純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)靜態(tài)檢測(cè)分析＊

張小興

（云南交通運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院，云南 昆明 650300）

引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平和生活追求也越來(lái)越高，在國(guó)家大力推廣新能源汽車(chē)的政策下，使得我國(guó)新能源汽車(chē)保有量迅速增長(zhǎng)，特別是新能源汽車(chē)中的純電動(dòng)汽車(chē)，發(fā)展更是迅猛。但人們對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的了解還是不足，純電動(dòng)汽車(chē)售后維修服務(wù)人員服務(wù)跟不上，影響純電動(dòng)汽車(chē)的推廣。為了確保純電動(dòng)汽車(chē)能夠獲得更好的發(fā)展，必須要了解純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)、原理、維修檢測(cè)知識(shí)，本文重點(diǎn)分析純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)靜態(tài)檢測(cè)，希望售后維修人員更好的掌握純電動(dòng)汽車(chē)的維修知識(shí)，提高純電動(dòng)汽車(chē)的售后服務(wù)。

1 純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)概述

純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變速箱組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)根據(jù)冷卻形式分風(fēng)冷和水冷，根據(jù)結(jié)構(gòu)分為直流有刷電機(jī)和直流無(wú)刷電機(jī)以及交流電機(jī)。現(xiàn)在很多的國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)汽車(chē)使用的電機(jī)為交流無(wú)刷永磁同步電機(jī)（如圖1為永磁同步電機(jī)），通過(guò)采集電機(jī)旋變信號(hào)進(jìn)行工作。

圖1 永磁同步電機(jī)實(shí)物

1.1 永磁同步電機(jī)

永磁同步電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、定子繞組、轉(zhuǎn)速傳感器以及外殼、冷卻等零部件組成（圖2為永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子實(shí)物圖），在定子和轉(zhuǎn)子中間還有一個(gè)比較小的空氣隙。定子有比較充足的硬度和韌度，可以減少電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的鐵耗。轉(zhuǎn)子裝有永磁材料，由疊片壓制而成，材料有硅鋼片、銅導(dǎo)條和鋁等。

圖2 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子

當(dāng)車(chē)輛要行駛時(shí)，電機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)到電機(jī)的位置，位置信號(hào)通過(guò)控制器的處理，發(fā)送相關(guān)信號(hào)給控制器IGBT，邏輯信號(hào)控制IGBT開(kāi)斷，控制器輸出的近似正弦波交流電。電機(jī)定子的三相繞組在正弦繞組下形成圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程，旋轉(zhuǎn)變壓器作為速度及位置檢測(cè)，可以反饋給控制器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，來(lái)準(zhǔn)確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速及位置[1]。

動(dòng)力電機(jī)是純電動(dòng)汽車(chē)的唯一動(dòng)力源，可向外輸出扭矩，驅(qū)動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)后退；同時(shí)也可以作為發(fā)電機(jī)發(fā)電（例如，在高坡下滑、高速滑行以及剎車(chē)制動(dòng)過(guò)程中把勢(shì)能或者動(dòng)能通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)）。

1.2 旋轉(zhuǎn)變壓器

旋轉(zhuǎn)變壓器（簡(jiǎn)稱(chēng)旋變）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、余弦函數(shù)關(guān)系，這種旋轉(zhuǎn)變壓器又稱(chēng)為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器。旋轉(zhuǎn)變壓器用于運(yùn)動(dòng)伺服控制系統(tǒng)中，作為角度位置的傳感和測(cè)量用。永磁交流電動(dòng)機(jī)的位置傳感器，原來(lái)是以光學(xué)編碼器居多，但這些年來(lái)，卻迅速地被旋轉(zhuǎn)變壓器代替。可以舉幾個(gè)明顯的例子，在家電中，不論是冰箱、空調(diào)、還是洗衣機(jī)，目前都是向變頻變速發(fā)展，采用的是正弦波控制的永磁交流電動(dòng)機(jī)。

2 純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)靜態(tài)檢測(cè)

2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路圖

檢測(cè)時(shí)，根據(jù)純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路進(jìn)行各數(shù)據(jù)的檢測(cè)，如圖3所示為比亞迪e6的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路圖。純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)靜態(tài)檢測(cè)主要是測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī) UVW 相對(duì)電機(jī)殼體絕緣電阻值，測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī) UVW 相兩兩之間電阻值，測(cè)量旋變傳感器勵(lì)磁、正弦、余弦線(xiàn)圈電阻值，根據(jù)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比，從而確定電機(jī)的各部件是否存在故障。

圖3 純電動(dòng)汽車(chē)電路圖

2.2 檢測(cè)工具及防護(hù)用品

動(dòng)力電機(jī)檢查檢測(cè)工具有萬(wàn)用表、毫歐表、絕緣電阻測(cè)試儀、絕緣手套。

檢測(cè)前，先進(jìn)行工具的檢查，檢查工具的步驟：（1）目視檢查萬(wàn)用表檢測(cè)線(xiàn)外觀有無(wú)破損、表針是否完好；（2）目視檢查萬(wàn)用表外觀有無(wú)損傷，旋動(dòng)萬(wàn)用表量程調(diào)節(jié)旋鈕，確定萬(wàn)用表可正常開(kāi)機(jī)、選擇量程；（3）連接萬(wàn)用表表紅黑檢測(cè)線(xiàn)，選擇“歐姆”擋，短接紅黑表表筆，觀察萬(wàn)用表讀數(shù)，顯示為 0 歐，萬(wàn)用表可用；（4）目視檢查毫歐表檢測(cè)線(xiàn)外觀有無(wú)破損、表夾是否完好；（5）目視檢查毫歐表外觀有無(wú)損傷，旋動(dòng)毫歐表量程調(diào)節(jié)旋鈕，確定毫歐表可正常開(kāi)機(jī)、選擇量程；（6）連接毫歐表 T+、T-檢測(cè)線(xiàn)，并將表夾短接，先點(diǎn)擊 STARTSTOP 鍵，再點(diǎn)擊 ZERO 鍵，觀察毫歐表讀數(shù)，顯示為 0 毫歐，毫歐表可用；（7）目視檢查絕緣電阻測(cè)試儀檢測(cè)線(xiàn)外觀有無(wú)損傷，表針是否完好，鱷魚(yú)夾是否完好；（8）目視檢查絕緣電阻測(cè)試儀外觀有無(wú)損傷，點(diǎn)擊“ONOFF”鍵，確定絕緣電阻測(cè)試儀可以正常開(kāi)機(jī)，點(diǎn)擊上下鍵，確定絕緣電阻測(cè)試儀可以正常調(diào)節(jié)量程，點(diǎn)擊“TEST”鍵，確定“TEST”鍵可以正常打開(kāi)、關(guān)閉（亮起紅色指示燈）；（9）佩戴絕緣手套，連接絕緣電阻測(cè)試儀檢測(cè)線(xiàn)、表針，將絕緣電阻測(cè)試儀 量程調(diào)制“100V”擋，點(diǎn)擊“TEST”鍵，絕緣電阻測(cè)試儀顯示“OL”，紅黑表筆短接，絕緣電阻測(cè)試儀顯示“0.0MΩ”，絕緣電阻測(cè)試儀可用。

2.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)靜態(tài)檢測(cè)

2.3.1 測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī) UVW 相對(duì)電機(jī)殼體絕緣電阻值

測(cè)量前先拆卸電機(jī)三相繞組電源輸入接口蓋板。先拆掉4顆電機(jī)接口蓋板固定螺栓，然后取下電機(jī)接口蓋板。使用絕緣電阻測(cè)試儀分別測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)UVW相對(duì)電機(jī)殼體絕緣電阻值。測(cè)量時(shí)，將絕緣電阻測(cè)試儀紅表筆接電機(jī)U相接口，黑表筆接殼體（如圖4所示），點(diǎn)擊測(cè)試鍵或紅表筆上的白色按鈕讀數(shù)，大于20MΩ代表絕緣良好，并記錄（標(biāo)準(zhǔn)值為20MΩ以上）。依照上面的測(cè)試方法，測(cè)量電機(jī)VW相絕緣阻值（自減速器側(cè)開(kāi)始依次為 UVW）并記錄[2]。

圖4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相繞組絕緣測(cè)量

2.3.2 測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī) UVW相兩兩之間電阻值

使用毫歐表測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)UVW相兩兩之間電阻值，測(cè)量時(shí)，將毫歐表表夾夾在電機(jī)U 相、V相上，電機(jī)START鍵讀數(shù)，并記錄。依次測(cè)量電機(jī)U相和W相、V相和W相電阻值，并記錄。比較測(cè)量數(shù)值，任意兩相電阻值在 25mΩ±5mΩ區(qū)間內(nèi)，且三組數(shù)值相差在2mΩ以?xún)?nèi)，電機(jī)繞組阻值正常（標(biāo)準(zhǔn)值為25mΩ左右）。

2.3.3 測(cè)量旋變傳感器勵(lì)磁電阻值

使用萬(wàn)用表測(cè)量旋變傳感器勵(lì)磁線(xiàn)圈電阻值，測(cè)量時(shí)，將萬(wàn)用表紅表筆接勵(lì)磁+，黑表筆接勵(lì)磁-，記錄萬(wàn)用表讀數(shù)（如圖5所示為電機(jī)旋變傳感器引出線(xiàn)路示教板），在8Ω±2Ω之間，勵(lì)磁線(xiàn)圈正常，并記錄（勵(lì)磁線(xiàn)圈標(biāo)準(zhǔn)電阻值為8Ω左右）。

圖5 旋變傳感器勵(lì)磁電阻值測(cè)量

2.3.4 測(cè)量旋變傳感器正弦電阻值

使用萬(wàn)用表測(cè)量旋變傳感器正弦線(xiàn)圈電阻值，測(cè)量時(shí)，將萬(wàn)用表紅表筆接正弦+，黑表筆接正弦-，記錄萬(wàn)用表讀數(shù)（如圖6所示為電機(jī)旋變傳感器引出線(xiàn)路示教板），在16Ω ±2Ω之間，正弦線(xiàn)圈正常（正弦線(xiàn)圈標(biāo)準(zhǔn)電阻值為16Ω左右）。

圖6 旋變傳感器正弦電阻值測(cè)量

2.3.5 測(cè)量旋變傳感器余弦電阻值

使用萬(wàn)用表測(cè)量旋變傳感器余弦線(xiàn)圈電阻值，測(cè)量時(shí)，將萬(wàn)用表紅表筆接余弦+，黑表筆接余弦-，記錄萬(wàn)用表讀數(shù)（如圖7所示），在14Ω±2Ω之間，余弦線(xiàn)圈正常（余弦線(xiàn)圈標(biāo)準(zhǔn)電阻值為14Ω左右）。

圖7 旋變傳感器余弦電阻值測(cè)量

2.3.6 測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組溫度傳感器電阻值

使用萬(wàn)用表測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組溫度傳感器電阻值， 測(cè)量時(shí)，將萬(wàn)用表紅表筆接溫度+，黑表筆接溫度-，記錄萬(wàn)用表讀數(shù)（如圖8所示），常溫狀況下，數(shù)值在 80kΩ～120kΩ之間，溫度傳感器正常（驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組溫度傳感器標(biāo)準(zhǔn)電阻值為80kΩ-120kΩ）[3]。

圖8 驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組溫度傳感器電阻值測(cè)量

3 結(jié)語(yǔ)

新能源汽車(chē)是我國(guó)汽車(chē)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)，加強(qiáng)新能源汽車(chē)的推廣有利于緩解我國(guó)的能源危機(jī)，保護(hù)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境，促使我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。純電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的靜態(tài)檢測(cè)只是整個(gè)故障檢測(cè)的一個(gè)點(diǎn)，故障診斷需要先檢查車(chē)輛功能，確認(rèn)故障現(xiàn)象，并且根據(jù)對(duì)車(chē)輛的了解，初步分析造成故障發(fā)生的可能原因有哪些。然后通過(guò)診斷設(shè)備、診斷數(shù)據(jù)、技術(shù)資料提供的信息，進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果，查找到最終原因。最終完成車(chē)輛的修復(fù)。車(chē)輛故障診斷能力最能體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)維修人員技術(shù)水平，只有提高維修技術(shù)人員的技術(shù)水平，才能提高純電動(dòng)汽車(chē)的售后服務(wù)質(zhì)量。