奇瑞瑞虎3xe 驅動電機與電機控制器故障的檢測

文/山東 劉春暉 浙江 王偉杰

(作者王偉杰工作單位：浙江華建工程管理有限公司)

2018年3月28日，奇瑞旗下的新能源電動SUV——瑞虎3xe(圖1)正式上市，新車包括瑞虎3xe 400、瑞虎3xe 480兩款車型。瑞虎3xe 400基本沿用了奇瑞瑞虎3x的設計風格，外觀沿襲Chery Design設計理念，車身時尚動感，采用從大自然獲得靈感的HDS水流動感車身理念，硬朗和酷炫的流線設計。瑞虎3xe 400采用奇瑞新能源獨有的3R-Body高強度籠式車身設計，三電安全管理系統、電池熱管理系統，以及整車多層次高壓安全保護。瑞虎3xe 400搭載一臺高性能永磁同步電機，并融合了全球電機行業巨頭安川電機的先進技術，最大功率達90kW，最大扭矩為276N·m，最高車速達到151km/h，0-50km/h加速4s以內。新車提供快充+慢充兩種方式，快充30min即可充電至80%，慢充6～8h充電至100%。奇瑞新能源瑞虎3xe的續航里程達到了401km。

圖1 奇瑞瑞虎3xe外觀

一、驅動電機及電機控制器

1.驅動電機

如圖2所示，奇瑞瑞虎3xe純電動汽車采用的驅動電機為三相永磁同步電機，用作純電動轎車的驅動，安裝于前艙位置。此類電機具有結構簡單、體積小、重量輕、效率高等特點。在控制器的控制下，電機能在寬廣的速度范圍內工作，以滿足純電動轎車的運行工況。電機內置旋轉變壓器一個，用于檢測轉子的轉速和位置，以實現對電機的矢量控制，電機冷卻方式為液冷結構。電驅動系統結構圖如圖3所示，驅動電機技術參數見表1。

圖2 J69-2103010驅動電機的結構

圖3 電驅動系統結構圖

表1 驅動電機技術參數

注意：J69-2103010驅動電機總成必須匹配J60-2142010電機控制器。

2.電機控制器

電機控制器的結構如圖4所示，電機控制器功能部分的技術參數見表2，其主要功能有：

①控制電機運行在電動模式或發電模式；

②電機驅動系統的扭矩控制；

③具有過溫、過流、過壓等保護功能；

④具有CAN通訊和診斷功能。

圖4 電機控制器的結構

表2 電機控制器功能部分的技術參數

二、控制原理

電機控制系統的電氣原理圖如圖5所示，電機信號插接件針腳定義見表3，MCU低壓插接件針腳定義見表4。

表3 電機信號插接件針腳定義

表4 MCU低壓插接件針腳定義

圖5 電機控制系統的電氣原理圖

三、故障檢測

1.電機缺相的檢測

電機缺相是由于電機內部發生了某一相或兩相由于某種原因不通電或者電阻值較大的現象。其主要產生的原因可能為：電機內某相燒毀、電纜與電機內部繞線斷開連接或電纜接頭由于未打緊發生燒蝕。電機缺相的檢測過程如下：

(1)如圖6所示，打開控制器小蓋板，11個M5螺栓，檢查電纜接頭有無燒蝕現象(此故障多由于接頭在安裝時未打緊引起的)維修后一定把圖中電纜接頭緊固到位。

圖6 電纜接頭的檢查

(2)如圖7所示，檢查缺相，利用萬用表分別檢測電機的A相與B相之間、B相C相之間、A相C相之間電阻來判斷是否發生缺相，AB，BC，AC相互之間的差值大于0.5Ω即判定為電機缺相，請更換電機。

注意：將維修開關拔掉，打開電機控制器小蓋板，將U、V、W三相線螺栓松開(M8螺栓)，將萬用表打至最小單位刻度檔，測量相間的阻值。

圖7 電機缺相的檢測

2.電機位置傳感器信號靜態測試方法

電機位置傳感器負責監控電機轉子位置，為電機控制提供位置信號。電機位置傳感器采用旋轉變壓器結構。可能出現故障模式為內部發生短路或者斷路。電機尾端信號線插件PIN定義如表5所示。PA～PFpin為旋變信號，PG、PHpin為溫度信號，測量電阻值時應PA～PB一組，PC～PD一組，PE～PF一組，PG～PH一組。測試參數見表6。

表5 電機尾端信號線插件PIN定義

表6 測試參數

3.MCU低壓插件信號檢測方法

(1)首先從控制器上拔下低壓插件，檢查線束端插件各針腳有無退針現象，如發現針腳退針請打開插件維修或更換該插件。

(2)使用萬用表檢測插件各針腳信號，測試參考值見表7。

注意：使用萬用表測試時，不能直接將表針插入低壓插件針腳中測試，以免使針腳出現退針現象，需對表針做延長加細處理(圖8)，然后再進行測試，同時保證無液體流入或濺入低壓插件內部。

圖8 表針做延長加細處理

表7 線束插件各針腳信號檢測方法及參考值

4.電驅系統絕緣故障的檢測

(1)測試說明。測試時，先將整車鑰匙取下或置于OFF檔，拔掉高壓維修開關(在副儀表板換擋機構下面)，確認母線電壓低于5V后，拔掉電機控制器端信號線插件。

(2)絕緣檢測。驅動電機絕緣故障常因為電機內部進水，或者是電機的絕緣層受熱失效，或繞組某處燒蝕對地短接；電機控制器絕緣故障常因為控制器內部進水，或者是爬電距離變小。

①調整好絕緣檢測表，選擇測試電壓為1000V檔。

②當電驅系統發生絕緣故障時，常會引起控制器報模塊故障，或者是整車絕緣故障。檢查電驅系統絕緣故障時應將電機系統從整車上脫離(將高壓配電盒到MCU的動力電纜插件拔出，確保電驅系統從整車上分離)，分別對電機系統的正負對地用絕緣表進行測試，絕緣表測試電壓1000V，要求測試時電機溫度接近常溫，測試結果阻值應大于20MΩ。若低于此值，則需進一步判定是電機的問題還是控制器的問題。

③打開控制器小蓋板，將三相線螺栓拆掉，將線與安裝底座脫開，單獨對電機控制器進行絕緣測試(圖9)，如果測試結果阻值低于20MΩ，判定為控制器損壞，請更換控制器。

圖9 電機控制器的測試

④若控制器絕緣阻值大于20MΩ，則需對電機單體進行絕緣測試，紅筆連接電機三相端子，黑筆連接電機殼體，若測試結果小于20MΩ，則更換電機；否則，認為電機絕緣正常。