tǒng)”的故障，請(qǐng)完成此故障的診斷與排除任務(wù)。

任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施２.故障原因分析

任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施３.故障診斷

步驟１:車輛基本檢查，檢查前艙插接件線束是否連接到位。

步驟２:運(yùn)用診斷設(shè)備，連接解碼器，讀取故障碼。出現(xiàn)動(dòng)力網(wǎng)—前驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器報(bào)出故障碼:Ｐ１ＢＢＦ００、Ｐ１ＢＢＦ２００。步驟３:通過(guò)故障碼可以非常明確看出是旋變傳感器故障，此時(shí)需要進(jìn)一步進(jìn)行檢查，并且讀取數(shù)據(jù)流，檢查有無(wú)異常。

任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施步驟４:關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開低壓蓄電池負(fù)極(等待３ｍｉｎ)，拆卸前驅(qū)總成的后端蓋。步驟５:查閱電氣原理圖，找到旋變信號(hào)線路針腳號(hào)，分別測(cè)量正弦、余弦、勵(lì)磁的阻值。步驟６:測(cè)量旋變傳感器插接件電阻無(wú)窮大，繼續(xù)查找發(fā)現(xiàn)電機(jī)插頭處針腳退針。

４.故障排除

修復(fù)傳感器線束插針，重新起動(dòng)汽車，儀表顯示正常(“ＯＫ”)，汽車正常上電，故障排除。

５.故障總結(jié)

該故障是旋變傳感器線路退針引起的系統(tǒng)故障，從而導(dǎo)致電機(jī)控制器無(wú)法檢測(cè)到電機(jī)旋變傳感器信號(hào)。

6.進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)6S整理。任務(wù)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變傳感器信號(hào)故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除

任務(wù)描述

比亞迪秦ＥＶ新能源汽車車主，遙控鑰匙隨車主進(jìn)入車內(nèi)，踩下制動(dòng)踏板，按下起動(dòng)按鈕。儀表“ＯＫ”指示燈不亮，車輛無(wú)法正常起動(dòng)，車主將車送至汽車維修站點(diǎn)，請(qǐng)問(wèn)接下來(lái)該如何排查故障?

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備(一)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)概述

１.結(jié)構(gòu)組成

主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、單擋變速器組成。任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備２.安裝位置

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備３.集成方案

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備(二)電機(jī)控制器認(rèn)識(shí)

１.定義及組成

驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心執(zhí)行模塊，又稱智能功率模塊，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器接收動(dòng)力蓄電池管理器和整車控制單元的信息，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速、方向和轉(zhuǎn)矩的改變，電機(jī)控制器通過(guò)接收電機(jī)角度傳感器信號(hào)，作為控制命令的輸出反饋，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

組成：包括智能功率模塊、絕緣柵雙極型晶體管模塊、信號(hào)數(shù)據(jù)采集模塊、并聯(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。

２.功能

(１)具有采集轉(zhuǎn)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。

(２)具有高壓輸出電壓和電流控制限制的功能。

(３)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、轉(zhuǎn)矩控制限制等功能。

(４)具有能量控制、主動(dòng)泄放、被動(dòng)泄放控制的功能。

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備３.工作原理

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。

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備(三)電機(jī)控制器故障碼

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施(一)工作準(zhǔn)備

１.防護(hù)裝備:防護(hù)用品一套(工作服、絕緣勞保鞋、護(hù)目鏡、絕緣頭盔、絕緣手套)。

２.車輛、臺(tái)架、總成:比亞迪新能源秦ＥＶ或其他純電動(dòng)汽車一輛。

３.專用工具、設(shè)備:拆裝專用工具。

４.手工工具:新能源汽車維修組合工具。

５.輔助材料:高壓維修警示牌和設(shè)備、絕緣地膠、二氧化碳滅火器、清潔劑。

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施(二)實(shí)施步驟

１.工作任務(wù)

本操作工作任務(wù)是在掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)知識(shí)的基礎(chǔ)上診斷并排除新能源汽車無(wú)法正常起動(dòng)的故障。

２.故障原因分析

驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的常見故障原因如下:

(１)控制器模塊本身的故障。

(２)電機(jī)溫度傳感器故障。任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施３.驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷方法

(１)讀取故障碼

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施(２)故障檢測(cè)

①控制器電源與搭鐵的診斷

ａ.拔下電機(jī)控制器Ｂ３２(外圍２４端子棕色)連接器。

ｂ.測(cè)量線束端連接器各端子間電阻或電壓。

ｃ.連接器端子與標(biāo)準(zhǔn)參考值如圖所示。

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除一、知識(shí)準(zhǔn)備②電機(jī)控制器與電機(jī)低壓端子線束電阻檢測(cè)

ａ.用故障診斷儀檢測(cè)電機(jī)控制器和電機(jī)。

ｂ.對(duì)照?qǐng)D進(jìn)行測(cè)量，如果不符合正常值，則更換相應(yīng)的組件。任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施③主電機(jī)控制器檢測(cè)數(shù)據(jù):測(cè)量電機(jī)控制器高壓正負(fù)極輸入端與控制器向驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸

出端的電壓值，標(biāo)準(zhǔn)參考值見表３—８。

④角度傳感器的診斷

ａ.使用故障診斷儀診斷如產(chǎn)生ＤＴＣ:Ｐ１Ｂ０１-００:旋變傳感器故障

ｂ.檢查低壓連接器，退電“ＯＦＦ”擋，拔掉電機(jī)控制器低壓連接器Ｂ33。

測(cè)量Ｂ33-4和Ｂ33-12之間電阻是否為８~１０Ω，測(cè)量Ｂ33-5和Ｂ33-13之間電阻是否為１４~１８Ω，測(cè)量Ｂ33-6和Ｂ33-14之間電阻是否為１４~１８Ω。

如果所測(cè)電阻正常，則檢查Ｂ２２接插件是否松動(dòng)，如果沒(méi)有松動(dòng)，則為動(dòng)力總成故障。

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施ｃ.更換驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器與ＤＣ總成，電機(jī)控制器連接器Ｂ３３主要端子的定義如圖３-20、表３-９所示。

任務(wù)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器故障診斷與排除二、任務(wù)實(shí)施⑤相關(guān)ＤＴＣＰ１Ｂ０２:欠電壓保護(hù)故障(或Ｐ１Ｂ０４:過(guò)電壓保護(hù)故障)的診斷。首先檢查動(dòng)力蓄電池電量，動(dòng)力蓄電池電量變化量是否大于額定值的１０％。如果電量正常，則檢測(cè)高壓母線。步驟如下:

ａ.斷開維修開關(guān)，等待５ｍｉｎ。

ｂ.拔掉電機(jī)控制器高壓接插件端子。

ｃ.插上維修開關(guān)，整車上電。

ｄ.測(cè)量母線電壓值，測(cè)量母線正—母線負(fù)端子?正常值為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力蓄電池電壓。

ｅ.如果母線電壓值不在正常范圍內(nèi)，那么檢查高壓配電盒及高壓線路，否則，更換驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器。

４.驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器更換流程

(１)拆卸前需求.

①整車“ＯＦＦ”擋。

②拔掉緊急